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Fußbodenheizungsauslegung

43 Beiträge | 9.3. - 10.5.2019
Hallo,
ich versuche gerade eine vernünftige Auslegung für unsere Fußbodenheizung hinzubekommen. Als Anhaltspunkt habe ich eine raumweise Heizleistungsabschätzung gemacht (obwohl es eher vernünfig ist, das Haus nicht raumweise zu betrachten) und die Heizleistungstabelle von HFrik ausgefüllt.

Fußbodenheizungsauslegung

Hier fällt auf, dass ich die Heizleistung in den Badezimmern, trotz Wandheizung, nicht erreiche.
Ebenso scheint VA10 für die südlichen Räume nicht ausreichend zu sein.

Kellergeschoss:
Fußbodenheizungsauslegung

Erdgeschoss:
Fußbodenheizungsauslegung

Obergeschoss:

Fußbodenheizungsauslegung

Und so sieht mein 1. Versuch einer Planung aus.

Kellergeschoss:

Fußbodenheizungsauslegung
Erdgeschoss:

Fußbodenheizungsauslegung
Obergeschoss:

Fußbodenheizungsauslegung

Speziell frage ich mich, wie sich die Kreuzungen im Vorraum des Obergeschosses vermeiden lassen?

Im Erdgeschoss könnte man natürlich WC und Bad zusammenhängen.
Da die Heizleistung im Bad aber nicht ausreicht, wird im Bad vermutlich ein VA5 notwendig sein und der Kreis hier entsprechend länger?

Ich würde mich über einige Tipps sehr freuen.
Danke schonmal.
Christian


 
4.4.2019 23:04


rantanplan schrieb: Wenn ich im EG Bad/WC  eine Wärmestromdichte von 42,3W/m2 benötige, komme ich laut dem Diagramm (http://www.heinze.de/media/65560/pdf/14290467px595x842.pdf, Seite 6) mit VA 10 auf ca. 7k Heizmittelübertemperatur und bei einer Spreizung von 5 K auf ca. 30°C Vorlauftemperatur.
Daraus würde ich schließen, dass keine zusätzliche Wandheizung notwendig wäre. 
Das widerspricht sich aber mit der Berechnung im Excelsheet. Kann mir bitte jemand sagen, wo hier mein Denkfehler ist


24° Raumtemperatur + 7K Heizmittelübertemperatur= 31 ° mittlere Heizmitteltemperatur => VL 33,5° RL=28,5°

Wennst nur 20° im Bad haben willst dann passts, aber dann musst du die Werte auch im Excel-Sheet eintragen (derzeit 24°).

Im übrigen musst du die Rücklauftemperaturen (Spalte U) in meinem Excel-Sheet soweit anpassen, dass die Druckverluste in etwa gleich sind (grün). Die Spreizung ergibt sich dann aus E1-U6 (ca. 4,2°)
5.4.2019 14:26
Hallo,
vielen Dank für die Erklärungen, ich sehe schon, ich muss dringend mich noch etwas genauer mit der Materie beschäftigten.

Ich habe in der Zwischenzeit mal einen groben Verlegeplan erstellt und habe nun alles 90m Kreise. Einige Dinge gehören sicher noch optimiert und die Position der Heizkreisverteiler könnte auch noch verändert werden.
Trotzdem würde ich euch gerne nochmal um eure Meinung bitten.
Wäre es vorteilhafter je einen Heizkreis in den Randbereichen und den zweiten in der Mitte des Zimmers zu verlegen?

Ich wäre euch für jeden Tipp aus der Praxis sehr dankbar.
KG:
Fußbodenheizungsauslegung
EG:
Fußbodenheizungsauslegung
OG:
Fußbodenheizungsauslegung

7.4.2019 11:02
Ein paar Anmerkungen: Die Wandabstände sind zu gering. Wanddurchführungen solltest du vermeiden, würde ich nur für die Anbindung zum Heizkreisverteiler machen. Deine Radien sind sehr gering, welches System möchtest du verwenden?
11.4.2019 8:18
Hallo,
vielen Dank für die Anworten. Bei den Wandabständen hast du natürlich recht. 
Eigentlich sollte ich keine Wanddurchführungen haben, lediglich die Heizkreise gehen von vorne und hinten in die Heizkreisverteiler. Die Lage der Verteiler habe ich nicht explizit eingezeichnet.
Ich habe mir noch überlegt, die Wandheizung und die Bodenheizung im Bad EG als 1 Kreis auszuführen. Und das WC und den Vorraum als einen Kreis.
Gibt es hier Nachteile zur jetzigen Variante, wo der Vorraum von Bad und WC versorgt wird? Die Kreislängen wären ja nahezu identisch.
11.4.2019 9:30
Hallo,
vielen Dank für die Anworten. Bei den Wandabständen hast du natürlich recht. 
Eigentlich sollte ich keine Wanddurchführungen haben, lediglich die Heizkreise gehen von vorne und hinten in die Heizkreisverteiler. Sorry, ich hätte die Lage der Heizkreisverteiler deutlicher einzeichnen sollen, dann wäre es klarer gewesen. Die Radien sollten nicht so gering sein, mein altes CAD Programm hat aber etwas gegen rundere Ecken.

Ich werden ein TECE PE-X-AL Rohr mit Tackernadeln verwenden. Die Verlegung übernimmt ein Profi, da bin ich nur Handlanger.

Eine kurze Frage noch:
Wäre es vielleicht sinnvoller nur 1 Kreis für die Wand- und Bodenheizung im Bad EG zu verwenden. 
Und mit einem Kreis WC und Vorraum zu versorgen, anstatt mit dem Rücklauf der Wandheizung den Vorraum zu heizen?
11.4.2019 12:22
Ich bin kein Profi, aber ich denke es wird ziemlich egal sein wie die Kreise aufgeteilt sind. Für mich hatten die Kreislängen Priorität vor Raumaufteilung. Ich hab beim kleinen Bad im EG auch am Vorlauf die Wandheizung, weiter zur FBH im Bad und damit ich auf die Kreislänge komme, noch ein paar Schleifen im Technikraum und zum RL. Dazu muss ich aber durch eine Wand durch, was die Verlegung erschwert.

Verlegung selbst ist nicht wirklich schwierig wenn die Planung passt.
25.4.2019 8:55
Hallo liebe Gemeinde,

Natürlich bin ich auch sehr an der aktuellsten Auslegungstabelle interessiert. 

@berhan: 
Hattest du die Änderungen von pedaaa bereits implementieren können?

Vielen Dank vorab. Gruß Robert
30.4.2019 7:03
Moin berhan,
Ich hätte  wirklich gern deine überarbeitete Auslegungstabelle. Auch im Bezug auf die uberhöhte BKA Leistung wären deine Änderungen interessant. Bisher habe ich lediglich die Heizmittelübertemperaruren angepasst.

Gruß
Robert 
30.4.2019 15:54
Ich bin drann, ansich habe ich die automatische Berechnung der RL-Temp fertig. Leider sind noch eine Menge Fehler im HFrik Sheet enthalten. Derzeit implementieren ich die Basiskennlinie für den Wärmeübergangskoeffizienten für den Heizbetrieb. Dann stimmen auch die Werte für FBH, Wand- und Deckenheizung. Kühlung kommt vielleicht später. Fehlen mir dann nur mehr die Registerabstände sowie die Verluste nach außen. Die Anbinderäume werde ich vermutlich wie Pedaa machen. Zuleitung für HKV erfolgt später.
30.4.2019 16:41
Klingt gut. Ich bin schon mal gespannt, welche Änderungen auch bei meiner bisherigen Auslegung ergeben werden. was denkst du, wann du eine neue Version zur Verfügung stellen kannst?
4.5.2019 0:25
Ich habe jetzt mal unter meine Projekte eine erste Version hineingestellt.
https://www.energiesparhaus.at/denkwerkstatt/projekt.asp?Projekt=Fl%E4chenheizungsauslegung&User=berhan

Ist von meinem Gebäude derzeit nur das EG, werde die Tabelle in den nächsten Tagen um das OG erweitern. Berechnung funktioniert schon ganz gut, ist aber vom Ansatz anders als die HFrik-Tabelle. Berechnung erfolgt rein in VBA, jede Zeile wird für sich selbst berechnet kann aber z.B. VL-Temp aus der RL-Temp der Anbindung übernehmen. Die gelben Werte sind die Eingabedaten und die hellblauen Werte das Berechnungsergebnis. Die Flächenheizung wird immer für beide Seiten berechnet, also z.B. FBH im EG => Wärmestrom Richtung Raum und Richtung Erdreich. Wenn man nach unten scrollt ist ein Bild des Schichtaufbaus ersichtlich, die Berechnung des Wärmestroms wurde aus http://berndglueck.de/lowex.php aus dem Forschungsbericht "Bericht_LowEx" übernommen. 
5.5.2019 2:13
So, ich habe jetzt die Excel-Tabelle mit meinem Gebäude befüllt. Diese kann in meinem GDrive besichtigt werden. https://drive.google.com/file/d/1i0WHtYY2IYMIkZYAHSj_HtYzujt5gpNC/view?usp=sharing ;

Erste Erkenntnis, man sollte 16 nicht mit 20 Rohren mischen, ansonsten gibts Einschränkungen in der Nutzung (zumindest in meiner Excel Tabelle). Aufgrund des geringen Druckverlustes des 20 Rohrs und damit weitaus höheren Volumenstroms kann ich alle Rohre bis 1750 Pa laminar oder ab 6500 Pa alle Rohre turbulent betreiben. Dazwischen befinden sich entweder die einen oder die anderen Rohre im Übergangsbereich.

Zweite Erkenntnis, den Wärmestrom nur in eine Richtung zu beurteilen (wie z.B. mit HFriks Tabelle) ist nicht zielführend. Zumindest dann nicht wenn die Flächenheizung auf eine Außenwand, -decke bzw. -boden installiert wird, was vermutlich immer zutrifft. Beispielweise beträgt die Heizleistung der Flächenheizung bei einer Raumtemperatur von 20° und einer VL-Temperatur von 20° bei meinem Gebäude 522 Watt. Das ist jene Leistung welche durch die Umwelt entzogen, aber durch die Flächenheizung kompensiert wird.

Fußbodenheizungsauslegung
Bei einer Vorlauftemperatur von 23 ° ist bei mir aber eh Schluss, dann habe ich die benötigten 3,5 kW für die Heizlast erreicht. Den WAF für die Bäder dürfte ich auch erfüllen  .

Fußbodenheizungsauslegung

Fußbodenheizungsauslegung
Ich werde mir noch überlegen wie ich die Anbindung zu den Heizkreisverteilern implementieren, vielleicht hat ja noch jemand weitere Anregungen.
5.5.2019 9:06
Vielen Dank fürs Teilen, ich werd mir heute alles im Detail anschauen und dir Feedback geben!

Lg Reinhard
5.5.2019 9:47
interessant.
Leider bin ich grad mitten im Innenausbau, so dass ich sicher nicht so schnell die Zeit finden werde, die Berechnungswege nachzuverfolgen...


berhan schrieb: Erste Erkenntnis, man sollte 16 nicht mit 20 Rohren mischen, ansonsten gibts Einschränkungen in der Nutzung (zumindest in meiner Excel Tabelle). Aufgrund des geringen Druckverlustes des 20 Rohrs und damit weitaus höheren Volumenstroms kann ich alle Rohre bis 1750 Pa laminar oder ab 6500 Pa alle Rohre turbulent betreiben. Dazwischen befinden sich entweder die einen oder die anderen Rohre im Übergangsbereich


Ähnliches hab ich auch bei mir gesehen. (aber eh klar, weil wir sehr ähnliche Kreis-Längen u. Durchmesser haben).
ABER: stört das real wirklich?! Das macht doch nur eine genaue Berechnung schwer bis unmöglich. Aber real stellt sich da schon ein "nutzbares" Gleichgewicht ein.

Unsere genaue Berechnung ist in Wirklichkeit ohnehin für die Fische.
Probier mal mit unterschiedlichen Außentemperaturen, und Inneren Gewinnen zu rechnen.
Sobald ich damit angefangen hab, hab ichs dann auch bald wieder bleiben lassen.
Diese Einflüsse sind bei unseren Passiv/Fast-Passiv-Häusern vieeel gewichtiger.
Und wenn dann auch noch eine modulierende Heizkreispumpe dazu kommt, ist es Auslegungstechnisch schon unmöglich ein, für alle Lebenslagen, perfekt passendes System zu entwerfen.

Bin trotzdem froh, die Auslegung so genau gemacht zu haben.
Aber mittlerweile seh ichs schon viel entspannter. Bei unseren enormen Heiz/Kühlflächen und Mini-Vorlauftemperaturen funkt das System so oder so gut. 
Die Kreislängen sind harmonisch und das Längen- und Leistungs-Verhältnis zw. 16mm und 20mm Rohren ist glaube ich auch ein ganz guter Kompromiss.


berhan schrieb: Zweite Erkenntnis, den Wärmestrom nur in eine Richtung zu beurteilen (wie z.B. mit HFriks Tabelle) ist nicht zielführend. Zumindest dann nicht wenn die Flächenheizung auf eine Außenwand, -decke bzw. -boden installiert wird, was vermutlich immer zutrifft. Beispielweise beträgt die Heizleistung der Flächenheizung bei einer Raumtemperatur von 20° und einer VL-Temperatur von 20° bei meinem Gebäude 522 Watt. Das ist jene Leistung welche durch die Umwelt entzogen, aber durch die Flächenheizung kompensiert wird.


Interessant find ich das trotzdem. Irgendwann werd ich das mal mit meinen Werten gegenrechnen. Wäre spannend was für Unterschiede sich ergeben.


berhan schrieb: vielleicht hat ja noch jemand weitere Anregungen.


Mein End-Ziel für so eine Auslegungstabelle wäre ja, dass die sich einstellenden, einzelnen Raumtemperaturen als Ergebnis rauskommen. 
Und nicht eine Über- oder Unterdeckung. Ich hab das bei meinen Tabellen ja händisch für mehrere Varianten an Außentemps. und Innere Gewinnen gemacht. Sehr mühsam und aufwändig.
Aber hier eine automatische Berechnung zu "entwickeln" wäre noch mühsamer gewesen  
5.5.2019 10:24


Pedaaa schrieb: Interessant find ich das trotzdem. Irgendwann werd ich das mal mit meinen Werten gegenrechnen. Wäre spannend was für Unterschiede sich ergeben.


Wobei deine Form der Deckenheizunge habe ich noch nicht implementiert. Das wäre eine hetrogene Platte. Hier muss ich mir die Differenz zur homogenen Platte noch ansehen.

5.5.2019 15:31
Ein bisschen verwirrt mich die Tabelle ja schon. Gelber Kopf bedeutet, dass die Daten drunter auszufüllen sind. Aber in einigen stehen bereits Formeln bzw. Funktionen drin...  Und da teilweise unterschiedlich in der selben Spalte. Da steh mal der Verweis auf Zelle yx und mal die Funktion Ergebnis2?

Und die eigentlichen u-werte, welche ich sonst einmal pro angrenzende Flächen eingetragen habe, ist nun mir völlig unverständlichen werten gewichen. 

Vlt. Bin ich auch nur zu dumm dafür aber evtl. Kannst du das noch  etwas im Bezug auf hfrik Tabelle erläutern. Trotzdem tolle Arbeit! VBA ist natürlich  nochmal ne ganze Ecke hübscher. Gruß
6.5.2019 1:33
Ich versuchs mal zu erklären

Fußbodenheizungsauslegung

Spalte E Type: Die Type definiert welche Art von Flächenheizung bzw. -kühlung zur Anwendung kommt. In der HFrik Tabelle wäre das FBH, BKA und WH.

Spalte F-P  Hier wird der Wandaufbau dargestellt.

Fußbodenheizungsauslegung
Die FBH wäre bei mir so aufgebaut. Schicht 1 wären bei mir Fliesen, da diese die Wärme leiten wird Lambda in Spalte L (1) und die Dicke der Fliese in Spalte M (0,01) bei der Wärmeleitschicht A eingetragen. Vom Algorithmus wir die Wärmeleitschicht wie auch die Rohrschicht zweidimensional beurteilt, dies ist z.B. für die Beurteilung des Rohrabstandes wichtig. Hätte ich statt der Fliese einen Teppich so wäre stattdesen der R-Wert in die Spalte N einzutragen (Wobei auch beides möglich wäre, Fliesen und darauf Teppich verlegt). Kommen wir zur Rohrschicht, das Rohr befindet sich zwischen 2 und 3. Schicht zwei wäre die Spalte K (0,05) und Schicht 3 die Spalte I (0,015). Die Rohrschicht ist ein Zementestrich und Lambda wäre in die Spalte J (bei mir 0,8) einzutragen. Die Schicht 4 ist ein Isolator und daher keine Wärmeleitschicht I für die Spalten G und H. Da die Deckschicht nur eindimensional beurteilt wird, werden die Schichten 4-6 zusammengefasst. Diese haben einen U-Wert von 0,1 W/m²K, ergibt einen R-Wert von 10 welcher in die Spalte F eingetragen wird. Spalte O ist die Temperatur unter der Schicht I, in meinem Fall 0 Grad (Auslegetemperatur Erdreich) und die Spalte P wäre die Temperatur über Schicht A (in meinem Fall die Innentempertur 20°). Und hier ist auch eine Verknüpfung vorhanden, da ich bei Anpassung der Raumtemperatur nicht alle Werte einzeln ändern will. Manchmal ist bei mir auch ein R-Wert von 100 eingetragen. Das ist dann der Fall wenn sich z.B. über der BKA eine FBH befindet, die ja annähernd die gleiche Wassertemperatur hat. Mit einem R-Wert von 100 findet dann mur mehr ein unwesentlicher Wärmestrom in der Kalkulation statt.

Spalte Q Vorlauftemperatur: Die Vorlauftemperatur ist zu Beginn des Heizkreises bei mir Verknüpft, da ich diese ebenfalls bei einer Änderung bei jedem Heizkreis nicht anpassen will. Werden von einem Heizkreis mehrere Räume durchflossen, so ergibt sich die VL-Temp aus der Rücklauftemperatur des vorhergehenden Raums. Dadurch erhält z.B. der Vorraum mit 22,1° die höchste VL-Temp und das Bad klein aus der RL-Temp des Vorraums mit 22,08° einen geringeren Vorlauf.

Spalte R Gewünschter Druckverlust HK: Ist die Zielvorgabe für den Druckverlust. Problematisch für die Berechnung ist der Übergang von laminarer zu turbulenter Strömung. Da sich hier der Druckverlust schlagartig verdoppelt, kann es sein, dass bei Verwendung eines Zielwertes im Übergangsbereich der Druckverlust nicht erzeugt werden kann. Dann erscheint das Feld rot. 

Spalte S und T (Rohrdurchmesser und Wanddicke) sind hoffentlich selbserklärend. Eingabe in Meter.

Spalte U Wärmeleitfähigkeit: Ist der Lambda Wert aus dem Datenblatt für einen Pex-Schlauch von Uponor. Das gleiche gilt für die Spalte Z (Rohrrauigkeit). Wenn hier z.B. ein Kupferrohr verbaut wird, werden sich die Werte natürlich gravierend verändern.

Spalte V Rohrfläche: Ist die verbaut Heizfläche des Heizkreises für einen Raum.
Spalte W Rohrlänge Teilabschnitt: Ist die Rohrlänge für diesen Raum
Spalte X Dicke Luftspalt: Falls das Rohr von einem Luftspalt umgeben wird.
Spalte Y Gesamtrohrlänge HK: Gesamtlänge des Rohrs im Heizkreis

Wichtig ist, dass es aus der Betrachtung des Rohrs zwei Wärmeströme gibt. Einmal Richtung Schicht A und einmal Richtung Schicht I. Eine BKA könnte, wenn keine Isolierschichten verbaut werden, die Räume darunter oder darüber beheizen. Das gleiche gilt für Innenwände (hier ist noch ein Fehler in meiner Ergebnistabelle enthalten da die Zuordnung des Raums für eine Schicht falsch erfolgt, ist bei mir z.B. im HK18 so (Zeile 89). Die Heizleistung A müsste ich richtigerweise der Küche/WZ zuordnen und nicht dem Bad). Gleiches gilt für Außenwände, erdanliegende Fußböden oder Deckenheizungen der obersten Geschossdecke. Der Außenbereich entzieht der Flächenheizung Wärme.
9.5.2019 13:12
Ok. Vielen Dank. Soweit ist mir einiges klar. Was derweil noch nicht ganz klar ist:

Warum wechseln deine eingetragenen Daten die Wirkrichtung von innen nach außen und andersherum? Ist es von der Berechnung im Hintergrund eigentlich egal, welche Seite als außen und welche Seite als innen definiert wird? 

Und, warum werden q innen und q außen addiert und als gesamtheizleistung dargestellt? Ist es denn nicht so, dass "q außen" die Verluste darstellen und nur "g innen" die heizlast bedient?
9.5.2019 16:07


thefazze schrieb: Warum wechseln deine eingetragenen Daten die Wirkrichtung von innen nach außen und andersherum? Ist es von der Berechnung im Hintergrund eigentlich egal, welche Seite als außen und welche Seite als innen definiert wird?


 Wurde von LowEx so übernommen, besser wäre vielleicht oben und unten für die FBH und BKA. A= oben und I=unten. Und es ist nicht unerheblich, da die Wärme noch oben bzw. Kälte nach unten besser abgegeben wird.


thefazze schrieb: Und, warum werden q innen und q außen addiert und als gesamtheizleistung dargestellt? Ist es denn nicht so, dass "q außen" die Verluste darstellen und nur "g innen" die heizlast bedient?


Grundsätzlich hast du recht, aber du willst die Gesamtheizleistung berechnen. Und wenn du Beispielsweise eine FBH betreibst, dann wird dem Raum keine Energie Richtung Erdreich entzogen, sondern nur der FBH. Hätten alle Außenflächen deines Hauses eine Flächenheizung, so würdest du keine Strahlung in den Raum benötigen, jedoch trotzdem die Leistung für die Verluste aufbringen müssen. Die höheren Verluste beispielsweise bei erdenliegenden FBH werden mit dem Faktor 1.2 im Energieausweis berücksichtigt (meines Erachtens ist der Wert bei VL-Temp von unter 30 Grad  eh viel zu hoch). Einzig bei einer Wandheizung auf einer Innenwand oder einer BKA ohne Dämmung an das darüber liegende Geschoß stimmen die Werte nicht, hier müsstest du die Zuteilung auf den richtigen Raum manuell machen. Kann ich aber in Excel implementieren, ist dann halt noch eine Spalte mehr.



9.5.2019 17:02
Sprich, die nach außen gerichteten wärmeströme eines Raumes könnte man auch direkt von der nach DIN berechneten heizlast der jeweiligen Fläche abziehen?
Dann würde sich quasi eine verminderte heizlast für den jeweiligen Raum ergeben, welche nur noch mit den nach innen gerichteten wärmeströmen deiner berechnung anzugleichen sind?
9.5.2019 22:21
Ja, kannst du natürlich auch so rechnen, sollte aber das gleiche rauskommen. Im übrigen habe ich jetzt ein Update hochgeladen, wodurch auch die Berechnung im Übergangsbereich zwischen laminarer und turbulenter Strömung stimmt. Nicht einstellbare Druckverlust werden zwar angezeigt, haben aber keine Auswirkung auf die Berechnung.

Falls du die Tabelle schon mit deinen Daten befüllt hast kannst du auch nur den Sourcecode im VBA-Skript neu einfügen.



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