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Mit zunehmendem Wärmeschutz steigt die Aufheizzeit ausgekühlter Räume deutlich an. Die Ursache besteht darin, dass mit - gewünschter - Energiebedarfsminderung einerseits die Heizflächen normgerecht kleiner ausgelegt werden, andererseits verfügt man dann nur noch über unzureichende Leistungen für den Aufheizfall (die thermische Speicherfähigkeit der Baukonstruktion ist nahezu unabhängig vom Wärmeschutz-Niveau), so dass z. B. Schlafräume oder Kinderzimmer mit üblicher Nachtlüftung am folgenden Tage nicht mehr oder nur eingeschränkt als Aufenthaltsräume genutzt werden können. Die Untersuchung basiert auf einem üblichen, rechnerischen Simulationswerkzeug, dass allerdings deutlich verbessert wurde. Im Ergebnis zeigt sich, dass insbesondere die Parameter Bauschwere, Raumgröße, Auskühldauer, Auskühltemperatur, gewünschte Aufheizzeit und Luftwechsel entscheidenden Einfluss aufweisen. In der Untersuchung werden die möglichen technischen Lösungen Heizflächenvergrößerung, Vorlauftemperaturanhebung und Massestromerhöhung sowie Kombinationen hinsichtlich ihrer Wirkung auf den Aufheizprozess analysiert und einander gegenübergestellt.
List of contents
1 Verwendete Begriffe und Definitionen 4
2 Einführung 6
3 Literaturrecherche 11
3.1 Rechtsprechung 11
3.2 Normen (DIN 4701 / DIN EN 12831) 12
3.3 Veröffentlichungen verschiedener Autoren 14
4 Vorstellung der Rechenmodelle, allgemeine Randbedingungen 21
4.1 Kurzbeschreibung des Simulationsprogramms 21
4.2 Modellraum 22
4.3 Modellgebäude 24
4.4 Lastannahmen 26
4.5 Heizsystem 26
4.6 Wärmedämmung der Rohrleitungen 27
4.7 Raumtemperaturregelung 27
4.8 Temperaturen angrenzender Räume 30
4.9 Inneneinrichtung 30
5 Bestimmung der notwendigen dezentralen Leistungsreserve 32
5.1 Allgemeine Beschreibung 32
5.2 Wirkung der Einflussgrößen 35
5.2.1 Wärmeschutzniveau 35
5.2.2 Bauschwere 38
5.2.3 Auskühldauer 40
5.2.4 Luftwechsel 42
5.2.5 Raumgröße 46
5.2.6 Alternativer Aufbau der Wandkonstruktion 49
5.2.7 Heizkörpertyp, Heizkörperanordnung 51
5.2.8 Außentemperatur 53
5.2.9 Außenwandanteil 55
5.2.10 Fensterflächenanteil 57
5.2.11 Temperatur angrenzender Räume 58
5.3 Ergebnisdarstellung und Vergleich mit DIN EN 12831 61
5.4 Schlussfolgerungen 65
6 Technische Lösungen für Warmwasserheizungsanlagen mit freien Heizflächen 68
6.1 Heizflächenvergrößerung 68
6.1.1 Wirkungsprinzip 68
6.1.2 Energetische Bewertung der Heizflächenvergrößerung 69
6.1.3 Einsatzgrenzen der Heizflächenvergrößerung 73
6.2 Ergänzungsheizflächen oder -heizkörper 75
6.3 Vorlauftemperaturanhebung 76
6.3.1 Wirkungsprinzip 76
6.3.2 Energetische Bewertung der Vorlauftemperaturanhebung 78
6.3.3 Einsatzgrenzen der Vorlauftemperaturanhebung 80
6.4 Massenstromerhöhung 82
6.4.1 Wirkungsprinzip 82
6.4.2 Energetische Bewertung der Massenstromerhöhung 83
6.4.3 Einsatzgrenzen der Massenstromerhöhung 84
6.5 Diskussion der unterschiedlichen Lösungsansätze 85
6.5.1 Auswirkungen auf das Aufheizverhalten 85
6.6 Kombinierte Lösungsstrategien 88
6.6.1 Quantitative Bewertung ausgewählter Lösungen 92
6.7 Anwendung auf andere Heizsysteme 97
6.7.1 Fußbodenheizung 97
6.7.2 Luftheizung 97
6.7.3 Elektroheizung 98
7 Spezielle Probleme 99
7.1 Auswirkungen hoher Leistungsreserven auf die Raumtemperaturregelung 99
7.1.1 Generelle Einflussgrößen auf die Regelgenauigkeit und -stabilität 99
7.1.2 Auswirkungen der Heizflächenvergrößerung 106
7.1.3 Auswirkungen der Vorlauftemperaturerhöhung 110
7.1.4 Zusammenfassung 112
7.2 Konsequenzen für die Heizkostenerfassung 113
8 Auswirkung auf die thermische Behaglichkeit 115
8.1 Einführung 115
8.2 Modellbildung, Darstellung der Ergebnisse 116
8.3 Ergebnisse 120
9 Weitere Gesichtspunkte 133
9.1 Raumauswahl mit Heizleistungsreserve 133
9.2 Vorgabe einer genormten Aufheizzeit? 133
9.3 Modifikation der Rohrnetzauslegung 134
10 Konsequenzen für die Wärmeerzeugerleistung 135
11 Zusammenfassung 140
Literatur 143
