Es ist die Aufgabe einer Heizungsanlage, den
Wärmeverlust eines Gebäudes abzudecken, um eine entsprechende Innentemperatur aufrecht zu erhalten. Der
Wärmeverlust erfolgt über die Gebäudeumfassungsflächen, wie
Fenster, Wände, Decken und Fußböden sowie durch den
Luftwechsel. Das Gleichgewicht der
Wärmeströme wird gestört durch äußere und innere
Temperaturänderungen und zwar um so mehr, je schneller sich die
Temperaturen ändern. Zunächst muss sich also eine Änderung der Außentemperatur durch die Gebäudeumfassungsflächen hindurch auf die Innentemperatur auswirken. Dies wird stets mit einer Verzögerung eintreten, die abhängig ist von:
- Wärmedurchgangskoeffizient der Raumumfassungsflächen
- Wärmespeicherfähigkeit der Außenwände
- Wärmespeicherfähigkeit der inneren Baumassen
Ist der
Wärmedurchgangskoeffizient der Außenwände groß (schlechte
Wärmedämmung) und ist die Speicherfähigkeit gering (Leichtbauweise), so wird sich jede Änderung der Außentemperatur kurze Zeit später auf die Innentemperatur auswirken. Bei schwerer Bauart wirkt die Baumasse regulierend auf die
Temperaturen ein. Sie kann bei steigender Außentemperatur
Wärme aufnehmen aber auch bei sinkender Außentemperatur wieder abgeben. Für den Heizenergiebedarf ist es im stationären Zustand egal, ob die Speichermasse groß oder klein, die
Wärmedämmung innen oder außen angeordnet ist. Diese Gesichtspunkte dürfen bei der Auswahl des Heizungssystems dennoch nicht völlig außer Acht gelassen werden.
Die Problematik der Regulierung von
Fußbodenheizungsanlagen besteht weniger in der jahres- oder tageszeitlichen Anpassung der Heizenergie an den Bedarf, sondern in der kurzfristigen Anpassung an auftretende plötzliche
Temperaturabweichungen (Störgrößen) sowohl von außen als auch von innen. Die regelungstechnischen Voraussetzungen gelten als erfüllt, wenn die durch Außentemperaturschwankungen hervorgerufene Änderung des Raumwärmebedarfs mit der gleichen Verzögerungszeit wirksam wird, wie sich die Stellgrößenänderung des Heizungssystems auf die Raumtemperatur auswirkt. Diese Forderung wird heute durch den Einsatz von witterungsgeführten
Reglern allgemein befriedigend gelöst. In der Regel sind es nicht die äußeren Störgrößen, die die Problematik verschärfen, sondern die inneren. Dazu kann man auch die
Sonneneinstrahlung durch große
Fensterflächen zählen, wenngleich der Einfluss von außen gesteuert wird. Diese
Fensterflächen wirken wie
Sonnenkollektoren. Sie führen kurzfristig zum Anstieg der Raumtemperatur. Sofern ein schnell regelbares Heizungssystem eingebaut ist, spielt die Speichermasse des Gebäudes keine so ausschlaggebende Rolle; es passt sich kurzfristig an.
Bei
Fußbodenheizungsanlagen kann eine zu kleine Speicherfähigkeit der Baumasse unter Umständen zu einem raschen Anstieg der Raumtemperatur führen. Baustoffe mit geringer Masse (
Wärmespeicherkapazität) nähern sich schnell der Raumtemperatur – passen sich schnell an. Wird spontan gelüftet, so sinkt die
Temperatur der Baumasse ebenfalls schnell ab. Die Differenzwärme zur Aufrechterhaltung der Raumtemperatur muss vom Heizungssystem erbracht werden. Ist speicherfähige Baumasse vorhanden, wird ein Teil der
Wärmeenergie von dieser zur Verfügung gestellt. In umgekehrter Weise wirkt sich eine plötzliche Erhöhung der Raumtemperatur aus. Speicherfähige Baumasse nimmt einen Teil der Überschusswärme auf, die Raumtemperatur steigt nicht so schnell und nicht so hoch an.