Die Thermografie zeigt die Wärmeverteilung verschiedener FBH-Systeme

Hochdynamische Flächenheizungen verkürzen Aufheizzeiten

Hochdynamische Flächenheizungen und FBH-Standardsystem im Vergleich der TU Dresden.

Dynamische Simulation zeigt große Unterschiede bei Fußbodenheizungen.

Die TU Dresden hat das Aufheizverhalten verschiedener Fußbodenheizungen, darunter auch hochdynamische Flächenheizungen, simuliert. Der Anstoß zu diese Studie kam von Purmo. Daher präsentieren wir nun auf der SHK Essen auch die Ergebnisse. 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.

Hochdynamische Flächenheizungen sorgen für deutlich kürzere Aufheizzeiten

Die beiden neuen FBH-Renovierungssysteme von Purmo
Die beiden neuen FBH-Renovierungssysteme von Purmo sorgen als hochdynamische Flächenheizungen für kurze Aufheizzeiten

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 hochdynamische Flächenheizung im Nassaufbau wurde 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 zusätzlich 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 die hochdynamische Purmo Flächenheizung  clickjet S mit 3,8 Stunden, gefolgt vom klettjet R mit lediglich 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.

Auch die Bodenbeläge haben großen Einfluss auf die Aufheizzeiten

Variiert wurde bei den Simulationsrechnungen auch der Bodenbelag. Dabei ergaben sich die längsten Aufheizzeiten 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.

Aufheizzeiten Hochdynamische Flächenheizungen (Parkett)
Die Kurven des Diagramms verdeutlichen die kürzeren Aufheizzeiten sehr anschaulich (hier gezeigt mit Parkett als Bodenbelag)

Die Ergebnisse zeigen, dass die Absenkung der Solltemperatur über 2 – 3 °C zur Energieeinsparung bei Fußbodenheizungen nur für längere Zeitspannen sinnvoll ist. Unter Fachleuten sind drastische Temperaturabsenkungen über einen kurzen Zeitraum, wie zum Beispiel Nachtabsenkungen um 5 °C, umstritten. Denn ein komplett ausgekühltes System muss mit einem hohen Leistungsüberschuss hochgefahren werden, 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 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.

Lesen Sie mehr dazu im Fachbeitrag (Heizungsjournal, Heft Juni 2018)…