Heizen und kühlen über die Decke

Flächenheizung und -kühlung erfreuen sich großer Beliebtheit. Neben den Systemen für Fußboden und Wand werden zunehmend Decken als Kühl- und Heizsysteme aktiviert. Die wesentlichen Gründe dafür: Wirtschaftlichkeit, Energieeffizienz und Behaglichkeit. Im ersten Teil dieses dreiteiligen Beitrags werden die Aspekte Wirtschaftlichkeit und Energieeffizienz beleuchtet. Im zweiten Teil liegt der Fokus auf der Behaglichkeit, im Teil 3 wird das Systemangebot aufgezeigt.

Komfortabel und dennoch energieeffizient ein Gebäude zu klimatisieren erfordert meist Kompromisse. Die steigenden Energiekosten stehen dabei den wachsenden Ansprüchen an ein optimales Raumklima gegenüber. Flächenbasierte Systeme zur Beheizung/Kühlung punkten hier mit vielen Vorteilen.

Energieeinspareffekt bei der Kälte- bzw. Wärmeerzeugung
Durch das günstigere Temperaturniveau im System werden Energieeinspareffekte bei der Energieerzeugung im Heiz- und Kühlbetrieb erzielt. Konventionelle Kälteanlagen erreichen hierdurch bessere Leistungszahlen und Wärmeerzeuger, insbesondere mit Brennwerttechnik, erreichen höhere Wirkungs- und Nutzungsgrade. Außerdem werden auch die Wärmeverluste bei der Energieverteilung minimiert. Das ermöglicht in idealer Weise die Kombination mit regenerativen Energien, zum Beispiel mit Wärmepumpenanlagen. So kann beispielsweise bei Wärmepumpen mit Erdsonden in vielen Fällen eine direkte Kühlung durch die Geothermie ohne Energieeinsatz für den Kältekreislauf erfolgen. Auch im Lastfall Heizen werden aufgrund der geringen Systemtemperaturen (30 bis 35 °C) hohe Energieeinsparmöglichkeiten erzielt. Das schützt Ressourcen und leistet einen wesentlichen Beitrag zum Gelingen der Wärmewende.

Energieeinspareffekt ­Energietransport mit Wasser
Der Energietransport und dessen niedrige Verluste ist ein weiterer Pluspunkt für die Temperierung über die Fläche. Wasser hat im Vergleich zu Luft eine ca. 1000-fach höhere Dichte und etwa die vierfache spezifische Wärmekapazität. Hierdurch werden deutlich geringere Volumenströme und somit weniger Energie benötigt, um die gleiche Energie zu transportieren. Das reduziert den Platzbedarf an Installationsfläche. Rohrleitungen benötigen viel weniger Installationsfläche als Lüftungskanäle. Das spart an Bauvolumen.

Energieeinspareffekt Strahlung zu Konvektion
Kühl- und Heizdecken arbeiten zum Großteil nach dem Prinzip der Strahlung, während konventionelle Luft-Klimasysteme die Wärme vorwiegend durch Konvektion übertragen. Durch die Strahlung wird die Temperatur im Kühlfall niedriger sowie im Heizfall höher empfunden als es die reine Lufttemperatur aussagt. Bei konvektiv arbeitenden Luft-Klimasystemen ist das Gegenteil der Fall. Durch den hohen Konvektionsanteil kann so die Lufttemperatur ohne Komforteinbußen im Kühlfall angehoben oder im Heizfall abgesenkt werden, wodurch sich Energieverluste reduzieren. Allein durch diesen Effekt kann die Kühldecke im Vergleich zu Luft-Klimasystemen wesentlich wirtschaftlicher betrieben werden.

Einspareffekt durch Hygiene und Wartung
Kühl- und Heizdecken sind im Prinzip wartungsfrei. Derartige Systeme behalten ihre Gebrauchstauglichkeitseigenschaft durch das Funktionsprinzip der stillen Kühlung bzw. stillen Heizung über die gesamte Nutzungsdauer. Durch das Fehlen von beweglichen Teilen (ausgenommen Verteiler, Mengeneinstellungen, Ventile) ist der Wartungsaufwand bei Kühl- und Heizdeckensystemen minimal. Kühl- und Heizdeckensysteme werden vorzugsweise auch in hygienisch sensiblen Bauobjekten eingesetzt. Da es sich je nach Ausführung in der Regel um Systeme mit hohem Strahlungsanteil handelt, entsteht im Raum kaum Konvektion und damit sehr wenig staubaufwirbelnde Luftbewegung. Dies kommt der Raumlufthygiene in großem Maße zugute.

Fazit
Wirtschaftlichkeit und Energieeffizienz und somit die Energiekosten richten sich im Wesentlichen nach der Art des Wärmeübertragungssystems und der Energiequelle. Systeme mit effizienter Wärmeübergabe überzeugen durch eine optimale energetische Nutzung. Die Energieeinsparung ergibt sich durch energetisch günstigere Systemtemperaturen bei der Energieerzeugung, Wasser als effektiven Wärmeträger sowie die höheren bzw. niedrigeren Raumlufttemperaturen. Gleichzeitig steigt die thermische Behaglichkeit, was die Nutzer der Räume täglich spüren.

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

Bilder: Bundesverband Flächenheizungen und Flächenkühlungen

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Unterstützung  bei Planung und Ausführung
Bei der Verlegung eines Flächenkühl- bzw. Flächenheizsystems ist gewerkeübergreifendes Handeln gefragt. Die Planungs- sowie Ausführungsarbeiten von Architekten, Planer, Heizungsbauer, Trockenbauer, Estrichleger, Oberbodenleger und ggf. weiteren Beteiligten müssen ineinandergreifen, um einen optimalen Bauablauf zu erreichen. Der Bundesverband Flächenheizungen und Flächenkühlungen (BVF) hat zwei Fachinformationen zur „Schnittstellenkoordination bei Flächenheizungs- und Flächenkühlungssystemen“ herausgegeben – bezogen auf Neubauten und den Bestand. Sie ergänzen sinnvoll die geltenden Normen und Technischen Regeln und können Planern, Bauausführenden und Überwachenden als nützliches Instrument bei ihren Tätigkeiten dienen. Die Unterlagen können kostenlos unter www.flaechenheizung.de als PDF-Datei heruntergeladen werden.
Kompetente Anbieter für die spätere Wahl der richtigen Lösungen finden sich unter www.flaechenheizungsfinder.de. Über eine Filterfunktion hat der Nutzer hier die Möglichkeit, für sein spezielles Projekt passende Unternehmen mit Kontaktdaten und weiterführenden Informationen zu ermitteln. Gleich, ob Neubau oder Modernisierung, elektrisch oder wasserbasiert, die Suche lässt sich passgenau gestalten. Je mehr Kriterien angegeben werden, umso genauer lassen sich die Anbieter eingrenzen.