Thermische Simulation einer Fußbodenheizung

Im folgenden Beispiel wurde die Temperatur- und Energie-Verteilung bei einer Zwischengeschossdecke mit Fußbodenheizung simuliert. Auf Basis der Simulation können interessante Aussagen hinsichtlich der Wirkungsweise des Heizungssystems gemacht werden. Simuliert wurde ein Detail mit folgendem Aufbau: Materialansicht –  Fußbodenheizung in Zwischendecke mit Wandanschluss Bei der Simulation müssen eine Reihe von Randbedingungen angenommen werden, diese finden sich am unteren Ende dieser Seite. Die Simulation führt zu folgendem Resultat: Temperaturansicht – Simulation einer Fußbodenheizung Wärmestromansicht – Simulation einer Fußbodenheizung Aus dieser können eine Reihe von Erkenntnissen gewonnen werden. So kann z.B. die sogenannte Welligkeit des Temperaturprofils des Fußbodenaufbaus bestimmt werden. Im vorliegenden Fall schwanken die Oberflächentemperaturen des Parkettbodens zwischen 22,2°C und 22,4°C, also mit einer Amplitude von 0,2°C. Von Interesse ist eventuell auch wie hoch der Anteil der Wärmeenergie ist, welcher von der Fußbodenheizung an das untere Stockwerk abgeben wird. Hierzu ist es nötig die Simulation mit „ausgeschalteter“ Heizung, aber gleichbleibender 20°C Raumtemperatur erneut durchzuführen. Bei dieser Simulation kann im betrachteten Bereich der Wärmeverlust durch die Wärmebrücke ermittelt werden. Dieser stellt quasi die Ausgangssituation dar. Die Differenz der beiden Simulationen ergibt dann den Anteil des Wärmestroms, welcher durch die Fußbodenheizung verursacht wird. Simulation des Details bei „ausgeschalteter“ Fußbodenheizung Ermittlung des Wärmestroms hervorgerufen durch die Fußbodenheizung: Wärmestrom mit Heizung Wärmestrom ohne Heizung Wärmestrom durch Heizung (Differenz) oberes Geschoss -26,267 W 2,113 W -28,380 W (83,4%) unteres Geschoss -2,788 W 2,840 W -5,628 W (16,5%) gesamt -29,055 W 4,953 W -34,008 W (100%) Im betrachteten Bereich gibt die Fußbodenheizung also eine Leistung von 34W ab, wobei 16,5% an das untere Geschoss abgegeben werden. Effektiv werden an den Raum im Obergeschoss 26,3 Watt abgebeben (=Heizleistung nach oben minus der Verluste durch die Wärmebrücke). Wie immer lassen sich die Simulationsparameter und Ergebnisse in HTflux schnell und einfach als PDF-Bericht exportieren: Bericht – Thermische Simulation Fußbodenheizung Glaser 2d-Simulation Mit der einzigartigen Glaser-2d Funktionalität von HTflux kann ohne weiteren Aufwand auch die Feuchteverteilung aufgrund der Wasserdampfdiffusion berechnet werden. Wir legen für den Innenraum ein Klima von 65% und Außen von 80% relativer Luftfeuchte fest und starten die Glaser Simulation: Feuchteverteilung im Bereich der Fussbodenheizung – Glaser 2d Simulation Wie zu erwarten war, führen die erhöhten Temperaturen um die Heizungsrohre zu einem „Trocknungseffekt“ im Bereich des Fußbodens, insbesondere natürlich im Estrich. Details und Randbedingungen der Simulation Aufbau der Zwischendecke mit Fußboden: 1,5 cm Parkett (λ=0,13) 7 cm Estrich (λ=0,133) 3 cm EPS-Trittschalldämmung (λ=0,41) 5 cm gebundene Schüttung (λ=0,12) 20 cm Stahlbetondecke (λ=2,50) 1 cm Innenputz (λ=0,70) Die Außenwand besteht ebenfalls aus 20cm Stahlbeton, gedämmt mit 14 cm EPS (λ=