Ergebnisse einer dynamischen Simulation

Aufheizverhalten von Fußbodenheizungen

Mit einer Studie, die das Aufheizverhalten verschiedener Fußbodenheizungen simuliert, hat Purmo (www.purmo.de) die TU Dresden beauftragt. Für das Forschungsprojekt haben die Wissenschaftler vier verschiedene Fußbodenheizungen verglichen. Die Aufheizzeiten schwanken dabei um Faktoren bis zu 2,7. Zudem vergleicht die Studie unterschiedliche Arten von Bodenbelägen. Dabei ergeben sich bei sonst gleichen Aufbauten der Flächenheizungen deutliche Unterschiede. Die Simulation erfolgte mit folgenden Fußbodenheizungen:

- Das Standardsystem besteht dabei aus einer Dämmschicht, Heizrohren und einer Estrichschicht mit 65 mm Stärke. Dieses Standardsystem wurde mit drei flachen Systemen, die sich auch für Sanierungen gut eignen, verglichen.
- Als Hochdynamiksysteme im Nassaufbau wurden „click­jet S“ ohne Dämmschicht zum Untergrund mit 21 mm Estrich­schicht mit dem „klettjet R“ mit Dämmung und ebenfalls 21 mm Estrichschicht verglichen. 
- Als weiteres System kam das ebenfalls hochdynamische „ts14 R“ für den Trockenaufbau in den Vergleich. Diese Fußbodenheizung hat inklusive Bodenbelägen eine Aufbauhöhe von nur 35 bis 40 mm. Neben der geringen Aufbauhöhe sorgen beim „ts14 R“ Wärmeleitbleche aus Aluminium für eine rasche, gleichmäßige Wärmeverteilung auf dem Fußboden.

Für alle vier Fußbodenheizun­gen wurde zunächst ein Fliesen­belag gewählt. Berechnet wurden die Aufheizzeiten der Fußboden­oberfläche für einen Tempera­turanstieg von 15 bis 24 °C, wobei die Systemtemperaturen der Heizung 35/28 °C betrugen. Das Standardsystem brauchte zum Aufheizen eine Zeit von 5,6 h. Schneller war das „clickjet S“ mit 3,8 h, gefolgt vom „klettjet R“ mit 3,0 h. Der ausschlaggebende Unterschied dieser beiden Systeme war die Isolationsschicht, die beim „klettjet R“ Wärmeverluste nach unten vermindert. Spitzenreiter ist das „ts14 R“ mit einer Aufheizzeit von nur 2,1 h. Auch wenn so hohe Temperaturdiffe­renzen zwischen Heizbeginn und -ende unüblich sind, lassen sich die Zeitfaktoren auch auf kleinere Temperaturdifferenzen übertragen. So liegt die Aufheiz­zeit bei einer Anpassung von 21 auf 22 °C beim „ts14 R“ mit 0,3 h deutlich unter der des Standardsystems mit 0,8 h, ist also um den Faktor 2,7 niedriger.

Einfluss der Bodenbeläge

Variiert wurde bei den Simu­la­tions­rech­nungen auch der Bodenbelag. Die längsten Aufheizzeiten ergaben sich bei Parkettböden. Die Standardfußbodenheizung brauchte hier eine Zeit von 8,9 h für die Aufheizphase von 15 bis 24 °C und das „ts14 R“ 4,1 h. Bei Teppichböden lagen die Zeiten zwischen denen für den oben erwähnten Fliesenbelag und dem Parkett. Das hat nicht nur Nachteile, denn der höhere Wärmedurchlass-Widerstand des Parketts sorgt auch für eine gleichmäßigere Oberflächentemperatur und damit eine geringere Temperaturwelligkeit.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Absenkung der Solltemperatur von 2 bis 3 K zur Energieeinsparung bei Fußbodenheizungen nur für längere Zeitspannen, also Abwesenheit für mehrere Tage, sinnvoll ist. Unter Fachleuten sind drastische Temperaturabsenkungen über einen kurzen Zeitraum, wie z.B. Nachtabsenkungen um 5 K, umstritten, da ein komplett ausgekühltes System mit einem hohen Leis­tungs­über­schuss hochgefahren werden muss, wenn annehmbare Aufheizzeiten gefordert sind. Eine Möglichkeit der Energieeinsparung durch Temperaturabsenkung mit einer effizienten Regelfähigkeit zu kombinieren, bieten hochdynamische Systeme wie „ts14 R“ und „klettjet R“.

Da Gebäude thermisch immer sensibler werden, ist es wichtig, schon im Vorfeld individueller zu planen – beispielsweise bei der Auswahl des Fußbodenheizsystems oder des Bodenbelags. Ferner wird auch die richtige Ausführung immer entscheidender. Hierzu gehören der hydraulische Abgleich, richtig ausgelegte Pumpen, eine optimal eingestellte Heizkurve und eine leistungsfähige Regelungstechnik.

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