- Energiesparen
- Flächenheizung
- Renovierung
Fußbodenheizung: 4 Systeme im Vergleich
In den letzten Jahren haben technische Fortschritte bei Fußbodenheizungen und Heizkörpern zu Effizienzsteigerungen sowie einem anderen dynamischen Verhalten der Heizelemente in Regelkreisen geführt. Um ein klares Bild des thermischen Verhaltens der verschiedenen modernen Fußbodenheizungssysteme zu erhalten, haben wir eine dynamische Simulation von vier verschiedenen Systemen in Auftrag gegeben, die uns wichtige Einblicke in die verschiedenen Heizzeiten und den Einfluss von Bodenbelägen gab.
Hohe Effizienz
Einer der Hauptvorteile eines Fußbodenheizungssystems ist sein hoher Wirkungsgrad aufgrund der selbstregulierenden Effekte. So wird sichergestellt, dass ein Raum bei internen Wärmegewinnen oder starker Sonneneinstrahlung nicht sofort überhitzt. Um die gewünschte Heizleistung zu erzielen, erfordert eine große Heizfläche geringe Temperaturunterschiede zwischen Raumluft und Bodenfläche. Steigt also die Raumtemperatur, sinkt die Temperaturdifferenz erheblich, ohne dass sich die Bodenoberflächentemperatur wesentlich ändern muss, wodurch der Energieverbrauch auf ein Minimum reduziert wird.Alte vs. neue Fußbodenheizungssysteme
In der Vergangenheit hatten Fußbodenheizungssysteme im Vergleich zu Heizkörpern eine relativ große Zeitverzögerung bei Regelungseingriffen. So erwärmt sich zum Beispiel eine Wohnung mit Heizkörpern nach der Rückkehr aus dem Winterurlaub relativ schnell, während die Fußbodenheizung länger braucht, um die Solltemperatur zu erreichen. Grund dafür ist die relativ große thermische Speichermasse. Zum Glück hat sich die Heiztechnik weiterentwickelt. Mit der von uns in Auftrag gegebenen Simulation an der Technischen Universität Dresden konnten wir nachweisen, dass moderne, hochdynamische Fußbodenheizungen genauso schnell reagieren können wie Heizkörper. Dies ist ein großer Vorteil in thermisch sensiblen Gebäuden oder bei stark wechselndem Betrieb.Simulationsaufbau
In der Simulation wurden die Aufheizzeiten von vier verschiedenen Fußbodenheizungssystemen unter ansonsten identischen Bedingungen berechnet. Ziel war es, insbesondere in Neubauten oder gut isolierten Altbauten Hinweise für eine optimale Produktauswahl zu erhalten. Als Basis diente ein gängiges Standard-Fußbodenheizungssystem, bestehend aus einer Dämmschicht, Heizrohren und einem Flüssigestrich mit 65 mm Stärke. Dieses wurde mit drei Systemen mit geringen Aufbauhöhen verglichen, die auch für Renovierungen gut geeignet sind.Als Hochdynamik-Systeme im Nassaufbau wurden clickjet S ohne Dämmschicht zum Untergrund mit dem klettjet R mit Dämmung verglichen. Bei beiden Systemen beträgt die Stärke der Estrichschicht für die Berechnung 21 mm. Das vierte System im Vergleich war das ebenfalls hochdynamische ts14 R für den Trockenbau. Einschließlich des direkt auf den Systemplatten verlegten Bodenbelags und der Dämmschicht hat dieses System eine Gesamtaufbauhöhe von nur 35 bis 40 mm und eignet sich auch aufgrund seines geringen Gewichts für fast alle Renovierungsvorhaben. Neben der geringen Aufbauhöhe sorgen die fest mit der Dämmung verklebten Aluminium-Wärmeleitplatten des ts14 R für eine schnelle und gleichmäßige Wärmeverteilung auf dem Boden.
Für alle vier Fußbodenheizungen wurde zunächst ein Fliesenbelag gewählt.
Erhebliche Unterschiede
Die Wissenschaftler der TU Dresden simulierten die Aufheizzeiten der Bodenoberfläche für einen Temperaturanstieg von 15 auf 24 °C, bei Systemtemperaturen von 35/28 °C. Die Standard-Fußbodenheizung benötigte 5,6 Stunden zum Aufheizen, während das Sanierungssystem ohne Dämmung (clickjet S) nur 3,8 Stunden brauchte, gefolgt vom klettjet R Sanierungssystem mit 3,0 Stunden. Der entscheidende Unterschied zwischen diesen beiden Systemen war die Isolationsschicht, die beim klettjet R den Wärmeverlust reduzierte und somit die Reaktionszeit verlängerte. Spitzenreiter war das ts14 R mit einer Heizzeit von nur 2,1 Stunden, was bedeutet, dass das Verhältnis der Aufheizzeiten zwischen der Standard-Fußbodenheizung und dem ts14 R für den Fliesenboden etwa 2,7 beträgt.Zu beachten ist, dass die vergleichsweise großen Temperaturunterschiede zwischen Beginn und Ende der Heizphase sowie die niedrige Systemtemperatur quasi ein Worst-Case-Szenario über den gesamten Temperaturbereich darstellen und somit auch die Interpolation kleinerer Temperaturbereiche und -unterschiede ermöglichen.
Einfluss von Bodenbelägen
Variiert wurde bei den Simulationsrechnungen auch der Bodenbelag. Für Parkettböden wurden die längsten Aufheizzeiten ermittelt. Hier benötigte die Standard-Fußbodenheizung für die Aufheizphase von 15 auf 24 °C 8,9 Stunden, wohingegen das ts14 R nur 4,1 Stunden benötigte. Bei Teppichböden lagen die Zeiten zwischen den Werten für Fliesen- und Parkettböden.Interessant ist, dass die Aufheizzeiten für Parkett im Vergleich zu Fliesen zwar deutlich länger sind, der höhere Wärmewiderstand von Parkett jedoch für eine gleichmäßigere Oberflächentemperatur und damit für geringere Temperaturschwankungen sorgt. Das bedeutet, dass die Kombination aus Parkett und Fußbodenheizung einen höheren thermischen Komfort bietet, sobald der Sollwert erreicht ist.