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News vom 06.06.2018

Dynamische Simulation zeigt große Unterschiede bei Fußbodenheizungen

Mit einer Studie, die das Aufheizverhalten verschiedener Fußbodenheizungen simuliert, hat Purmo die TU Dresden beauftragt. Die Ergebnisse präsentiert der Hersteller auf der SHK Essen. Für das Forschungsprojekt haben die Wissenschaftler vier verschiedene Fußbodenheizungen verglichen. Die Aufheizzeiten schwanken dabei um Faktoren bis zu 2,7. Darüber hinaus vergleicht die Studie auch verschiedene Arten von Bodenbelägen, wobei sich bei sonst gleichen Aufbauten der Flächenheizungen ebenfalls große Unterschiede ergeben.

Die TU Dresden hat Aufheizzeiten von vier Fußbodenheizungen untersucht. Neben einem Standardsystem wurden in Simulationen die Aufheizzeiten für clickjet S, klettjet R und ts14 R berechnet.
Die TU Dresden hat Aufheizzeiten von vier Fußbodenheizungen untersucht. Neben einem Standardsystem wurden in Simulationen die Aufheizzeiten für clickjet S, klettjet R und ts14 R berechnet.
Die Tabelle zeigt verschiedene Aufheizzeiten für 15 °C Starttemperatur und 24 °C Zieltemperatur. Die Unterschiede für verschiedene Bodenbeläge und Unterbauten sind immens. <br />Bilder: Purmo Deutschland
Die Tabelle zeigt verschiedene Aufheizzeiten für 15 °C Starttemperatur und 24 °C Zieltemperatur. Die Unterschiede für verschiedene Bodenbeläge und Unterbauten sind immens.
Bilder: Purmo Deutschland

Die Simulation erfolgte mit vier verschiedenen 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 Hochdynamik-Systeme im Nassaufbau wurden clickjet S ohne Dämmschicht zum Untergrund mit dem klettjet R mit Dämmung verglichen. Für beide Systeme beträgt die Stärke der Estrichschicht für die Berechnung 21 mm. Als viertes 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 und eignet sich aufgrund ihres geringen Gewichts auch für nahezu alle Sanierungsprojekte. Neben der geringen Aufbauhöhe sorgen beim ts14 R Wärmeleitbleche aus Aluminium für eine schnelle und 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 Stunden. Schneller war das clickjet S mit 3,8 Stunden, gefolgt vom klettjet R mit 3,0 Stunden. Der ausschlaggebende Unterschied dieser beiden Systeme war die Isolationsschicht, die beim klettjet R Wärmeverluste nach unten vermindert. Spitzenreiter ist schließlich das ts14 R mit einer Aufheizzeit von nur 2,1 Stunden. 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 Stunden deutlich unter der des Standardsystems mit 0,8 Stunden, also um Faktor 2,7.

Bodenbeläge haben großen Einfluss auf die Aufheizzeiten

Variiert wurde bei den Simulationsrechnungen auch der Bodenbelag. Die längsten Aufheizzeiten ergaben sich bei Parkettböden. Die Standardfußbodenheizung brauchte hier eine Zeit von 8,9 Stunden für die Aufheizphase von 15 bis 24 °C und das ts14 R 4,1 Stunden. Bei Teppichböden lagen die Zeiten zwischen diesen Werten. Die Aufheizzeiten bei Parkett gegenüber Fliesen sind, wie die Zahlen ausweisen, also deutlich länger. Das hat aber nicht nur Nachteile, denn der höhere Wärmedurchlasswiderstand des Parketts sorgt auch für eine gleichmäßigere Oberflächentemperatur und damit eine geringere Temperaturwelligkeit.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Absenkung der Solltemperatur über 2 - 3 °C zur Energieeinsparung bei Fußbodenheizungen nur für längere Zeitspannen, also Abwesenheit über mehrere Tage hinweg, sinnvoll ist. Unter Fachleuten sind drastische Temperaturabsenkungen über einen kurzen Zeitraum, wie zum Beispiel Nachtabsenkungen um 5 °C, 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 jedoch die schnellen und hochdynamischen Systeme wie ts14 R und klettjet R. Da Gebäude heutzutage thermisch immer sensibler werden, ist es auch immer wichtiger schon im Vorfeld individueller zu planen – beispielsweise bei der Auswahl des Fußbodenheizzystems 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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