Flächenheiz- und -kühlsysteme: Aktuelle Normen im Überblick

Flächenkühlsysteme, Entlüftung, Sorptionsgeräte, Wärmepumpen, RLT-Geräuschentwicklung, Ventilatoren und Gasphasen-Luftfilter - die aktuellen themenspezifischen Normen finden Sie in dieser Übersicht.

Umfassendes Regelwerk für Flächenkühl- und heizsysteme

Flächenintegrierte Strahlungsheizungs- und -kühlsysteme thematisieren fünf Normen der Reihe DIN EN ISO 11855 vom April 2022, die Normen aus den Jahren 2015 und 2016 ersetzen.

Die Normenreihe ist für integrierte Strahlheizungs- und -kühlsysteme mit Wasserdurchströmung in Wohn-, Gewerbe- und Industriegebäuden anwendbar. Die beschriebenen Verfahren gelten für in Wände, Fußboden- und Deckenkonstruktionen flächenintegrierter Systeme ohne offene Luftspalte. Gegebenenfalls ist die Normenreihe für die Verwendung von anderen Flüssigkeiten als Wasser als Heiz- und Kühlmittel anwendbar. Flächensysteme mit offenen Luftspalten, die nicht in die Gebäudestruktur eingebunden sind, werden nicht erfasst. Die beschriebenen Verfahren gelten ebenfalls für nicht beheizte oder gekühlte Deckenpaneele oder Träger und Balken.

Blatt 1 der Normenreihe befasst sich mit grundlegenden Definitionen, Symbolen und Behaglichkeitskriterien. Letztere werden ausführlich behandelt, darunter die operative Temperatur, lokale Behaglichkeit, Asymmetrie der Strahlungstemperatur, Grenztemperatur der Oberflächen, akustischer Komfort, Wassergeschwindigkeit und Geräuschentstehung. Die informativen Anhänge A und B behandeln die Fußbodentemperatur für die thermische Behaglichkeit und die Zugluft. Folgende Änderungen wurden vorgenommen:

• redaktionelle Modifikationen;
• Verweisungen aktualisiert,
• Begriffe überarbeitet.

Blatt 2 der Normenreihe widmet sich der Bestimmung der Auslegungs-Heiz- bzw. Kühlleistung. Dieser Normteil legt Verfahren und Bedingungen fest, welche die Bestimmung des Wärmestroms von Flächenheiz- und -kühlsystemen mit Wasserdurchströmung bezüglich der Heiz- und Kühlmitteltemperatur für diese Systeme ermöglichen. Die Bestimmung der Wärmeleistung von Flächenheiz- und -kühlsystemen mit Wasserdurchströmung wird durch Berechnung nach Planungsdokumenten und einem Modell vorgenommen. Dadurch sollte eine einheitliche Bewertung und Berechnung von Flächenheiz- und -kühlsystemen mit Wasserdurchströmung möglich sein. Die Ergebnisse daraus sind:

• die Oberflächentemperatur und die Temperaturgleichmäßigkeit der beheizten bzw. gekühlten Oberfläche;
• die Norm-Wärmestromdichte zwischen dem Wasser und dem Raum;
• die zugehörige Norm-Heiz- bzw. Kühlmittelübertemperatur;
• das Kennliniefeld für die Beziehung zwischen Wärmestromdichte und den entscheidenden Variablen.

Detailliert werden behandelt: 

• Konzept der Methode zur Bestimmung der Heiz- und Kühlleistung;
• Wärmeübergangskoeffzienten zwischen Oberfläche und Raum;
• vereinfachte Berechnungsmethoden für die Bestimmung der Heiz- und Kühlleistung oder der Oberflächentemperatur;
• Verwendung von vereinfachten Berechnungsprogrammen und Berechnung der Heiz- und Kühlleistung.
• Der normative Anhang A und D beinhaltet:
• Berechnung der Wärmestromdichte;
• Verifizierungsmethode für FEM- und FDM-Berechnungsprogramme.

Die informativen Anhänge B, C, E und F beinhalten Aussagen zu:

• allgemeine Widerstandsverfahren;
• in Holzkonstruktionen integrierte Rohre;
• Wärmeleitfähigkeitswerte von Materialien und Luftschichten;
• maximale Oberflächentemperaturen von Fußbodenheizsystemen.

Folgende Änderungen wurden vorgenommen:

• Aktualisierung der Bilder für Typ A und Typ C und der relevanten thermischen Werkstoffmerkmale;
• redaktionelle Korrekturen.

Blatt 3 der Normenreihe thematisiert die Planung und Auslegung einschlägiger Flächenkühl- und -heizsysteme. Dieser Normteil legt ein Systemplanungs- und Auslegungsverfahren fest, durch das die Heiz- und Kühlleistung der flächenintegrierten Strahlheizungs- und -kühlsysteme gewährleistet wird. Detailliert werden behandelt:

• Begriffe;
• Strahlungsflächen wie Fußboden-, Deckenheiz- und Wandheizsysteme bzw. Fußboden-, Decken und Wandkühlsysteme.
• Der normative Anhang A beschreibt die Wärmedämmung für Typ A und Typ C.

Folgende Änderungen wurden u.a. vorgenommen:

• redaktionelle Korrekturen;
• der Anhang A über die Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten von Dämmschichten wurde hinzugefügt;
• Aktualisierung der Literatur.

Blatt 4 der Normenreihe beschreibt die Auslegung und Berechnung der dynamischen Wärme- und Kühlleistung für thermoaktive Bauteilsysteme (TABS). Dieser Normteil ermöglicht die Berechnung der Spitzenleistung solcher Systeme auf der Grundlage von Wärmeeinträgen wie solaren, internen und Ventilation sowie im Hinblick auf Kühlergröße, Flüssigkeitsstrom usw. die Berechnung des wasserseitigen Bedarfs an Kühlleistung, die für das System vorgesehen ist. Es wird ein detailliertes Verfahren für die Berechnung der Heiz- und Kühlleistung bei instationären Bedingungen festgelegt. Inhaltlich werden behandelt:

• Begriffe;
• Konzept thermoaktiver Bauteilsysteme (TABS);
• Berechnungsmethoden;
• Auswirkungen von Akustikdecken auf die Kühlleistung von TABS;
• Eingangsdaten für Computersimulationen der Energiebilanz.

Die informativen Anhänge A, C und D beinhalten:

• vereinfachte Diagramme;
• Anleitung zur Bewertung des Modells und Computerprogramm.

Der normative Anhang B beschreibt die Berechnungsmethode.

Folgende Änderungen der Gesamtnorm wurden u.a. vorgenommen:

• redaktionelle Korrekturen;
• Neuerstellung von Bildern;
• Aktualisierung der Literatur.

Blatt 5 der Normenreihe legt Richtlinien für die Installation von flächenintegrierten Strahlheizungs- und -kühlsystemen fest. Es werden einheitliche Anforderungen an die Auslegung und Konstruktion der Fußboden-, Decken- und Wandheiz- und -kühlsysteme bestimmt, um deren Tauglichkeit für ihre jeweilige Anwendung zu gewährleisten. Die beschriebenen Anforderungen sind anwendbar:

• nur für die Komponenten der Heiz- und Kühlsysteme;
• für die Elemente, die Teil der Heiz- und Kühlsysteme sind und im Zusammenhang mit dem Heiz- und Kühlsystem installiert werden.

Inhaltlich wird nur die Installation behandelt. Der informative Anhang A beschäftigt sich mit der Vermeidung von Korrosion. Es wurden u.a. folgende Änderungen vorgenommen:

• Abschnitte 2 und 4 geändert;
• Unterabschnitt Dämmschichten ergänzt;
• Veränderung mehrerer Unterabschnitte;
• redaktionelle Überarbeitung.

Entlüftung und Entgasung umfassend besprochen

Die VDI 4708 Blatt 2 vom April 2022 beschreibt die Entlüftung und Entgasung von geschlossenen Flüssigkeitskreisläufen mit Wasser und Wasser-Glykol-Gemischen (Wärmeträgermedium) von Wärmeversorgungsanlagen (Heizungsanlagen; Nah- und Fernwärmeanlagen, Geo- und Solarthermieanlagen) und dient der Auswahl, Systemintegration und Prüfung von Entlüftern und Entgasern sowie deren Überprüfung im Betriebs- und Wartungsfall. Die Grundsätze können aber auch für Flüssigkeitskreisläufe von Kühl- und Kälteanlagen herangezogen werden. Inhaltlich werden behandelt:

• Begriffe;
• Notwendigkeit und Installationsorte;
• Grundlagen;
• Arten von Entlüftern, Abscheidern und Entgasern;
• Inbetriebnahmeentlüftung;
• Betriebsentgasung;
• erweiterte Einsatzempfehlungen und Sicherheitshinweise;
• Funktionskontrolle der Entgaser im Betrieb;
• Prüfvorschriften.

Die Anhänge A bis D beinhalten Aussagen zu:

• Gasblasenkontrolle;
• Beispiele für Mindestvolumenstrom zur Spülentlüftung von Rohrleitungen;
• Beispiele für Entscheidungswege bei der Betriebsentgasung;
• Verfahren zur Sauerstoffmessung.

Anforderungen an Sorptionsgeräte für Heizung und/oder Kühlung

Der Entwurf der DIN EN 12309 Blatt 3 vom April 2022 in deutscher und englischer Fassung definiert Anforderungen an gasbefeuerte Sorptionsgeräte für Heizung und/oder Kühlung mit einer Nennwärmebelastung nicht über 70 kW. Damit werden Blatt 3 und 4 der Norm vom März 2015 sowie einschlägige Berichtigungen ersetzt. Der Normentwurf gilt ausschließlich für Geräte für die Raumheizung oder -kühlung mit und ohne Wärmerückgewinnung. Die Geräte beinhalten eine oder eine Kombination der folgenden Funktionen:

• gasbefeuertes Sorptionskühlgerät;
• gasbefeuertes Sorptionskühl-/heizgerät;
• gasbefeuerte Sorptionswärmepumpe.

Die Norm gilt für Geräte mit Abgassystemen der Bauraten B und C sowie für Geräte zur Aufstellung im Freien. Sie gilt nicht für Klimaanlagen. Sie gilt ausschließlich für Geräte mit

• integrierten Brennern, gesteuert mittels Feuerungsautomaten;
• geschlossenen Kühlkreissystemen, in denen das Kühlmittel nicht direkt mit dem / der zu kühlenden oder zu erwärmenden Wasser / Sole oder Luft in Berührung kommt;
• mechanischen Einrichtungen zur Unterstützung der Verbrennungsluft- und/oder Abgasführung.

Die Normenreihe wurde neu strukturiert und ergänzt. Inhaltlich werden behandelt:

• Begriffe;
• Klassifizierung;
• Prüfbedingungen;
• Messungen;
• Prüfverfahren;
• Kennzeichnung und Dokumentation.

Die normativen Anhänge A, B und F enthalten Aussagen zu:

• Bestimmung des Wirkungsgrades der Flüssigkeitspumpe;
• Korrektur der elektrischen Leistungsaufnahme und Leistungskorrektur zur Berücksichtigung in der elektrischen Leistungsaufnahme sowie der gemessenen Heiz-, Kühl- Wärmerückgewinnungsleistung;
• Messung im Betriebszustand Ein / Aus.

Die informativen Anhänge C bis E, G beschreiben:

• Primärenergieeffizienz – Berechnung für einen einzelnen Betriebspunkt;
• Prüfungen der Heizleistung – Flussdiagramm und Beispiele für verschiedene Prüffolgen;
• direktes Verfahren für Luft / Wasser (Sole)- und Wasser (Sole) / Wasser (Sole)- Geräte;
• Prüfbericht.

Die informativen Anhänge ZA bis ZC beschreiben die Zusammenhänge der Norm mit entsprechenden europäischen Verordnungen

Energieeffizienz von Heiz- und Wärmepumpensystemen

Der Entwurf der DIN EN 15316 Blatt 4-2 vom April 2022 in deutscher und englischer Fassung ersetzt die Ausgabe vom September 2017 und befasst sich im Rahmen von Verfahren zur Berechnung der Energieanforderungen und Nutzungsgrade der Anlagen mit der Wärmeerzeugung für die Raumheizung, auch durch Wärmepumpensysteme.

Der Normentwurf behandelt konkret Wärmepumpen für die Raumheizung, Wärmepumpen-Warmwasserbereiter (HPWH) und Wärmepumpen für die kombinierte Nutzung zur Raumheizung und Trinkwassererwärmung im Alternativ- oder Simultanbetrieb, bei denen die zur Deckung des Bedarfs für die Raumheizung und die Trinkwassererwärmung erforderliche Wärme von ein und derselben Wärmepumpe geliefert wird.

Die Norm stellt ein Berechnungsverfahren für Beharrungsbedingungen zur Verfügung, das einem Berechnungsschritt entspricht. Die Ergebnisse dieser Berechnung werden in größere Gebäudemodelle einbezogen und tragen dem Einfluss der äußeren Bedingungen und der Gebäudeleittechnik Rechnung, soweit diese Einfluss auf die Energieanforderungen des für Heizzwecke verwendeten Wärmepumpensystems haben.

Der Normentwurf legt die für die Erzeugung der für die Raumheizung und Trinkwassererwärmung abzugebenden Wärmeleistung einschließlich der Regelung folgendes fest:

• erforderliche Eingaben;
• ein Berechnungsverfahren;
• sich ergebende Ausgaben.

Alle Festlegungen gelten für die folgenden Wärmepumpensysteme:

• elektrisch angetriebene Kompressionswärmepumpen (VCC);
• verbrennungsmotorisch angetriebene Kompressionswärmepumpen;
• thermisch angetriebene Dampfabsorptionswärmepumpen (VAC).

Nicht behandelt werden die Dimensionierung oder Inspektion von Wärmepumpen.

Der Normentwurf behandelt Wärmeerzeuger für die Raumheizung oder für die kombinierte Nutzung zur Raumheizung und Trinkwassererwärmung. Ausschließlich zur Trinkwarmwassererzeugung dienende Erzeuger werden In Modul M 8-8 thematisiert. Inhaltlich werden behandelt:

• Begriffe;
• Symbole und Abkürzungen;
• Beschreibung der Verfahren;
• Berechnungsverfahren;
• Qualitätskontrolle, Konformitätsprüfung.

Der normative Anhang A behandelt eine Vorlage für die Eingabedaten. Die informativen Anlagen B bis E beschreiben:

• Standardwerte;
• Berechnung-Ablaufdiagramm;
• Beispiele für ausgefüllte Interpolationsmatrizen (Weg A);
• Berechnungsbeispiele für Weg B.

Es wurden folgende Änderungen an der Norm vorgenommen:

• Berücksichtigung mehrerer Arten von Wärmepumpen;
• Verfahren B wurde zurückgezogen;
• die Wege  A und B wurden geprüft und in einen eindeutigen Rahmen integriert;
• Aktualisierung der Anhänge A und B.

So werden RLT-Geräusche erzeugt und gemindert

Die VDI 2081 Blatt 1 vom April 2022 befasst sich mit der Geräuscherzeugung und Lärmminderung in der Raumlufttechnik. Die Norm gilt für alle RLT-Anlagen, die der Lüftung oder Klimatisierung von Aufenthalts- und Arbeitsräumen dienen. Sie bezieht sich auf die im Zusammenhang mit der Errichtung solcher Anlagen zu stellenden schallschutztechnischen Anforderungen und die dafür zu treffenden Maßnahmen. Sie bezieht sich nicht auf Maßnahmen an der Baukonstruktion, in der die RLT-Anlagen installiert sind. Detailliert werden behandelt:

• Begriffe;
• akustische Grundlagen;
• Allgemeines;
• Richtwerte für den maximalen Schalldruckpegel;
• Ermittlung des Ventilatorgeräuschs;
• Ermittlung der Geräusche von raumlufttechnischen Geräten;
• Ermittlung der Schallleistung von Leitungsnetzen;
• Abschätzung der in der Anlage zu erwartenden Schallpegelsenkung;
• Schallausbreitung;
• Ermittlung der erforderlichen Schallschutzmaßnahmen.

Effizienz von Strahlventilatoren klassifizieren

Der Effizienzklassifizierung von Strahlventilatoren widmet sich die DIN EN ISO 12759 Blatt 5 vom April 2022. Die Norm legt die Anforderungen für die Klassifizierung der Ventilatorwirkungsgrades für Strahlventilatoren jeglicher Bauart fest, die von Motoren mit einer elektrischen Eingangsleistung im Bereich von 5,5 bis 155 kW angetrieben werden. Die Norm beschreibt eine Reihe von Verfahren zur Klassifizierung des Wirkungsgrades eines Ventilators oder zur Anwendung eines Mindesteffizienzgrades. Sie gilt nicht für Strahlventilatoren für den Einsatz in geschlossenen Parkhäusern. Detailliert behandelt werden:

• Begriffe;
• Einheiten und Symbole;
• Einbau des Ventilators;
• Wirkungsgrad und Toleranz;
• Bemessungsdaten.

Die informativen Anhänge A und B behandeln:

• Berechnung des Wirkungsgrades von Strahlventilatoren;
• Bestimmung der Wirkungsgradklasse für einen Strahlventilator.

Ventilator-Lüftung von Bädern und Toiletten

Die DIN 18017 Blatt 3 vom Mai 2022 ersetzt die Normausgabe vom Mai 2020 und beschreibt die auf Ventilatoren gestützte Lüftung von Bädern und Toilettenräumen ohne Außenfenster in Wohnungen und in ähnlichen Aufenthaltsbereichen, wie z. B. Wohneinheiten in Hotels. Andere Räume innerhalb von Wohnungen, z. B. Küchen oder Bäder, Kochnischen, Hausarbeits- oder Abstellräume, können ebenfalls mit Anlagen gemäß dieser Norm entlüftet werden.

Die Norm setzt voraus, dass ein dem Abluftvolumenstrom entsprechender Außenluftvolumenstrom über Undichtheiten in der Gebäudehülle und / oder über Außenbauteil-Luftdurchlässe vom Freien über die Wohn- und Aufenthaltsräume bzw. über eine Zuluftleitung direkt in die Ablufträume nachströmen kann. Inhaltlich werden behandelt:

• Begriffe;
• Art der Anlagen und ihre Betriebsweise;
• grundsätzliche Anforderungen;
• anlagenspezifische Anforderungen;
• Prüfung von Ventilatoren und Lüftungsgeräten;
• Außen- und Überström-Luftdurchlässe und Abluftventile;
• Übergabe, Instandhaltung (Wartung) und Instandsetzung.

Die informativen Anhänge A bis C enthalten Aussagen zu:

• Übergabe / Übernahme (Abnahme);
• Instandhaltung (Wartung);
• planmäßige Mindest-Abluftvolumenströme (Visualisierung).

Es wurden folgende Änderungen vorgenommen:

• neuer Anhangs C;
• die Nachströmung der Außenluft vom Freien in die Wohn- und Aufenthaltsräume wurde dem heute gegebenen Stand an die Dichtheit der Gebäudehülle angepasst. Dazu wurde das in der DIN 1946 Blatt 6 beschriebene Verfahren angepasst.

Luftqualität und entsprechende Filterleistung

Der Entwurf der DIN ISO 16000 Blatt 44 vom Mai 2022 in deutscher und englischer Fassung beschreibt Prüfverfahren zur Messung der wahrgenommenen Innenraumluftqualität. Entsprechende Ergebnisse werden bei der Prüfung der Leistung von Gasphasen-Luftfiltern herangezogen.

Der Normentwurf legt ein allgemeines Laborprüfverfahren zur Messung empfundener Luftqualität fest, welches zur Darstellung der Leistung von Luftfiltern für Schadstoffe in der Gasphase angewendet wird. Die empfundene Luftqualität wird von einer Prüfgruppe (Pane) bewertet. Inhaltlich werden beschrieben:

• Begriffe;
• Kurzbeschreibung;
• Geräte, Material und sensorische Prüfgruppe;
• Prüfbedingungen;
• Vorbereitung;
• Prüfverfahren;
• Beurteilung;
• Prüfbericht.

Der normative Anhang A beschreibt das Qualitätssicherungs- und Qualitätskontrollsystem und der informative Anhang B die Prüfbedingungen für die Prüfkammer und die Leistung des Luftreinigers.

Der Autor Prof. Dr.-Ing. (em.) Achim Trogisch ist an der HTW Dresden an der Fakultät Maschinenbau tätig.