Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Wandheizungen bieten gegen\u00fcber konventionellen (Konvektions-) Heizk\u00f6rpern und Fu\u00dfbodenheizungen eine Reihe von Vorteilen, besonders unter gesundheitlichen, umweltvertr\u00e4glichen und bauwerkserhaltenden Gesichtspunkten.
\nDie Verbreitung von Wandheizungen ist momentan noch sehr gering aber stark zunehmend.
\nDementsprechend gibt es bis heute noch keine einheitlichen (z.B. genormten) Berechnungsverfahren zur Leistungsermittlung von Wandfl\u00e4chenheizungen.
\nDie (genormte) Leistungsbestimmung, f\u00fcr konventionelle Heizk\u00f6rper gedacht, erfolgt nach thermodynamischen Grunds\u00e4tzen. Diese sind f\u00fcr Wandheizungen aber wenig sinnvoll, da die W\u00e4rme\u00fcbertragung durch W\u00e4rmestrahlung erfolgt und damit quantenmechanischen Gesetzen folgt. In der Praxis f\u00fchrt die Anwendung eines solchen Berechnungsverfahrens auf Wandheizungen zu geringen Leistungsdaten. Die Folge daraus ist, dass Wandheizungen in der Regel stark \u00fcberdimensioniert werden, was sowohl die Kosten, als auch den Stoffverbrauch unsinnigerweise in die H\u00f6he treibt.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIn Zusammenarbeit mit Ingenieurb\u00fcros und anerkannten Pr\u00fcfinstituten soll die Heiz- und K\u00fchlleistung der Wandheizungssysteme rechnerisch\/pr\u00fcftechnisch ermittelt werden. Die Anwendbarkeit der so ermittelten Leistungsdaten wird an realen Objekten \u00fcberpr\u00fcft. Auf der Grundlage dieser Leistungsdaten wird ein Auslegungs- und Kalkulationsprogramm f\u00fcr Planer, Architekten und Heizungsbauer erstellt.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im ersten Schritt dieses Projektes wurden die Heiz- und K\u00fchlleistung des WEM-Klimaelementes MV 200 durch ein akkreditiertes Pr\u00fcfinstitut (HLK-Stuttgart) nach EN 442 ermittelt. Die Messung der Heizleistung [Pthermodyn.] erfolgte anhand von drei Messpunkten und ergab folgende Leistungen in Abh\u00e4ngigkeit der entsprechenden mittleren \u00dcbertemperaturen [T\u00fc]. Pthermodyn. = 246 W\/m\u00b2 bei T\u00fc = 31,25\u00b0C, Pthermodyn. = 165 W\/m\u00b2 bei T\u00fc = 22,31\u00b0C, Pthermodyn. = 92 W\/m\u00b2 bei T\u00fc = 13,53\u00b0C.
\nDas Pr\u00fcfinstitut lieferte Thermografieaufnahmen und damit mittlere Oberfl\u00e4chentemperaturen zu den einzelnen Messpunkten, aus denen die Strahlungsleistung [Pstrahlung] in den Halbraum nach der Stefan Boltzmann Gleichung errechnet werden konnten. Somit ergab sich folgende Strahlungsleistung in Ab-h\u00e4ngigkeit der mittleren \u00dcbertemperaturen. Pstrahlung = 466 W\/m\u00b2 bei T\u00fc = 31,25\u00b0C, Pstrahlung = 454 W\/m\u00b2 bei T\u00fc = 22,31\u00b0C, Pstrahlung = 422 W\/m\u00b2 bei T\u00fc = 13,53\u00b0C.
\nDie durch die verschiedenen Betrachtungsweisen entstehenden Diskrepanzen in der Heizleistung wurden durch eine subjektive Bewertung im Feldversuch n\u00e4her beleuchtet. Ein mit Heizk\u00f6rpern beheizter Raum wurde so eingestellt, dass in der Mitte des Raumes in einer H\u00f6he von 1,5m eine Temperatur von 20\u00b0C herrschte. Ein zweiter, mit Wandheizung ausgestatteter Raum wurde ca. 2\u00b0C k\u00e4lter einreguliert. Bedingt durch die Wandheizung stellte sich eine um 3 \u00b0C h\u00f6here mittlere Temperatur der Wandfl\u00e4chen ein. In einem Blindversuch wurden 30 Probanden in die beiden R\u00e4ume gef\u00fchrt und unter anderem zu Ihrem Temperaturempfinden befragt. Die Auswertung der Befragungen zeigt, dass die subjektiv empfundenen Temperaturen in beiden R\u00e4umen in etwa gleich waren. Im direkten Vergleich der beiden R\u00e4ume f\u00fchlten sich 60% der Befragten in dem mit Wandheizung beheizten Raum behaglicher, 20% sahen es anders herum und weitere 20% hatten keine Meinung.
\nInsgesamt entsprachen die Ergebnisse des Feldversuches den durch die vorher gemachten theoretischen Betrachtungen. Der mit Wandheizungen ausgestattete Raum wurde in etwa als gleich warm wie der mit Heizk\u00f6rpern beheiztem Raum empfunden, obwohl dieser tats\u00e4chlich eine h\u00f6here Raumtemperatur hatte. Das unterst\u00fctzt die Vermutung, dass eine nach thermodynamischen Grunds\u00e4tzen ermittelte Heizleistung bei Fl\u00e4chenheizsystemen nicht greift und zu geringen Leistungsdaten f\u00fchrt.
\nDie Ergebnisse der Befragung sind allerdings auch nicht so signifikant, als dass man die nach der Stefan Bolzmann Gleichung rechnerisch ermittelte Strahlungsleistung der tats\u00e4chlichen Heizleistung gleichsetzen k\u00f6nnte. In diesem Fall h\u00e4tte der mit Wandheizung ausgestattete Raum n\u00e4mlich als wesentlich w\u00e4rmer empfunden werden m\u00fcssen. Die tats\u00e4chliche anzusetzende Leistung wird irgendwo dazwischen liegen, ist im Rahmen dieses Projektes aber nicht konkret greifbar geworden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Ergebnisse der Untersuchungen werden in Form eines Artikels auf der Web-Seite www.wem-systembau.de eingestellt. Weiterhin wird dieser Artikel auf der Firmen-CD-ROM \u00fcbernommen und damit der Fachpresse und den Kunden und Partnern zug\u00e4nglich gemacht.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Berechnung der Strahlungsleistung, die von s\u00e4mtlichen K\u00f6rpern eines Raumes ausgeht, erfordert einen streng wissenschaftlichen Versuchsaufbau. Die Vielschichtigkeit der Prozesse in einem Raum mit einer Strahlungsheizung ist von den Wechselwirkungen s\u00e4mtlicher Oberfl\u00e4chen gepr\u00e4gt. Das Absorptionsverhalten der Raumluft stellt einen weiteren wesentlichen Faktor auf das Strahlungsverhalten einer Wand dar. Die Luft nimmt die abgestrahlte Energie durch Absorption auf und transportiert diese an die Oberfl\u00e4chen der K\u00f6rper, wo besonders im Grenzschichtbereich Luft-K\u00f6rperoberfl\u00e4che die Energie durch Konvektion an den K\u00f6rper abgegeben wird.
\nWeiterhin spielt f\u00fcr das menschliche Empfinden Intensit\u00e4t und Entfernung der Strahlungsquelle eine entscheidende Rolle und gibt letztlich den Ausschlag f\u00fcr die Dimensionierung eines an der thermischen Behaglichkeit ausgerichteten Heizsystems. So wird bereits von der VDI 6030 – Auslegung von freien Raumheizfl\u00e4chen – das Ziel wie folgt formuliert: Mehr Behaglichkeit mit weniger Energie. Das Bemerkenswerte an diesem Text ist, dass es sich hierbei um Vorgaben f\u00fcr die Auslegung von konventionellen Raumheizk\u00f6rpern handelt. Die in diesem Grundlagen-Text gemachten Aussagen gehen in die richtige Richtung, erfordern aber auch den Blick das Potential von Strahlungsheizungen. Der Markt beginnt dies zu erkennen; es werden bereits vorgefertigte Bauteile bei gro\u00dfen \u00f6ffentlichen Bauvorhaben verbaut, die \u00fcber die Bauteiltemperierung die Vorz\u00fcge einer Strahlungsheizung zu nutzen wissen. Umso mehr erstaunt es, dass es bis heute keine geeignete Norm der Pr\u00fcfung und Auslegung gibt. Um dem Strahlungsheizungssystem einen weiteren Durchbruch in den Markt zu verschaffen, w\u00e4ren eine wirtschaftliche Auslegung und damit ein kosteng\u00fcnstiger Erwerb dieser zwingend notwendig. Dies l\u00e4sst sich nur durch eine fundierte Forschung auf dem Gebiet der Strahlungsprozesse im Raum erm\u00f6glichen. Bis dahin bleibt nichts andere \u00fcbrig, als weiterhin auf der sicheren Seite zu bleiben und die Leistungsangaben nach der durch die Pr\u00fcfnorm f\u00fcr Deckenstrahlplatten EN 442 zu arbeiten.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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