Flächenheizung

	DIN EN 15377 (Entwurf)
Bereich	Heizungsanlagen in Gebäuden
Titel	Planung von eingebetteten Flächenheiz- und -kühlsystemen mit Wasser als Arbeitsmedium
Kurzbeschreibung:	Teil 1+3
Letzte Ausgabe	2006-08
ISO	-

Der Begriff Flächenheizung wird oft im Zusammenhang mit der Flächenkühlung genannt. Der Grund liegt in der gleichen Eignung und Auslegungsweise der Systemkomponenten. Es wird daher die Begriffsbildung Flächenheizung und -kühlung verwandt.

Flächenheizung/-kühlung ist ein Oberbegriff für verschiedene Heizungs- und Kühlungsvarianten, die die Wärme über die Flächen der Bauteile eines Gebäudes abgeben oder aufnehmen.

Die einzelnen Varianten gliedern sich wie folgt:

• Fußbodenheizung/-kühlung
• Wandheizung/-kühlung
• Deckenheizung/-kühlung
• Bauteilheizung/-kühlung, u.a. Betonkernaktivierung

Vorteile von Flächenheizungen

Flächenheizungen erhöhen die Thermische Behaglichkeit dadurch, dass sie Umfassungsflächen erwärmen. Durch die dafür notwendigen niedrigen Systemtemperaturen (Niedertemperaturheizsystem) eignen sie sich besonders für moderne Brennwerttechnik, Wärmepumpenheizung und beim Einsatz in Verbindung mit Solarthermie.

Auslegung von Flächenheizungen/-kühlungen

Die EN 15377 legt für die Auslegung folgende Wärmeübergangskoeffizienten fest:

Deckenheizung:    6 W / m² / K
Fußbodenkühlung:  7 W / m² / K
Wandheizung:      8 W / m² / K
Fußbodenheizung:  8 - 11  W / m² / K  (in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur, siehe 
                                       Berechnung von Fußbodenheizungen.

Die vorgenannten Werte stellen jedoch nur erste Näherungen dar, denn die Wärmeübergangskoeffizienten sind Funktionen der genauen Lage der Flächen im Raum und vor allem der Flächenüber- bzw. der Flächenuntertemperaturen gegenüber der Raumtemperatur, die wiederum aus der Lufttemperatur und der Strahlungstemperatur zu bilden ist. Definitionen dieser Größen sind in ^[1] detailliert zu finden.

Leistungsberechnung

→Hauptartikel: Berechnung von Fußbodenheizungen

Am einfachsten aber dennoch recht genau ist die Leistungsberechnung mit Hilfe der sogenannten Basiskennlinien, wie sie sich für die Fußbodenheizung bewährt hat und in der EN 1264-2 festgelegt ist. Ausgehend von dieser Darstellung sind die Basiskennlinien für die Heizung und Kühlung mit Decken, Wänden und Fußböden in ^[2] abgeleitet worden. Dabei wird bei Wandsystemen wegen der stark unterschiedlichen Strahlungswärmeströme zwischen aktiven Oberflächen an Innenwänden und Außenwänden unterschieden.

Simuliert man den Wärmetransport im Raum mit thermischen Raummodellen, wird in der Regel der Konvektionswärmestrom zwischen der thermisch aktiven Fläche und der Luft sowie der Strahlungswärmestrom zwischen den Raumoberflächen getrennt ermittelt ^[3]. Aus den separat bestimmten Wärmeströmen folgt dann sofort der jeweilige Strahlungsanteil. Des Weiteren lässt sich auch die thermische Behaglichkeitsgröße "Strahlungstemperatur-Asymmetrie" bestimmen.

Strahlungsanteil unterschiedlicher Flächenheizungen

Der Strahlungsanteil des Wärmeübergangskoeffizienten innerhalb von Gebäuden im Temperaturbereich von 15 bis 30 Grad beträgt in Näherung 5,5 W / m² / K (EN 15377). Dies gilt für alle beheizten Flächen, physikalische Grundlage hierfür ist das Stefan-Boltzmann-Gesetz. Werte, die über diesem Wert liegen bedeuten, dass die Wärme zusätzlich über Konvektion abgegeben wird. Ausgehend davon hat die Deckenheizung den höchsten Strahlungsanteil (92 %), gefolgt von der Wandheizung (69 %) und der Fußbodenheizung (50 % - 69 %). Zum Vergleich: Flachheizkörper ohne Konvektoren haben einen Strahlungsanteil von etwa 50%, reine Konvektoren dagegen nur etwa 10 %.

Quellen

1. ↑ Bernd Glück: "Definitionen der operativen Raumtemperatur (Empfindungstemperatur) und der Strahlungstemperatur der Umgebung"
2. ↑ Bernd Glück: "Ableitung von Basiskennlinien thermisch aktiver Oberflächen in Räumen (siehe LowEx_Bericht S. 29ff)"
3. ↑ Bernd Glück: "Dynamisches (wärmetechnisches) Raummodell"

Weblinks

• http://www.flaechenheizung.de