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Fußbodenheizungen bedarfsorientiert regeln - Teil 1

Wie soll ein hydraulischer Abgleich funktionieren?

Eine weitere normative Ungenauigkeit entsteht bei der Fußbodenheizungsauslegung durch die pauschale Festlegung des Wärmedurchgangswiderstands für Bodenbeläge von 0,10 (m2K)/W für alle Räume außer dem Bad und WC. Das Problem ist in dieser Planungsphase nicht anders lösbar.

In der Praxis, nach dem Einbau der Oberböden, variieren die Werte erheblich. Keramische Bodenbeläge in Wohnräumen, als Kundenwunsch, liegen mit 0,05 (m2K)/W unter der Vorgabe. Häufig eingebaute Parkettböden liegen oft über 0,10 (m2K)/W. Teppiche auf Parkettböden, weitere Einbauten oder Möbel verändern die Wärmeabgabe des Bodens schließlich zusätzlich.

Dieser Unterschied zwischen Berechnung und Betrieb lässt den Unterschied zwischen berechneter und praktischer – dem Bedarf entsprechender – Heizwasser-Menge noch größer werden. Dazu kommt, dass die einzelnen Räume unterschiedlich betroffen sind. Eine bedarfsorientierte Raumheizleistung entspricht der tatsächlichen Wärmemenge, die laufend über die Raumumschließungsflächen, von warm nach kalt, als Transmissions-Wärmeverlust abgeführt wird. Dazu kommt bekanntlich der Lüftungs-Wärmeverlust. Diese Werte werden auch vom Nutzerverhalten, der Raumgeometrie, der Speicherfähigkeit der Raumumschließungsflächen, den Bodenbelägen, der Möblierung, den Fenstergrößen sowie der Gebäudeausrichtung beeinflusst.

Die Bestimmung des tatsächlichen Bedarfs kann nur über adaptive Raumtemperaturregler ermittelt und einer "Raum-Heizkurve" zugeordnet werden. Diese Regler sind seit Jahren auf dem Markt – eine träge Fußbodenheizung mit Drossel-Regelung ist aber nur bedingt für den Einsatz dieser Technik geeignet.

Lösung: Raumweise Beimisch-Regelung

Dieser Beitrag, der sich mit einem Teil der Anlagentechnik – der Wärmeverteilung und -übergabe – befasst, soll den Stand der Technik aus der Perspektive der Nachhaltigkeit aufzeigen. Man hat sich daran gewöhnt, in Ermangelung einer technischen Lösung, Kompromisse zu akzeptieren.

Kurz zusammengefasst, ist die heutige Fußbodenheizung ein System, das in allen Punkten den Kriterien der Nachhaltigkeit nicht entspricht: Schlechte Regelbarkeit und Trägheit, Überversorgung und erhöhter Materialeinsatz widersprechen den Begriffen Energieeinsparung, Komfort und Ressourcenschonung. Nur ein anderes Regelsystem – sprich: Die raumweise Beimisch-Regelung – kann die genannten Probleme lösen.

Jeder Heizkreis bekommt hier die Vorlauftempe­ratur, die der bedarfsorientierten Wärmeabgabe an den Raum entspricht. Ein hydraulischer Abgleich entfällt aufgrund der konstanten Kreiswassermenge der Heizkreispumpe. Im Laufe des Lebenszyklus des Gebäudes können zudem bauphysikalische Veränderungen am Gebäude oder Nutzungsänderungen vorgenommen werden, auf die sich die raumweise, bedarfsorientierte Regelung automatisch einstellt.

Diese Eigenschaften ermöglichen auch einen einheitlichen Rohrabstand in allen Räumen – eine wichtige Voraussetzung für künftige industrielle Vorfertigung. Auch "Smart Home"-Technologien (sog. "Smarte Thermostate"), die durch gezielte, längere periodische Absenkung der Raumtemperatur Energie einsparen sollen, arbeiten erst mit der raumweisen Beimisch-Regelung effizient.

Im zweiten Teil des Beitrags wird das System der raumweisen, bedarfsorientierten Regelung von Fuß-bodenheizungen in allen Einzelheiten ausführlich beschrieben. Für einzelne Armaturengruppen und Ver-fahren sind im Jahr 2017 mehrere Patente erteilt worden.

Dienstag, 06.02.2018

Von Peter Gabanyi
Dipl.-Ing. (FH) Energie- und Versorgungstechnik