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Heizen und kühlen über die Decke

Teil 2: Behaglichkeit im Fokus

Das Raumklima beeinflusst das Wohlbefinden, die Leistungsfähigkeit und auch die Gesundheit von Personen stark. Daher sollte es Ziel der Raumtemperierung sein, ein möglichst behagliches und gesundes Raumklima zu schaffen.

Als besonders wohltuend wird die von den Heiz- und Kühlflächen ausgehende Strahlungs­wärme empfunden.

Bei konventionellen Kühlsystemen, welche die Kühllast vorwiegend konvektiv über die Zuluft oder über Umluftgebläse abführen, kommt es häufig zu hohen Luftgeschwindigkeiten und Turbulenzen, welche zu nicht behaglicher Zugerscheinung führen. Der PPD-Wert (predicted percentage of dissatisfied = vorhergesagter Prozentsatz der Unzufriedenen) zeigt es in Zahlen.

Der Bauherr bekommt mit einer Flächenheizung und -kühlung über die Decke ein Mehr an Komfort geboten, Sommer wie Winter, und dass bei günstigen Betriebskosten.

 

Das Raumklima beeinflusst das Wohlbefinden, die Leistungsfähigkeit und auch die Gesundheit von Personen stark. Daher sollte es Ziel der Raumtemperierung sein, ein möglichst behagliches und gesundes Raumklima zu schaffen. Die Einflüsse, welche zu einem behaglichen Raumklima beitragen, sind vielseitig. Wir zeigen sie in diesem Teil der Artikelserie auf.

Neben der Bekleidung und dem Aktivitätsgrad wirken auf den Menschen verschiedene Faktoren ein: Lufttemperatur, Luftgeschwindigkeit und Luftwechsel sowie Strahlungstemperatur und Luftfeuchte. Des Weiteren sind Zugluft, Strahlungsasymmetrie, vertikale Lufttemperaturdifferenz und die Oberflächentemperaturen der Raumumschließungsflächen relevant für die sogenannte thermische Behaglichkeit, die als Maßstab für Komfort, Gesundheit und Wohlbefinden steht. Sie hängt darüber hinaus von der operativen Temperatur ab, also dem Mittelwert aus Lufttemperatur und der durchschnittlichen Oberflächentemperatur der raumumfassenden Flächen.
Hier spielen Flächenheiz- und Kühlsys­tem ihre Vorteile in puncto Behaglichkeit aus, Beispiel Heizfall: Bei einer Erhöhung der mittleren Oberflächentemperatur der raumumfassenden Flächen kann die Raumlufttemperatur abgesenkt werden. Gleiches gilt für den Kühlfall. Hier kann die Temperatur angehoben werden.

Behagliches Raumklima schaffen
Wie im ersten Teil bereits angerissen, stehen mit der Flächenheizung bzw. -kühlung Systeme zur Verfügung, die ein behagliches und gesundes Raumklima erzeugen können. Als besonders wohltuend wird die von den Heiz- und Kühlflächen ausgehende Strahlungswärme empfunden. Dabei gibt es im Vergleich zu Heizkörpern weniger Konvektion, sodass weniger Staub oder andere Partikel aufgewirbelt werden. Zudem wird die Raumluft durch die Form der Wärmeabgabe – Strahlung statt Konvektion – nicht so stark ausgetrocknet. Für die Atemwege und die Haut ist dies ein wesentlicher Vorteil, der nicht nur von Allergikern als äußerst positiv empfunden wird. Generell gilt: Je niedriger die Temperatur der Heizfläche und je höher der Anteil der Strahlungswärme, desto größer ist die thermische Behaglichkeit.

Thermische Behaglichkeit im Kühlfall
Im Kühlfall wird dem Raum Wärme entzogen, um die gewünschte Raumtemperatur zu erreichen. Bei konventionellen Kühlsystemen, welche die Kühllast vorwiegend konvektiv über die Zuluft oder über Umluftgebläse abführen, kommt es häufig zu hohen Luftgeschwindigkeiten und Turbulenzen, die zu unbehaglichen Zugerscheinungen führen. Bei der Kühlung über die Raumumschließungsflächen, auch stille Kühlung genannt, ist das nicht der Fall. Die Kühlleistung findet vorwiegend durch Strahlungsaustausch direkt (Mensch zur Kühlfläche) oder indirekt (Mensch zu Einrichtungsgegenständen und Umschließungsflächen) statt. Ein weiterer Aspekt ist die Anordnung der Kühlflächen im Raum. So zeigen Untersuchungen, dass eine Kühlung von der Decke als am behaglichsten empfunden wird.
Entscheidend für den reibungslosen Betrieb einer Flächenkühlung ist die Einhaltung bestimmter regelungstechnischer Aspekte. Hierzu zählt im Wesentlichen die Vermeidung der Unterschreitung der Wasserdampf-Taupunkttemperatur auf der kühlenden Raumfläche. So darf die Kühlwassertemperatur nicht beliebig tief abgesenkt werden, um eine höhere Kühlleistung zu erzielen. Die definierte Mindesttemperatur, in der Regel 16 °C, darf unter keinen Umständen unterschritten werden. Dies lässt sich bei den heute üblichen Systemen auf unterschiedliche Weise realisieren: Entweder wird die Vorlauftemperatur oberhalb des errechneten Taupunktes der Bauteilfläche gehalten oder der Kühlwasserzufluss wird bei Erreichen des Taupunktes an der Bauteilfläche zwischenzeitlich unterbrochen.

Thermische Behaglichkeit im Heizfall
Im Heizfall wird dem Raum behagliche Strahlungswärme zugeführt. Werden Deckenflächen in Komfortbereichen wie etwa Büros oder Wohnungen zum Heizen eingesetzt, erfolgt dies mit sehr niedrigen wasserseitigen Vorlauftemperaturen zwischen 25 und 35 °C. Die Wärmeübertragung erfolgt von der Heizfläche an die Umschließungsflächen und Gegenstände des Raumes, anwesende Personen befinden sich im behaglichen Strahlungsumfeld. Durch die relativ geringen Oberflächentemperaturen der Deckenheizfläche und den Temperaturaustausch mit den übrigen Raumflächen stellt sich eine niedrige Strahlungsasymmetrie ein. Wie bei allen Strahlungsflächenheizungen ergibt sich eine sehr gleichmäßige Temperaturverteilung über den kompletten Raum. Diese Umstände sowie eine sehr geringe Luftbewegung sorgen für ein hohes Maß an Behaglichkeit.

Fazit
Die Flächenheizung und -kühlung über die Decke hat zahlreiche Vorteile. Daher sollte bei jedem Bauvorhaben – sei es eine Modernisierung oder ein Neubau – geprüft werden, ob die Technik eingesetzt werden kann. Der Bauherr bekommt damit ein Mehr an Komfort geboten, Sommer wie Winter, und das bei günstigen Betriebskosten. Auch bei den Aspekten Behaglichkeit und Hygiene kann Flächenheizung und -kühlung punkten. Zwar haben die Beheizung bzw. Kühlung über die Decke im Vergleich zu einer RLT-Klimaanlage auch Grenzen, doch ist sie eine wertvolle Alternative, die vielseitig effizient eingesetzt werden kann.

Autor: Ulrich Stahl, Vorstandsvorsitzender des Bundesverbands Flächenheizungen und Flächenkühlungen – BVF

Bilder: Bundesverband Flächenheizungen und Flächenkühlungen

 


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