Würde man Fußbodenheizrohre innerhalb eines Raumes so installieren, dass sie allseitig von Raumluft umgeben wären, so würde ein unmittelbarer Zusammenhang zwischen
Heizleistung und Heizrohroberfläche bestehen. Die
Gesetzmäßigkeiten wären die gleichen, wie sie auch bei Heizkörpern bestehen. Die vorhandene mittlere Oberflächentemperatur eines Heizkörpers wird bei der
Fußbodenheizung durch die durchschnittliche mittlere Oberflächentemperatur des Fußbodens ersetzt. Dabei ist es zunächst unerheblich, ob es sich um einen
Bodenbelag aus Keramik oder Teppich handelt. Maßgebend ist für die
Wärmeleistung die an der Oberfläche vorhandene
Temperatur. Die Fußbodenheizrohre sind in mehr oder weniger großem Abstand voneinander in oder unter dem
Estrich angebracht. Von dort aus muss also die
Wärme an die Oberfläche geleitet werden. Würde man die Heizrohre im Fußboden so dicht aneinanderlegen, dass sie sich unmittelbar berühren, was in der Praxis nicht möglich ist, und würde man darüber hinaus in allen
Rohren eine gleichmäßige
Temperatur sicherstellen können, was ebenfalls in der Praxis nicht möglich ist, so würde von der gesamten
Rohrebene ein gleichmäßiger
Wärmestrom sowohl nach oben als auch nach unten fließen (Abb. 23.1.).
Verändert man den Abstand der Heizrohre untereinander, indem man ihn vergrößert, so wird bei gleicher Heizrohrtemperatur der
Wärmestrom geringer. Ferner ist er über den Heizrohren größer und in der Mitte zwischen zwei Heizrohren geringer. Die Gesamtleistung des Systems ergibt sich also aus der Addition der Teilwärmeströme, siehe Abb. 23.2, bzw. der mittleren Oberflächentemperatur tF, m.
Es ist ohne große wissenschaftliche Kenntnis der Materie einleuchtend, dass die
Temperaturabsenkung zwischen zwei benachbarten Heizrohren mit zunehmendem Abstand größer wird. Verringert man den Abstand der Heizrohre, so nimmt auch die
Wärmestromdichte zwischen den
Rohren zu. Die Oberflächentemperatur steigt an, die Gesamtwelligkeit des
Temperaturverlaufs wird geringer. Bei der Festlegung der
Wärmeleistung wird stets die mittlere Oberflächentemperatur zugrunde gelegt. Je nach Verlegeart der
Rohre, reihen- oder spiralförmig, ergibt sich quer zur Verlegerichtung ein mehr oder weniger verzerrtes
Temperaturprofil. Bei reihenförmiger Verlegung nimmt die
Temperatur von Rohr zu Rohr ab (Abb.23.3.).
Bei spiralförmiger Verlegung, siehe Abb. 23.4, liegen jeweils
Rohre mit hohen und niedrigen
Temperaturen im Wechsel nebeneinander. Auf einen kleinen Ausschnitt der Fußbodenfläche bezogen, können durch die unterschiedlichen Verlegearten unterschiedliche
Heizleistungen erzielt werden. Für den gesamten Raum betrachtet, sind die Leistungen an jeder Stelle des Fußbodens in etwa gleich. Dennoch besteht ein Unterschied zur reihenförmigen Verlegung. Die über den Heizrohren auftretenden maximalen Oberflächentemperaturen sind bei einer spiralförmigen Verlegung geringfügig niedriger. Der Grund dafür liegt darin, dass durch die jeweils benachbarten kälteren Rohrstränge in diesem Bereich niedrigere
Temperaturen vorhanden sind und somit der
Wärmestrom von den höher temperierten
Estrichzonen oberhalb der
Rohre zu den niedriger temperierten fließt.
Eine gleichmäßigere Oberflächentemperatur des Bodens lässt sich auch dadurch erreichen, dass man bei der spiralförmigen Verlegung des
Rohres nicht wie üblich mit dem doppelten Verlegeabstand beginnt, sondern sofort den vorgesehenen Abstand einhält, und dann nach Verlegung der Wendeschleife das weitere Rohr möglichst nahe zum bereits verlegten befestigt. Einen weiteren, entscheidenden Einfluss auf die Vergleichmäßigung der Oberflächentemperatur, kann eine oberhalb der Heizrohrebene im
Estrich eingebettete
Wärmeleitfläche haben. Ein solches Blech ist geeignet, die unmittelbar oberhalb der Heizrohre vorhandene große
Wärmestromdichte aufzunehmen und aufgrund der eigenen
Wärmeleitfähigkeit in die Rohrzwischenbereiche zu leiten. Die praktische Anwendung einer solchen Methode scheitert jedoch sowohl an den Kosten als auch an den praktischen Möglichkeiten während der
Estricheinbringung.