Leistungsbedarf Wandheizung

Hallo,

die vorteilhaften Wirkungen von warmen Außenwänden werden ja vielfach benannt.

Meine Frage wäre, wie man den Leistungsbedarf einer Wandheizung abschätzen kann.

Beschränken wir uns für ein Beispiel auf einen Raum, dessen Heizlast sich durch eine Außenwand und die Fenster ergibt. Dieser Raum soll mittels Wandheizung an der Außenwand (AWH) beheizt werden. Aus der Raumheizlast können wir bei AWH die Außenwandfläche streichen. Bleibt also in Richtung Raum noch der Wärmebedarf zu decken, den die Fenster verursachen. Angenommen dieser Bedarf ist bei -10 Grad Außentemperatur mit einer Wandtemperatur von 23 Grad gedeckt, so dass sich 20 Grad Raumlufttemperatur einstellen.

Die innen 23 Grad warme Wand verursacht aber auch eine Energieabgabe nach draußen. Je nach Wand wird die erheblich größer sein als die Energieabgabe in den Raum.
Wie kann man die Leistung bestimmen, die bei den genannten Temperaturen nach außen abgegeben wird?

Mit der Berechnung nach u-wert.net wird man falsch liegen, weil der U-Wert nur den Energieübergang von der Innenraumluft auf die Außenluft beschreibt. D.h. von 20 Grad Raum auf -10 Grad außen, wobei die Wand dazwischen aber immer kälter ist als die Raumtemperatur.

Bei der AWH gibt es den Energiefluss von der Innenraumluft an die Außenluft nicht, wenn die Wand wärmer ist als die Inneraumluft. Das dürfte bei AWH immer der Fall sein, wenn die AWH die einzige Heizung im Raum ist.

Meine Überlegung ist, ob man mit u-wert.net doch irgendwie zu einem Ergebnis kommt. Dort wird ja auch immer die Oberflächentemperatur an der Innenwandseite angegeben, die sich für den eingegebenen Wandaufbau bei einer bestimmten Raum- und Außentemperatur ergibt. Wenn man annimmt, dass es für die nach außen abgegebene Energiemenge der AWH egal ist, wie die Wand beheizt wird (z.B. mit Wasser oder mit warmer Raumluft), dann kann man die Raumtemperatur in der Berechnung so lange erhöhen, bis sich die Wandtemperatur ergibt, die bei AWH benötigt würde.
Ich nenne die so ermittelte Raumtemperatur einmal Ersatz-Raumtemperatur.

Habe als Beispiel eine 38cm Vollziegelwand mit beidseitigem Kalkputz 15mm angegeben (u-wert= 1,67). Um eine Wandtemperatur von etwa 23 Grad zu erreichen wird bei -10 Grad AT eine Ersatz-Raumtemperatur von 33 Grad benötigt.

Multipliziert man jetzt den U-Wert mit der Temperaturdifferenz zwischen Außen und der Ersatz-Raumtemperatur, dann bekommt man eine Leistung, die der Leistung entsprechen könnte, die die AWH nach außen abgibt.

Man kann vielleicht auch die Temperaturdifferenz bei normaler RT mit der Differenz nach Ersatz-RT vergleichen und bekommt so eine Aussage, um wieviel der Leistungsbedarf einer AWH größer ist als der einer anderen Heizung, die nur die Raumluft erwärmt.

Meinungen?

Der Wärmeverlust nach außen ...

... ist vor Kurzem bereits in diesem Thread http://community.fachwerk.de/index.cfm/ly/1/0/forum/a/showForum/206340$.cfm Thema gewesen.

Der Einfachheit halber möchte ich jedoch einen meiner Beiträge hier nochmals einstellen:

Wandheizungen ohne Dämmung in Richtung der Kaltseite können zu erheblichen, u. U. immensen Wärmeverlusten führen.

In diesem Zusammenhang sollte man wissen, dass sowohl die Innenwandoberflächen- als auch die Betriebstemperatur für das Maß der rückseitigen Wärmeverluste bestimmend sind.
Je höher die v. g. Temperaturen und je niedriger die Außenlufttemperatur ist, desto höher sind die potentiellen Wärmeverluste durch Transmission.


Der Transmissionswärmeverlust bei einer gegebenen Temperaturdifferenz innen-außen kann für einen Wandaufbau nach der Formel

QT = A • U • Delta T

berechnet werden.

Dabei stehen:

QT für den Transmissionswärmeverlust in W
A für die Wandfläche in m²
U für den Wärmedurchgangskoeffizient der Wand (U-Wert) in W/m²•K
Delta T für die Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Außenbereich in K



Im Fall von Wandheizungen ist bei der Berechnung jedoch zu berücksichtigen, dass der Wärmedurchgangskoeffizient U unter besonderen Maßgaben zu ermitteln ist:
Es darf lediglich der Wandaufbau zwischen der Installationsebene, also der Wärmequelle, und der Wandaußenseite in die Berechnung einbezogen werden.
Dies bedeutet, dass mit der Berechnung gewissermaßen im Wandaufbau und nicht wie ansonsten üblich an der Wandinnenseite angesetzt werden muss.
In der Folge ist der raumseitige, innere Wärmeübergangswiderstand zwischen Raumluft und Wandoberfläche, der sogenannte Rsi-Wert, in der Berechnung nicht anzusetzen.
Über diesen Rsi-Wert fließt im Regelfall der Widerstand in die Berechnung ein, der sich der Temperaturübertragung von der Innenluft auf die Wandoberfläche entgegenstellt.


Was bedeutet das in der Praxis?

Betrachten wir als Beispiel mal eine für Wohngebäude aus den 30er Jahren des 20. Jahrhunderts typische Außenwand mit folgendem Aufbau:

1,5 cm Kalkinnenputz
12 cm Ziegelvollstein, Rohdichte 2.000 kg/m²
6 cm Luftschicht, ruhend, Wärmestrom horizontal
12 cm Ziegelvollstein, Rohdichte 2.000 kg/m²
2 cm Kalkaußenputz



Ausgehend von einer normalen Konvektionsheizung ergibt sich für diesen Wandaufbau nach der normierten Berechnung ein U-Wert von 1,562 W/m²•K.

Legt man hingegen eine direkt auf den Innenputz montierte Wandheizung zu Grunde, ist der Rsi-Wert nicht in die Berechnung mit einzubeziehen.
Bedingt durch das Entfallen des inneren Wärmeübergangswiderstandes verschlechtert sich der U-Wert der vorhandenen Wandkonstruktion auf 1,960 W/m²•K.

Gleichzeitig ist aber auch noch die den Wärmeverlust beeinflussende Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Außenbereich in Ansatz zu bringen.
Die Außentemperatur soll für das Berechnungsmodell einheitlich mit -12 °C zu Grunde gelegt werden.
Im Fall der Konvektionsheizung werden 20 °C Innentemperatur angesetzt, wonach sich eine Temperaturdifferenz ?T von 32 K ergibt.
Für die Wandheizungsvariante wird eine mittlere Wassertemperatur von 35 °C angenommen. Die Temperaturdifferenz Delta T beträgt somit 47 K.

Danach errechnen sich folgende Transmissionswärmeverluste pro m² Wandfläche bei den vorgegebenen Temperaturdifferenzen:

QT = 49,98 W für die Konvektionsheizungsvariante
QT = 92,12 W für die Wandheizungsvariante

Gegenüber der Konvektionsheizung würde eine Wandheizung auf der Innenseite der Außenwand unter den vorangehend beschriebenen Randbedingungen etwa 84 % mehr Wärmeverlust zur Folge haben.

Um dies zu verhindern, d. h. wenigstens auf einen mit der Konvektionsheizungsvariante vergleichbaren Wärmeverlust zu kommen, müsste eine Dämmung der Außenwand vorgesehen werden.
Die Dämmung könnte prinzipiell hinter der Wandheizungs-Installationsebene angeordnet, ggf. als nachträgliche Kerndämmung eingeblasen oder als Außendämmung, z. B. in Form eines Wärmedämmverbundsystems oder einer gedämmten, hinterlüfteten Vorsatzschale, aufgebracht werden.
Da im Regelfall die Wandheizung nicht träge sein soll, empfiehlt es sich, die Dämmung vorzugsweise direkt hinter der Wandheizungsebene anzuordnen.

Um bei dem v. g. Wandaufbau zu bleiben, müsste mit der Dämmung mindestens ein U-Wert von 1,06 W/m²•K erreicht werden, um eine energetische Verschlechterung vermeiden zu können.

Hierzu einige Beispiele:

0,990 W/m²•K mit einer 20 mm starken Holzfaserdämmplatte der WLG 040
0,990 W/m²•K mit einer 30 mm starken Calciumsilikatplatte der WLG 060
0,965 W/m²•K mit einer 50 mm starken Heraklith-Platte des Typs BM (WLG 095)

Damit würde man energetisch aber nur den Status quo beibehalten können und noch keine Verbesserung erzielen.
Eine Verbesserung ist aber in genau diesem Fall nach der EnEV gefordert.
Sobald nämlich Dämmschichten eingebaut werden, gilt als Höchstwert des Wärmedurchgangskoeffizienten (Umax) 0,24 W/m²•K.

Dies bedeutet, dass über die Dämmung zur Erhaltung des energetischen Status quo hinaus noch zusätzlich zu dämmen ist.
Um bei den vorherigen Dämmvarianten zu bleiben, bedeutet dies im Einzelnen die Realisierung folgender U-Werte und Gesamtdämmstärken:

0,235 W/m²•K mit 150 mm starker Dämmung aus Holzfaserdämmplatten der WLG 040
0,235 W/m²•K mit 225 mm starker Dämmung aus Calciumsilikatplatten der WLG 060
0,237 W/m²•K mit 335 mm starker Dämmung aus Heraklith-Platten des Typs BM (WLG 095)

Allen Innendämmungen ist nun aber gemein, dass der Taupunkt in der Außenwand weiter nach innen verlagert wird, was wiederum erhebliche Auswirkungen und Folgen haben kann.
So kann davon ausgegangen werden, dass bei allen drei o. g. Dämmungen Tauwassermengen ausfallen, die bauschädlich sein können.
Dem könnte nur durch den Einbau raumseitiger Dampfbremsen, u. U. sogar Dampfsperren entgegengewirkt werden.
Doch spätestens in diesem Zusammenhang stellen sich einige entscheidende Fragen:

1. An welchen Stellen fällt Tauwasser aus?
2. Ist die Tauwassermenge tolerierbar?
3. Auf welcher Ebene im Wandaufbau ist eine Dampfbremse / Dampfsperre einzuziehen?
4. Wie ist die Dampfbremse / Dampfsperre auszulegen?
5. Wie verhält sich der Wandaufbau in der Nichtheizperiode, d. h. bei Umkehrung des Diffusionsstromes?



Hierzu ist zu sagen, dass eine verlässliche Berechnung gem. DIN 4108 und DIN EN ISO 6946 zur Festlegung eines bauphysikalisch einwandfreien Wandaufbaus unter den besonderen Randbedingungen von Wandheizungen jedoch nicht möglich ist. - Dies wurde uns auf Anfrage von einem der führenden einschlägigen Software-Unternehmen bestätigt.
Der Grund hierfür liegt schlicht und ergreifend in der systemimmanenten Tatsache, dass die Innenwandoberfläche in der Heizperiode wärmer ist als die Raumluft. Rechnerisch lässt sich dies unter den normierten Randbedingungen nicht erfassen bzw. darstellen. Auch lässt es das normierte Berechnungsverfahren nicht zu, eine Wärmequelle in den Wandaufbau zu legen.
Im Fall des Einbaus von Wandheizungen sind folglich besondere bauphysikalische Analysen durchzuführen, bzw. muss auf nicht normierte methodische Berechnungsansätze zurückgegriffen werden.

Ob dies im Einzelfall immer erfolgt bzw. gelingt, ist zu bezweifeln. Insoweit besteht ein nicht zu unterschätzendes Konflikt- bzw. Bauschadenpotential.

Bauherren, die sich mit dem Gedanken tragen, eine Wandheizung einzubauen, kann somit nur dringend geraten werden, die Planung und Ausführung in professionelle und verlässliche Hände zu geben und alle Parameter akribisch abzuklären.

Quelle: http://www.meisinger-ingenieurleist...8-wandheizung-bauphysikalische-besonderheiten


Aus den v. g. Gründen, stehen wir Wandheizungen auf alten, von einem geringen Wärmedurchlasswiderstand charakterisierten Wänden recht skeptisch gegenüber. In derartigen Fällen setzen wir vielmehr auf Heizleisten.


i. V. Dirk Meisinger

Zauberformeln und Gläubige Klapperstorche …

Hallo

warme Aussenwand - ja bitte …

aber:

keine Innendämmung
keine Wandheizung
eher Heizleisten
oder
Temperierung
www.thermische-bauphysik.de
www.temperierung.net

Gutes Gelingen und Entscheiden …

Leicht ist das nicht … kann ich mir vorstellen …

und je mehr man sich einliest … desto verwirrter wird man …

Florian Kurz

Folgenden methodischen Ansatz ...

... zur Ermittlung des Wärmeverlustes mit Wandheizungen beheizter Räume möchte ich zur Diskussion stellen:

Die Transmissionswärmeverluste der mit Wandheizungen belegter Außenwände sind gem. der im vorangehenden Beitrag genannten Formel

QT = A x U x Delta T

zu berechnen.

Der U-Wert ist ganz "normal" zu ermitteln, wobei allerdings der Rsi-Wert mit 0 einzugeben bzw. anzusetzen ist.


Die Transmissionswärmeverluste aller anderen Hüllflächen sowie die Lüftungsverluste sind nach dem ansonsten üblichen Verfahren zu berechnen.


i. V. Dirk Meisinger

"dann kann man die Raumtemperatur in der Berechnung so lange erhöhen, bis sich die Wandtemperatur ergibt, die bei AWH benötigt würde"

Kann man nicht, denn der Energie-Übergang von gasförmig nach fest und gleichförmig von innen nach außen ist ein ganz anderer Fall als der Übergang von Fest nach fest und dann auch noch in zwei Richtungen mit völlig unterschiedlichen Rahmenbedingungen.
Die Annahme, dass die Raumtemperatur die Temperatur der Heizschlangen annehmen wird, ist schlichtweg falsch.

Als gedankliche Hilfskonstruktion mag folgendes Beispiel dienen:

Wenn die Annahme "Multipliziert man jetzt ..." stimmen würde, wäre es unerheblich an welcher Stelle innerhalb des Wandaufbaus die Wandheizung eingebaut würde, das ist aber (sicher unbestritten) nicht so. Die Annahme, dass der Energieübertrag von der Innenseite der Wand nach außen geht ist eben falsch, er geht von der Heizschlagen in beide Richtungen.
Dieses kann man auch nicht mit einfachen Temperaturen erschlagen.

Man muss ein Modell entwerfen, bei dem ein beliebig kleiner Raum (der besteht nur aus Heizschlange) an zwei unterschiedliche Wände (Heizschlange nach innen und gleichzeitig Heizschlange nach außen) bei einer bestimmten Temperatur Energie abgibt und dadurch gekühlt wird.
Unabhängige Variablen sind:

Lufttemperatur und Luftwechsel außen (vergleichsweise einfach)

Lufttemperatur und Luftwechsel innen (schon schwieriger, weil nutzungsabhängig)

U-wert von Heizschlange nach außen

U-wert von Heizschlange nach innen

Selbstverständlich die Vorlauftemperatur (wärmste Stelle der Heizschlange) und

die Rücklauftemperatur (kälteste Stelle der Heizschlange),
wahrscheinlich wird's hier mehrere Messpunkte geben, weil nicht alle Heizkreisläufe den selben Bedingungen unterliegen.

Der Energiefluss (also der Energiebedarf) hängt dabei ganz wesentlich vom Verhältnis der Wärme Übertragung von Heizschlange nach innnen und der Wärme Übertragung von Heizschlange nach außen ab.
Dieses Verhältnis dürfte bei einem offenen Raum (außen) und einem geschlossenen Raum (innen) niemals konstant sein, zumal für des Wohlbefinden innen die Wärmestrhlung eine wesentliche Rolle spielt, wärend außend der Wärmeverlust maßgeblich ist.

Der U-wert Rechner ist eine Krücke, die von der Vorstellung ausgeht, dass Zwischen zwei unendlichen gleichförmigen gasförmigen Körpern mt unterschiedlicher aber konstanter Temperatur eine Wand mit konstanten, also nicht temperaturabhängigen Eingeschaften steht und das ganze bis zum St. Nimmerleins-Tag unverändert bleibt.

wer will da schon wohnen?

Ich frage mich immer, wie die Menschheit überleben konnte ohne U-wert Rechner.
Vielleicht ist die Antwortaber ganz einfach:

weil sie früher besser Holz-Hacken und Stricken konnten.

also: kalkulierst Du noch oder wohnst Du schon?

gruß G

Folgenden methodischen Ansatz ...

finde ich nicht nicht passend aus folgenden Gründen:

1.
die Annahme eines Rsi = 0 sicher falsch, denn auf der Installationsebene der Wandheizung ist es wärmer, als auf der innenseitigen Wandoberfläche. Der Rsi müsste also mit einem negativen Wert angenommen werden, oder die Heizschlangen müssten auf der innenseitigen Oberfläche montiert werden, was aber nicht zutrifft.
Im klassischen Modell ist es auf der Rauminnenseite / Luft stets wärmer als weiter außen, diese Annahme ist hier aber falsch.
Die höchste Temperatur findet sich bei der Wandheizung in der Installationsebene.

2.
Die Verwendung eines statischen (fehlerhaften) Modells mit erhitzter Raumluft zur Kalkulation eines Wärmeverlustes nach außen ist untauglich zur Berechnung des Wärmeverlustes bei einer intermediär-liegenden Wärmequelle (in der Wand), die sowohl Innenraum als auch Außenraum erhitzt.
Im beschriebenen Falle würde deher im Idealfalle lediglich der Wärmeverlust nach außen, aber nicht die eigentliche Heizleistung berechnet.

3. Zahlreiche Diskussionen, insbesondere hier, belegen, dass die Vorzüge der Wandheizung / Hüllflächentemperierung / Heizleisten in der Erzeugung von Strahlungswärme liegen
(sofern man annimmt, dass das Prinzip wirklich wirksam ist).
Woher man dann die Größe Delta T (also die Differenz der Luft-Temperatur von innen und außen) nimmt, bleibt mir verborgen. Der Theorie folgend hat doch die Lufttemperatur bei den verschiedenen Strahlungsheizungsverfahren nur einen untergeordneten Effekt auf die "gefühlte" Heizleistung.
In das Delte T müsste doch eher die Bauteiltemperatur an der entsprechendern Stelle oder ersatzweise die Vorlauftemperatur eingehen.

Die o.g. Berechnungen zum Leistungsbedarf (siehe Fragestellung) bei Wandheizungen -welcher Art auch immer- halte ich daher für nicht aussagekräftig, das ist selbstverständlich aber meine Privatmeinung


Gute Nacht

G

@ GEhlerding

zu 1, Satz 1:
Der Rsi-Wert ist auf Null zu setzen, wenn (lediglich) der Transmissionswärmeverlust von der Wandheizungs-Installationsebene zur Kaltseite berechnet werden soll. Dies ergibt sich daraus, dass Rs-Werte innerhalb eines nicht homogenen Wandaufbaus nicht in Ansatz gebracht werden.

zu 1., Satz 2:
Nichts anderes habe ich gesagt.

zu 2.:
Mein Reden!

zu 3.:
Ich sag's gern noch nochmal; Delta T beschreibt die Temperaturdifferenz zwischen der Wandheizungs-Installationsebene (meinetwegen auch der Vorlauftemperatur oder dem Mittel aus Vorlauf- und Rücklauftemperatur) und der Außenluft. - Nach Satz 3 zu folgern, sind Sie also schon auf der richtigen Fährte.


i. V. Dirk Meisinger

Die Fragestellung beinhaltet...

... einige Denk- und Verständnisfehler.

Zunächst werden Begriffe wie Temperatur, Wärme, Energie und Leistung munter durcheinander geworfen.
Weiter wird zwischen Strahlungswärme und Konvektionswärme nicht differenziert.

Für eine exakte Betrachtung müsste man sich eingehend mit Strahlungswärme befassen und diese einbeziehen, was wiederum die Raumgeometrie und -einrichtung sowie spätere Umnutzungen miteinbeziehen müsste.

So gesehen ist die abschätzende Auslegung anhand der klassischen Heizlastberechnung unter Berücksichtigung der warmen Wandebene mit Transmissions- und Lüftungsverlusten anhand der empirisch ermittelten Basiskennlinien des Wandheizsystems und ausreichend Reserven nach oben und unten (hydr. Abgleich, Durchflussbegrenzung, gleitende VL-Temperatur, Effizienzpumpe) sicher ein gangbarer Weg.
Es ist nicht nötig und sinnvoll, hier auf die dritte Nachkommastelle genau einen Rechenweg zu "erfinden".

MfG,
sh

@ D.Meisinger

mich freut natürlich, dass wir im Prinzip der gleichen Aufassung sind,

die Anfangsfrage war aber betitelt mit: "Leistungbedarf Wandheizung".

Da reicht m.E. die Berechnung des Wärmeverlustes nach außen nicht aus, auch wenn sie hinreichend genau wäre.

Um den Gesamtbedarf zu berechnen müsste man doch zunächst wissen, bei welcher Vorlauf-Temperatur sich ein behagliches Gefühl einstellt. Dieses ist doch v.a. von den Eigenschaften des Raumes (Größe, Entfernung zur Strahlungsquelle, Verhältnis beheizte und unbeheizte Fläche) und nicht der Wand abhängig.
Wenn man diese Temperatur kennt, dann kann man versuchen, den Wärmeverlust nach außen berechnen.
Wieviel Leistung dabei nach innen abgegeben wird (also der gesamte Leistungsbedarf), bleibt doch bei dieser Betrachtung völlig im Dunkeln.

Im Übrigen halte ich den Kunstgriff, dass man zur Vereinfachung quasi die Innenseite einfach weglässt zwar nicht für falsch, aber für wenig hilfreich.
Auf die Innenseite kommt es gar nicht an.

Der entscheidende Unterschied ist doch, dass die U-wert Rechner davon ausgehen, dass warme Raumluft die Oberfläche der Wand erwärmt und diese Energie dann durch die Wand nach außen abgeleitet wird und verloren geht. Um desen Verlust auszugleiche, muss man die Heizleistung aufbringen.

In unserem Falle erfolgt der Energieübertag doch aber zwischen dem aufgeheizten Wasser und der Wand selbst.

Wer nicht glaubt, dass das ein Unterschied ist, möge im Winter mal in einen Teich springen und sich dann fragen, ob ihm im Wasser oder an der Luft schneller kalt wird.

Die Energiemenge, die bei 35° vom Wasser auf die Wand übertragen werden kann, ist doch wesentlich größer, als die, die von der gleichwarmen Raumluft übertragen wird.

In der Folge wird die an der Heizschlange anliegende Wand wärmer sein, als bei Lufterwärmung, dementsprechend ist auch der Verlust höher.

Wenn man auf die vorgeschlagene vereinfachte Weise rechnet, tut man so, als ob sich zwischen Heizschlange und Wand ein ein zusätzlicher Luft/Festkörperübergang befindet (also quasi eine Luftschicht). Ich finde, dass ist falsch!

Gruß

G

@Herr Meisinger

Danke für Ihren Beitrag. Das bringt für mich schon mal etwas mehr Licht in die Geschichte.

Zugegeben, die Annahme, dass man die Wandoberfläche auf die benötigte Temperatur, zur Deckung des Heizlastbedarfs des Raums bekommt, ohne dass es in der Wand eine wärmere Ebene gibt, führt sicher zu einer etwas zu kleinen Leistungsabgabe nach außen. (Die stimmt höchstens, falls man eine elektrische Heiztapete unterstellen würde)

Ihre Annahme einer 35 Grad warmen Schicht über die gesamte Wandfläche, wird aber in den meisten Fällen zu einer deutlich zu großen Leistungsabgabe nach außen führen. Sie denken da wahrscheinlich an 35 Grad Vorlauftemperatur. Die werden sich m.E. aber nicht ansatzweise flächendeckend einstellen. Da würde ich unterstellen, dass man mit der mittleren Oberflächentemperatur näher dran ist, wenn man davon ausgeht, dass die Heizschlangen unmittelbar unter der inneren Oberfläche liegen.

Zumindest führen uns diese Überlegungen aber vielleicht auf einige Auslegungsparameter für AWH.

1. VL-Temperatur so gering wie möglich, d.h. möglichst dichte Verlegung von Heizschlangen und Auslegung auf eher höheren Wasserdurchsatz, d.h. größere Innendurchmesser der Leitungen.

2. ungünstig sind kleine Außenwandflächen mit denen größere Raumheizlasten bedient werden sollen (z.B. Räume mit großer Fensterfläche)

Ihr Berechnungsansatz für die nach außen abgegebene Leistung klingt für mich plausibel. Allerdings werden die meisten Leute übersehen, dass der u-Wert nicht der ist, der in allen möglichen Tabellen für Baustoffe zu finden ist.

Kann es sein, dass wir in beiden Fällen (Ersatz Raumlufttemperatur bzw. u-Wert ohne Rsi) auf die gleiche nach außen abgegebene Leistung kommen, wenn wir uns auf die gleiche Temperatur der warmen Schicht in der Wand einigen.

Für die Strahlungstheoretiker:
Hier geht es um die Leistung, die wir in eine AWH stecken müssen und dabei im besonderen um die nach außen abgegebene Leistung.
Diese Leistung setzt sich fast ausschließlich per Wärmeleitung und Konvektion um. Eine 23 Grad warme Außenwandfläche, verändert zwar das Strahlungsgefüge eines Raums enorm, indem sie die kalte Außenwand als für den Menschen unangenehme Strahlungsenergiesenke eliminiert, das ändert aber nichts daran, dass der Energieumsatz, der zugeführten Wärmeenergie überwiegend per Konvektion stattfindet. Deshalb würde eine AWH oder FBH, wenn man sie an die Decke legen würde auch nicht funktionieren. (außer in dem Sonderfall, dass die Decke die einzige Wärmesenke eines Raums wäre)

@Herr Meisinger

Ihre Beispielrechnungen oben bestätigen m.E. die Praxis vieler AWH Projekte.
D.h. mit 20mm Holzfaserdämmplatte kommt man im Beispiel auf den gleichen Leistungsbedarf wie bei kalter Wand.
Dann wäre man bei jedem mm mehr bereits bei Verbesserungen. 30 oder 40mm Holzfaserdämmung klingt noch nach aktzeptablem Raumverlust und Dickenzuwachs der Wände.

Tendenziell würde ich im Beispiel bereits bei 20mm von einer energetischen Verbesserung ausgehen. Einmal wird sich in vielen Fällen ein angenehmes Raumklima bei einer tieferen RT einstellen und zum Anderen war mir die Annahme einer 35 Grad warmen Wandebene etwas zu pessimistisch angesetzt.

Die Auffassung, dass bei der Wandheizung "der Energieumsatz, der zugeführten Wärmeenergie überwiegend per Konvektion stattfindet" könnte in diesem Forum zu erdbebenartigern Verwerfungen führen, insbesondere bei den Verfechtern des Heizleistenprinzips, das funktioniert nämlich genau anders herum. Da wird doch Konvektions-Wärme in Strahlungswärme umgewandelt.

Dass ein warmer Strahler auch die Luft erwärmt, ist doch klar.
Dass die Infrarostrahlung bei der Gesamtleistung nicht ins Gewicht fiele, sondern die Heizleistung im Wesentlichen über die warme Luft übertagen würde, ließe ja den Rückschluss zu, dass man mit schön heißen Rippenheizkörpern viel effektiver heizen könnte, weil sie noch mehr warme Luft erzeugen.
Der Clou bei der Strahlungsheizung ist doch, dass es sich warm anfühlt ohne dass die Raumluft in enstprechender Weise erhitzt wurde.

Und weil das mit der Stahlungswärme wirklich funktioniert gibt es Biertisch- und Wickeltischstrahler, Grundöfen....

.....und selbstvertändlich auch dieses:

http://de.wikipedia.org/wiki/Deckenstrahlungsheizung


btw.: Was ist eine "Strahlungsenergiesenke"

Gruß

G

Wärmespeicherung

Was hier nicht berücksichtig wurde, ist die Wärmespeicherung und der solare Energiegewinn des vorhandenen Mauerwerks.
Leider sieht die Praxis anders aus als die Theorie, ein massives, schweres Mauerwerk kann durchaus den winterlichen Wärmeverlust durch Solarstrahlung wieder hereinholen.
Somit kann es durchaus zu einem täglichen Wärmegewinn kommen.
Messungen von Wichmann und Varsak haben dies bestätigt.

Berücksichtigt man die Wärmespeicherung des Mauerwerks und den daraus resultierenden solaren Gewinn, lässt dies das Thema Wandheizung in einem anderen Licht da stehen.

Somit stellt sich die Frage ob es sinnvoll ist die Wandoberfläche mit einer Wandheizung (ohne Dämmung) anzuheben oder nicht doch besser auf eine Wandtemerierung mit HL zurückzugreifen?

Grüsse Thomas

Als für den Menschen relevante Strahlungsenergiesenken kann man Umgebungsflächen betrachten, die kälter als 21 Grad sind.

Erdbeben gibt es sicher nicht, nur weil nicht zwischen Art des Energieumsatzes einer konkreten Heizung und ihrer Wirkung auf das für den Menschen relevante Strahlungsgefüge eines Raumes unterschieden wird.

Deshalb bleibt eine 25 Grad warme AWH oder FBH, wenn man sie an die Decke montieren würde eben eine Konvektionsheizung und kann dann keinen Raum mehr erwärmen.

Der mehrere hundert Grad heiße Deckenstrahler gibt tatsächlich fast alle zugeführte Energie per Strahlung ab. Deshalb ist es auch dort überall empfindlich kalt, wo irgend etwas einen Schatten wirft.

Genau so kann man eine AWH beliebig mit Strahlungsschirmen zustellen, ohne dass es im Raum kälter wird, weil die AWH fast keine Energie per Strahlung abgibt.

"AWH fast keine Energie per Strahlung abgibt"

ich bin verwirrt!

nun soll man nicht immer Wiki zitieren, jetzt tu ich's aber doch:

http://de.wikipedia.org/wiki/Flächenheizung#Strahlungsanteil_unterschiedlicher_Fl.C3.A4chenheizungen



"Genau so kann man eine AWH beliebig mit Strahlungsschirmen zustellen, ohne dass es im Raum kälter wird....".

Das stimmt, aber nur dann, wenn man sich darauf beschränkt, lediglich die Lufttemperatur zu messen.

Ich wüsste auch gerne, wohin die warme Luft, die von einer Deckenheizung produziert wird, per Konvektion eigentlich hin soll. Nach oben kann sie nicht.

"Der mehrere hundert Grad heiße Deckenstrahler..."

die typischen Flächenheizkörper, die unter der Decke von Sport- oder Fabrikhallen montiert sind, werden mit Wasser beheizt. Da kann man sich bei den verschiedenen Herstellen easymatic belesen und sich mal die Vorlauftemperaturen ansehen.

"die typischen Flächenheizkörper, die unter der Decke von Sport- oder Fabrikhallen montiert sind, werden mit Wasser beheizt. Da kann man sich bei den verschiedenen Herstellen easymatic belesen und sich mal die Vorlauftemperaturen ansehen."

Ja dazu habe ich mal eine Berechnung gesehen. VL-Temperatur der Deckenheizung war 120 Grad (Wasser unter Druck). Da kam ca. 80% Strahlungsenergieanteil heraus.

Wird heute so etwas noch gebaut? 20% Konvektionsenergie wo sie keiner braucht und tonnenweise 120 Grad warmes Wasser an die Decke pumpen? Die Deckenstrahler die mir in den letzten Jahren in Neubauten begegnet sind, waren Gasbrenner direkt unter der Decke, bei denen die Abgasrohre die Hochtemperaturstrahler bilden.

Angaben zur Strahlungsenergieabgabe von HK ohne Angabe der HK-Temperatur und er Umgebungstemperatur sind Unsinn. Jeder warme Körper in Luft gibt Energie per Konvektion und per Strahlung ab. Die per Konvektion abgegebene Energiemenge steigt linear mit der Differenz zur Umgebungsluft und die per Strahlung abgegebene Energiemenge steigt mit der 4.Potenz der Temperaturdifferenz zu den Umgebungsflächen.
Das führt dazu, dass Körper, die nur wenig wärmer sind als ihre Umgebung, den überwiegenden Teil der Energie per Konvektion und Körper die deutlich wärmer sind als die Umgebungsflächen den überwiegenden Teil der Energie per Strahlung abgeben.

Habe z.B. auch noch eine Berechnung für eine 90 Grad warme Infrarot-Flächenheizung gesehen. Da war man noch von 70% Stralungsanteil bei 20 Grad Umgebungstemperatur ausgegangen.

Übrigens, der Begriff der Konvektion wird in mehreren Bedeutungen gebraucht. Er beschreibt einmal den Energieübergang per Wärmeleitung von einem Körper auf Luft er beschreibt aber auch Luft- oder Wasserströmungen, die durch Temperatur- und Dichteunterschiede hervorgerufen werden.

Wenn wir hier davon reden, ob eine Heizung die zugeführte Energie per Konvektion oder Strahlung abgibt, dann ist bzgl. Konvektion zuerst der Effekt der Wärmeleitung gemeint.
D.h. FBH oder AWH geben zwar den überwiegenden Teil der Energie per Konvektion ab, verursachen aber fast keine Konvektionsströmung in der Luft.

z.B. http://www.zehnder-systems.de/decke....pdf,v10_de_DE_file_ii298_4.pdf,fileport.html

Im Stefan Boltzmann Gesetz geht die Temperatur mit der 4 Potenz ein, und zwar gemessen in Kelvin (!). d.h. der Unterschied zuwischen 300° K (= 27°C) und 305° K (= 32°C) wird zu etwa 7% Zunahme der Strahlungsleistung führen und zwar völlig unabhängig von der Raumluft-Temperatur oder der temperatur der anderen Wände.
Von der Temperaturdifferenz zu den Umgebungsflächen steht in dem Gesetzt gar nichts.

Bei einer Raumluft Temperatur von 23°C dürfte der Unterschied für die Erwärmung derselben aber schon erheblich sein.
Deswegen gibt's ja das Prinzip der Niedertemperaturheizung mit großen Flächen.

wenn eine FBH die Wärme per Konvektion abgibt, die Luft sich aber gar nicht bewegt, ist dann mit der Energieabgabe Schluss wenn die ersten drei cm Raumluft die Fußbodentemperatur angenommen haben?


meine Verwirrung nimmt zu!

Bei den Strahlungsgeschichten muss man beachten, dass jeder Körper, der wärmer ist als der Absolute Nullpunkt Energie per Strahlung abgibt. D.h. nicht nur die Heizung im Raum gibt Energie per Strahlung ab, sondern auch alle anderen Dinge im Raum, so dass alle Körper auch Strahlungsenergie empfangen. Für die Strahlungsenergiebilanz eines Heizkörpers ist die Differenz aus empfangener und abgegebener Strahlungsenergie relevant.

Steht also der 23 Grad warmen Fußbodenfläche eine genau so große 20 Grad warme Deckenfläche gegenüber, dann gibt die FBH nur so viel Energie effektiv per Strahlung ab, um die ihre Strahlungsenergieabgabe größer ist als die der Decke.

"Fast keine" und "keine" ist ein Unterschied, wenn wir die Konvektionsströmungen meinen, die von Niedertemperaturflächenheizungen ausgelöst werden. Da gibt es Leute, die kramen ein Hitzdrahtanemometer hervor und sagen, dass es an der FBH oder der AWH keine Luftstömung gibt. D.h. in dem Fall wahrscheinlich keine mit dem Gerät Messbare. Außerdem dürfte es auch den Effekt der Wärmeleitung in Luft geben, so dass man nicht einfach, weil man keine Luftströmung an einer Heizung feststellen kann, unterstellen kann, dass es sich um eine Strahlungsheizung handeln muss.

Die Aussage, dass es keinen Wärmeübergang per Konvektion gibt, wenn es keine Konvektionsströmung gibt, ist falsch. Stehende Luft ist zwar kein guter Wärmeleiter, aber sie leitet die Wärme sehr wohl und die Fläche von Flächenheizungen ist eher groß. Die Wärmeleitung der Luft dürfte auch der Grund sein, warum Isolierglasscheiben evakuiert werden.

Interessant die Zehnder Deckenstrahler.

Da gehen die angegebenen Systemtemperaturen zwar bis 55 Grad runter, aber dann steigen die zu bewältigenden Massenströme auch enorm an. Das sieht dann auch eher nach 90 Grad aufwärts für diese Heizungen aus.

Schon vor einem guten...

...halben Jahr empfand ich die Theorien des TE in Bezug auf Strahlungsheizung als nicht haltbar und war insbesondere verblüfft, welche Schlussfolgerungen er daraus für sein eigenes BV gezogen hatte.

Auch jetzt sehe ich weder das Problem noch dementsprechend eine Lösung...

MfG,
sh