TGA MSR-Technik

TGA Ausgabe 01-2019
Fußbodenheizung

Von der Kollektiv- zur Einzelraumregelung


1 Markant in der Mitte von Unterschleißheim bei München gelegen: Das Sehbehinderten- und Blindenzentrum Bayern. Die 1983 errichtete Anlage mit Schulen, Tagesstätte, Internat und mobilen Diensten gilt auch heute noch als beispielhaft in seiner Architektur.

1  Markant in der Mitte von Unterschleißheim bei München gelegen: Das Sehbehinderten- und Blindenzentrum Bayern. Die 1983 errichtete Anlage mit Schulen, Tagesstätte, Internat und mobilen Diensten gilt auch heute noch als beispielhaft in seiner Architektur.

Auch bei mehr als 30 Jahre alten Fußbodenheizungen lässt sich der thermische Komfort nachträglich verbessern. Im Sehbehinderten- und Blindenzentrum Südbayern wurden in den Internats- und Tagesstättengebäuden thermozyklische Einzelraumregelungen nachgerüstet. Für eine sehr hohe Regelgüte erlernt sie aus Temperaturveränderungen wichtige Informationen über das System und die Umgebungsbedingungen.

Kompakt informieren

Das Sehbehinderten- und Blindenzentrum Südbayern hat ohnehin notwendige Baumaßnahmen zum Anlass genommen, die als problematisch geltende, zentral nach der Außentemperatur geregelte Fußbodenheizung in zwölf Doppelhaushälften mit einer selbstlernenden Einzelraumregelung nachzurüsten.

Die typischen Beschwerden – zu warm, zu kalt – sind damit Vergangenheit. Wichtig für den Betreiber ist das zentrale, PC-basierende Monitoring der Ist- und Sollwerte in den 96 mit Fußbodenheizung temperierten Räumen.

Als ein sehr hilfreiches Werkzeug sieht der Betreiber die raumbezogene Dokumentation der Temperaturhistorie.

Warmwasser-Fußbodenheizungen entsprechen der Idealvorstellung vieler Architekten, Bauherren und Nutzer: Hohe Behaglichkeit, Barfußgeher fühlen sich durch den warmen Fußboden geschmeichelt, Architekten stellen die architektonische Freiheit in der Raumgestaltung heraus und Hygieniker loben die geringe Staubaufwirbelung und die trockene Wärme, die das Wachstum von Hausstaubmilben und Schimmel unterbindet.

Aufgrund höherer Investitionskosten gegenüber Radiatorenheizungen wurde in der Vergangenheit bei Warmwasser-Fußbodenheizungen oft an der Regelung gespart. Typisch für Fußbodenheizungen aus den 1970er- bis 1990er-Jahren ist die kollektive Regelung der Vorlauftemperatur für alle Räume nach der Außentemperatur. Einzelraumregelungen waren bis zur verpflichtenden Einführung im Rahmen der Energieeinsparverordnung (EnEV 2002) im Neubau eher die Ausnahme. Unbestätigten Meldungen zufolge wurden bis dahin rund 90 % aller Fußbodenheizungen zentral nach der Außentemperatur geregelt.

Auch beim Bau des Sehbehinderten- und Blindenzentrums Südbayern (SBZ) in Unterschleißheim im Jahr 1983 entschieden sich Architekt, Planer und Bauherr überwiegend für den Einsatz der Fußbodenheizung, insbesondere in den zwölf Häusern der Internats- und Tagesstättengruppen. Der Sollwert für die Vorlauftemperatur der Fußbodenheizung errechnete sich aus dem 3-Tages-Mittelwert der Außentemperatur.

Damals setzten die Hersteller von Fußbodenheizungen auf den hohen Selbstregelungseffekt und die ausgleichende Speicherwirkung des Gebäudes. Regelbare Pumpen und der heute obligatorische Hydraulische Abgleich hatten – wenn überhaupt – eine eher untergeordnete Bedeutung. Im Falle der SBZ-Liegenschaft regelte ein einziger Außenfühler die Vorlauftemperaturen von acht Häusern … mit den bekannten Nachteilen: zu warm, zu kalt, Feinregulierung der Raumtemperatur über die Fenster.

Bestandsaufnahme per Thermografie

Hildegard Mayr, Direktorin des SBZ, nahm behördlich verordnete Brandschutzmaßnahmen und die damit verbundenen Baumaßnahmen zum Anlass, auch die Elektroinstallation zu modernisieren. Im Zuge dieser Arbeiten bot es sich an, auch Leitungen für die Einzelraumregelungen zu verlegen.

Parallel dazu kam auch eine Nachrüstung von Heizkörpern in thermisch besonders benachteiligten Räumen ins Spiel; diese wurde aber aus Kostengründen wieder verworfen. Stattdessen entschied sich die Leitung des SBZ für eine Bestandsaufnahme aller Räume mit einer Wärmebildkamera, um die Verlegung der Fußbodenheizungsrohre zu dokumentieren. Diese Bestandsaufnahme war notwendig, um eine exakte Zuordnung der Heizkreise am Verteiler zu den jeweiligen Räumen zu gewährleisten und die Drosselwerte für den Hydraulischen Abgleich festzulegen.

Eine Ausschreibung mit dem Fabrikat Thermozyklus als Leitfabrikat für die geforderten technischen Eigenschaften führte dazu, dass sich der wirtschaftlichste Bieter der Modernisierungsmaßnahme für den Hersteller Thermozyklus, Gauting, entschied.

Überzeugend für den Bauherrn war nicht nur die verbriefte Regelungsgenauigkeit von ± 0,15 K nach der europäischen Zertifizierung „Eu-Cert“, sondern auch der geringe bauliche und hydraulische Eingriff in das Heizsystem und der zentrale Zugriff autorisierter Personen über die PCi-Software auf alle relevanten Werte, inklusive Nutzerhistorie des jeweiligen Raums.

Insgesamt wurden zwölf Doppelhaushälften mit je acht Räumen mit Einzelraumregelungen nachgerüstet. Dabei sind immer 18 Einzelraumregler auf eine Zentraleinheit geschaltet, die über Ethernet mit dem zentralen Netzwerk des SBZ verbunden ist. Der Einbau der elektrothermischen Ein-/Aus-Stellantriebe erfolgte in die bestehenden Heizkreisverteiler, die sich im Erd- und Obergeschoss einer jeden Doppelhaushälfte befinden. Dort wird auch der statische Hydraulische Abgleich der einzelnen Regelzonen auf der Basis der nachträglichen hydraulischen Berechnung vorgenommen. In den jeweiligen Räumen ist ein Temperatursensor ohne Eingriffsmöglichkeit für den Nutzer installiert.

Regelung komfortabler als erwartet

Mit der stufenweisen Inbetriebnahme der Thermozyklus-Einzelraumregler hat für Michael Setzer, stellvertretender Direktor des SBZ, eine neue (Heiz-)Zeit begonnen: „Nach der Einregulierungsphase müssen wir uns kaum noch um die Heizung kümmern; es gibt so gut wie keine Klagen mehr, die Räume sind weder zu warm noch zu kalt. Alle Sonderwünsche der verschiedenen Wohngruppen sind auf der zentralen Bedienebene hinterlegt.“

Besonders beeindruckt ist Setzer von der Regelungs-Charakteristik der Ventile, die entweder „Auf“ oder „Zu“ sind. Setzer: „Damit kann man offensichtlich die typische Trägheit einer Fußbodenheizung, aber auch Störgrößen wie offene Fenster, viel schneller und genauer ausregulieren als mit stetig regelnden Ventilen.“

Auch die Dokumentation jedes einzelnen Regelkreises sowie die Darstellung am PC sieht Setzer als sehr hilfreich an: „Wir können anhand der Historie der Raumtemperaturkurve und der Regelstellung der Ventile nachvollziehen, wann Fenster geöffnet bzw. geschlossen wurden und wann plötzlich innere Lasten, zum Beispiel durch Kochen, aufgetreten sind.“

Wenn überhaupt noch Beschwerden kommen, sind die Gründe dafür leicht über das PC-basierende Gebäude-Monitoringprogramm herauszufinden. Auch die Umprogrammierung von Heizzeiten bzw. Raumtemperaturen erfolgt zentral über die autorisierten PC; vor Ort in den Räumen ist nur ein Fühler installiert. „Diese zentrale Verwaltung der Raumtemperaturen hat sich bewährt“, berichtet Setzer. „Das System kann sogar unterscheiden, ob in einem Raum nur die Luft durch ein geöffnetes Fenster oder auch die Wände abgekühlt sind.“

Und wie sieht es mit der Energieeinspa-rung durch die Einzelraumregelung aus? Für Michael Setzer als Vertreter des SBZ stand die Verbesserung des Raumkomforts und das Monitoring über den PC im Vordergrund. Die von Thermozyklus prognostizierte Energieeinsparung von rund 20 % werde man jedoch im Auge behalten.

Inhaltsübersicht

  1. Teil: Von der Kollektiv- zur Einzelraumregelung
  2. Teil: Das THZ-Prinzip
  3. Teil: Das SBZ
  4. Teil: Wolfgang Schmid
  • 2  Das Internat besteht aus zwölf Doppelhaushälften mit je acht Fußboden-beheizten Räumen, in jeder Wohngemeinschaft vier Räume. Der thermische Komfortanspruch der sehbehinderten Jugendlichen liegt zumeist oberhalb der üblichen Normwerte; …

  • 3  …früher gab es viel Kritik an den Raumtemperaturen. Durch den Einbau von Einzelraumreglern in den 96 Räumen haben sich die Beschwerden auf nahezu Null reduziert. Für jeden Raum ist die Wunschtemperatur der Bewohner zentral hinterlegt.

  • 4  Der Eingriff in das bestehende hydraulische System war gering. Neu sind die elektrothermischen Stellantriebe mit Auf-/Zu-Funktion und die Standard-Drosselventile für den statischen Hydraulischen Abgleich.

  • 5  Die Zentraleinheit – ein Gerät für 18 Räume – ist über Ethernet mit dem zentralen Netzwerk des SBZ verbunden. Die Bedienung erfolgt über PCi-Software durch die Haustechnik. Eine Besonderheit ist die Option, die Temperatur- und Regelungshistorie für jeden Raum aufzurufen.

Thermozyklus

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