Der zunehmende Einsatz von trägen Heizungs- und Kühlsystemen (Fußboden- und Wandflächenheizung, Betonkern- bzw. Bauteilaktivierung) wirft immer wieder die Frage auf, wie sinnvoll der Einsatz einer Einzelraumregelung ist, da die Systemtemperatur zentral geregelt wird und der sog. "Selbstregeleffekt" besonders bei niedrigen Temperaturdifferenzen zwischen der Oberflächen- und Raumtemperatur zur Geltung kommt.
Fachlich gesehen kann der Selbstregeleffekt die Raumtemperatur nicht absenken (das kann auch die ERR nicht), er kann aber bei sehr niedrigen Systemtemperaturen die Wärmeabgabe verringern oder sogar Wärme aufnehmen. Bei hohen Systemtemperaturen ist ein Aufschaukeln der Raumtemperatur möglich. Deswegen sind richtig eingestellte Heizkurven, eine Auslegung mit sehr niedrigen Systemtemperaturen eine Grundvoraussetzung für die Nutzung des Selbstregeleffektes und einer gleichmäßigen Fußbodenflächentemperatur und eine effektive Nutzung der Brennwert- oder Wärmepumpentechnik.

Da die EnEV eine Einzelraumregelung auch bei einer Fußbodenheizung vorschreibt, wird in vielen Fällen nicht hinterfragt, ob sie überhaupt notwendig ist, weil die Reaktionszeit (Abkühlen und Wiederaufheizen der Fläche) viel zu lang ist. Unter bestimmten Umständen (Niedertemperatur-Flächenheizung, Einsatz einer Wärmepumpe, große Flächenspeicher [Estrich, Betonkernaktivierung]) und dies ist auch bei dem Einsatz von PCM - Phasenwechselmaterialien (Latentwärmematerial) inform von Porenbeton, Gipskartonplatten oder spezielle Deckenpaneele der Fall, darf man ruhig die Frage stellen "ERR - Ja oder Nein?".
Nach der EnEV § 25 und dem EEWärmeG § 9 kann sich der Bauherr von dieser Pflicht befreien lassen. Der Befreiungs- bzw. Ausnahmeantrag muss explizit auf die jeweilige Anlage abstimmt sein, damit der Antrag von der zuständigen Stelle (z. B. Bauamt) verstanden und anerkannt wird.

Quelle: Uponor GmbH
Quelle: Uponor GmbH
Quelle: Uponor GmbH
Quelle: Uponor GmbH

Ein Beitrag, der sich ein wenig differenzierter mit dem Selbstregeleffekt auseinandersetzt.
Unter der Annahme, dass an jeder Stelle des Fußbodens die gleiche Oberflächentemperatur herrscht (isothermer Boden), beträgt die Wärmeabgabe

Q = AF · a · (Theta FB - Thetai)

Q = Wärmeleistung (W)
AF = Heizfläche (m2)
a = Wärmeübergangskoeffizient (W / m2K)
Theta FB = mittlere Oberflächentemperatur
Thetai = Innentemperatur

Der Wärmeübergangskoeffizient setzt sich aus einem Strahlungs- und einem Konvektionsanteil zusammen. Beide werden in bestimmten Grenzen von den baulichen Gegebenheiten beeinflusst. Die Norminnentemperatur eines Raumes ist nicht etwa die Lufttemperatur, sondern eine operative Temperatur, die allgemein 1 - 2 K höher als die Raumlufttemperatur tL ist. Der Wert für a liegt im oberen Leistungsbereich mit hinreichender Genauigkeit bei ca. 10 -11 W / (m2K).
Ändert sich die Raumtemperatur ?i z. B. von 20 auf 21 °C, während die mittlere Fußbodenoberflächentemperatur ThetaFm= 25 °C beträgt, so verhalten sich die Leistungen Q20 vorher, zu Q21 nachher wie

Q21 = A · a (25 – 21) = 4
Q20 = A · a (25 – 20) = 5

> 0,80 - die Wärmeleistung sinkt also um 20 %.
Würde sich die Innentemperatur durch starke Einwirkung von Fremdwärme (z.B. Sonneneinstrahlung) auf 25 °C er höhen, so würde mangels Temperaturdifferenz die Wärmeabgabe an den Raum scheinbar eingestellt. Diesen Vorgang bezeichnet man als Selbstregelungseffekt. Dennoch ist die zuvor beschriebene Rechnung nicht ganz richtig. Durch die verminderte Wärmeabgabe des Fußbodens wird es aufgrund der noch höheren Temperatur im Bereich der Heizrohre zu einer Temperaturerhöhung an der Fußbodenoberfläche kommen, die mit fortschreitender Zeit mehr und mehr zunimmt, bis ein neuer Gleichgewichtszustand zwischen der Fußbodenoberflächentemperatur und der Raumtemperatur eingetreten ist. Darüber hinaus wird selbst bei Temperaturgleichheit zwischen Boden und Raumluft noch Wärme durch Strahlung an die kühleren Wände abgegeben. Bei einer Heizkörperanlage mit einer mittleren Heizflächentemperatur von 60 °C (65 / 55 °C) würde sich die Wärmeabgabe nur um:

Q21 = A · a (60 – 21) = 39
Q20 = A · a (60 – 20) = 40

> 0,975 ~ 2,5 % verringern
Soll im vorliegenden Beispiel die gleiche Leistungsreduzierung wie bei der Fußbodenheizung eintreten, so müsste zunächst die Raumtemperatur auf 28 °C ansteigen. Je niedriger der Wärmeverlust eines Hauses ist, desto niedriger sind auch die erforderlichen Oberflächentemperaturen des Fußbodens und desto größer wird der Selbstregelungseffekt. Obwohl dieser Effekt der Fußbodenheizung eine willkommene Tatsache ist, kann er dennoch keine Regelung ersetzen. Viele Fußbodenheizungsbesitzer hätten bei entsprechender Berücksichtigung der vorgenannten Zusammenhänge eine noch bessere Regelfähigkeit und Behaglichkeit erzielen können. Auch bei Fußbodenheizungsanlagen kann eine Nachtabsenkung vorgenommen werden. Die Raumtemperatur darf nur nicht so weit abgesenkt werden, wie bei einer Heizkörperanlage. Außerdem müssen die Absenk- und Wiederaufheizzeiten dem Heizungssystem und seiner Trägheit angepasst sein.

Quelle: HaustechnikDialog - SHKwissen


Eine Möglichkeit, die Raumtemperatur auf gleichem Niveau zu halten bzw. Temperaturüberhöhungen entgegenzuwirken, ist der Einsatz von PCM - Phasenwechselmaterialien (Latentwärmematerial) inform von Porenbeton, Gipskartonplatten oder spezielle Deckenpaneele. Durch die Nutzung des Phasenwechsels (fest-flüssig oder flüssig-fest) verfügt das Material über ein hohes Speichervolumen, da die Wärmekapazität um ein vielfaches höher ist als herkömmliche Materialien bzw. Medien.
Das Micronal® PCM der Firma BASF ist ein Phasenwechselmaterial, das bei einer Raumtemperatur bei 21 °C, 23 °C oder 26 °C einen Phasenwechsel von fest nach flüssig vollzieht. Dabei werden sehr große Mengen an Wärme gespeichert. Das Material enthält im Kern der Mikrokapsel (ca. 5 µm) ein Latentwärmespeichermaterial aus einer speziellen Wachsmischung. Diese nimmt bei einem Temperatur-anstieg über eine festgelegte Temperaturschwelle (21 °C, 23 °C oder 26 °C) die überschüssige Wärmeenergie der Raumluft auf und speichert diese im Phasenwandel. Wenn die Temperatur unter die Temperaturschwelle absinkt gibt die Kapsel diese gespeicherte Wärmeenergie wieder ab.
Quelle: BASF SE
30 kg Micronal® PCM bieten etwa 1 kWh Speicherleistung.
  •  26 °C für den sommerlichen Überhitzungsschutz (z.B. in Dachgeschossen oder für die passive Anwendung in warmen Regionen)
  •  23 °C für die Stabilisierung der Raumtemperatur im Komfortbereich, dadurch häufige Nutzung des PCM-Effektes. Wichtigstes Produkt für aktive und passive Anwendungsfälle.
  •  21 °C für die Nutzung in Flächenkühlsystemen
Quelle: BASF SE
Die Beladung des Speichers findet eigenaktiv statt. Die Entladung des Speichermaterials kann durch die natürliche Luftbewegung, durch eine mechanische Lüftung oder durch regenerative oder konventionelle Kühlkonzepte erfolgen. > mehr
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