GEG 2024: Anerkennung der Elektrodirektheizung als Erfüllungsoption
Jetzt ist es amtlich: Elektro-Direktheizungen erfüllen gemäß der gerade verabschiedeten Novelle des Gebäudeenergiegesetzes pauschal die verpflichtende 65 %-Regel für erneuerbare Energien. Dieser Teil des GEG gilt als das Herzstück der Energiewende im Wärmesektor auf dem Weg zur Klimaneutralität bis 2045. Mit den hochwertigen Infrarot-Heizelementen von Vitramo können die erforderlichen zukunftssicheren Lösungen installiert werden.
Die elektrische Infrarot-Strahlungsheizung ist in der Anschaffung meist die günstigste Heizungslösung überhaupt. Denn im besonders gut gedämmten Neubau bleibt ihr Kostenvorteil als Alleinheizung über die gesamte Nutzungsdauer erhalten, vor allem in der Kombination mit Photovoltaik. Auch in Hybridheizsystemen und bei der Heizungssanierung sowie als ergänzende Wärmequelle kann die elektrische Strahlungsheizung ihre Vorzüge künftig weiter entfalten. Daher gilt sie als attraktive Alternative zu kostspieligen Heizsystemen wie der Wärmepumpe.
Für selbst genutzte Ein- und Zweifamilienhäuser gibt es keinerlei Einschränkung. Bei Mehrfamilien-Neubauten und bei Bestandsgebäuden mit wasserbasiertem Heizsystem ist die Verwendung einer Stromdirektheizung möglich, wenn der bauliche Wärmeschutz die Neubauanforderung nach §§ 16 und 19 GEG um mindestens 45 % übertrifft. Das entspricht dem Effizienzhaus 40. Bei Bestandsgebäuden ohne wasserbasiertes Heizsystem muss der bauliche Wärmeschutz um mindestens 30 % über der Neubauanforderung liegen, das entspricht dem Effizienzhaus-Standard 55.
Zudem weisen Vitramo-Heizelemente einen hohen Strahlungswirkungsgrad gemäß der Norm IEC 60675-3 auf. Dieser gewährleistet, dass die Nutzer bestmöglich und effizient von der angenehmen Strahlungswärme profitieren. Vorteilhaft ist überdies die Kombination mit eigener Stromgewinnung durch eine Photovoltaikanlage.
Solarstromheizung
…ist die Kombination aus Infrarotheizung und Photovoltaikanlage (PV) Anlage. Eine Solarstromheizung nutzt zu mehr als 50% selbst erzeugten Strom, um behagliche Infrarotwärme zu erzeugen.
Strom, der auf dem Dach durch die eigene PV-Anlage erzeugt wird, muss nicht aus dem öffentlichen Stromnetz fremdbezogen werden. In den Räumen wandeln hocheffiziente und kostengünstige Infrarotheizelemente den Strom zu 100% in Wärme um und erreichen - an der Decke oder der Wand montiert - einen Strahlungsanteil von bis zu 80%. Die erzeugte Wärmestrahlung erwärmt primär die Wände, die den Raum umschließen und den Fußboden.
In der Regel reicht ein um bis zu 50% geringer angesetzter Heizwärmebedarf aber nicht aus, um den Vorgaben der EnEV hinsichtlich des Primärenergiebedarfs zu entsprechen, wenn nicht zusätzliche Erträge aus Erneuerbaren Energien – vorzugsweise Photovoltaik – erzeugt und genutzt werden. Die Leistung der PV-Anlage ist dabei so zu bemessen, dass die daraus entstehenden Erträge, monatsweise bilanziert, ausreichen, den Heizwärmebedarf der Infrarotheizung wenigstens zu 50% zu decken. Aufgrund der „Rahmenbedingungen“ ist es ohnehin wirtschaftlich, alle verfügbaren Flächen mit PV-Modulen zu belegen.
Der Grundgedanke dabei ist: Den in unmittelbarer Nähe erzeugten PV-Strom in großem Maße selbst zu nutzen, da der eingesparte Fremdbezug höher ist als die Einspeisevergütung ins öffentliche Netz. Die Rechnung ist einfach: je mehr selbst produzierte Energie selbst genutzt wird, desto höher ist der zusätzlich erzielte Vorteile.
Da der haushaltsübliche Bedarf an elektrischer Energie, wenn diese nicht zu Heizzwecken genutzt wird, vergleichsweise gering ist, bietet das Vitramo-Heizsystem gerade im Frühjahr und Herbst eine überzeugende Möglichkeiten, diesen Vorteil in hohem Maße zu nutzen.
Kombiniert man beispielsweise eine Energie effiziente Gebäudehülle mit einer Vitramo-Infrarotheizung und einer PV-Anlage, so ist diese Kombination in Effizienz und Komfort von keinem anderen Heizsystem zu übertreffen, das über eine Amortisationszeit von 20 Jahren gleich günstig oder gar günstiger wäre.
So funktioniert es:
Der von der PV-Anlage (1) erzeugte Gleichstrom wird durch den integrierten Wechselrichter im Energiemanager (2) in Wechselstrom umgewandelt. Der Energiemanager sorgt dafür, dass die aktuell nicht benötigte Strommenge im Speicher (3) abgelegt wird.
Bevor der produzierte Strom in den Kreislauf gelangt, wird die Strommenge am Solarstromzähler (4) erfasst. Bei Sonnenschein und vollem Speicher wird die übrige Strommenge in das öffentliche Netz eingespeist. Ist der Speicher leer und die PV-Anlage kann den Bedarf allein nicht decken wird aus dem öffentlichen Netz Strom bezogen. Die Strommengen, die in das oder aus dem öffentlichen Netz fliesen zählt der Einspeise-/Bezugszähler (5). Danach fliest der Bedarfsstrom über den Verteiler (6) an das Vitramo Heizsystem (7) und weitere Verbraucher (8).
Auch wenn es für vor dem 01.09.2009 und nach dem 31.03.2012 in Betrieb genommene Anlagen keine Vergütung mehr für den Eigenverbrauch gibt, lohnt es sich den Strombezug aus dem Netz zu sparen. Hinzu kommt, dass die Stromspeicher, die den Eigenverbrauch noch steigern können, preislich immer attraktiver werden.
Natürliche Dampfbremse
Warme Wände sind besser als heiße Luft
weil der Temperaturunterschied zwischen Wand und Raumluft wie eine natürliche Dampfbremse wirkt. Solange die Wand wärmer ist als die Raumluft, wird aus der Luft kein Wasserdampf in die Wand eingetragen und die Wand bleibt trocken. Obwohl die Temperaturdifferenz zwischen innerer und äußerer Gebäudehüllfläche zunimmt, nimmt der Wärmeverlust durch die Wand (Transmission) insgesamt ab. Unter diesen Bedingungen sinkt der Heizwärmebedarf gerade in dampfdiffusionsoffenen Gebäuden um bis zu 50 % ab, vorausgesetzt die Gebäudehülle ist in Takt und weist keine baulichen Mängel auf.
Vorteil der Infrarotheizung gegenüber der Konvektionsheizung Wärmeabgabesysteme wie Heizkörper, die zu mehr als 80% die Luft im Raum erwärmen und nicht primär die Wände, schaffen die Bedingungen für den „Temperatursprung“ und damit für eine natürliche Dampfbremse nicht. Dadurch nimmt im Verlauf der Heizperiode die Dämmwirkung ab und die Wandoberflächen werden immer „kälter".
Die Folge: es wird noch mehr Wasserdampf in die Wand eingebracht. Flächenheizungen wie die Wand-, Decken- oder Fußbodenheizung haben je nach Oberflächentemperatur zwar genügend Strahlungsanteile, die die Oberflächen im Raum ansprechen, dennoch ist meistens die Intensität der Strahlung solcher Wärmeabgabesysteme zu gering, um den „Sprung" zu erreichen.
Im Bereich von Außenwänden, an denen mehr Wärme verloren geht (Wärmesenken) muss auch mehr Wärme nachgeführt werden. Da eine Flächenheizung die Wärme gleichmäßig an den Raum abgibt, kommt es zu einer ungleichmäßigen Temperaturverteilung an den Wandoberflächen. Anstatt mittels großen erwärmten Heizflächen die Wärme gleichmäßig zu übertragen, ist es deshalb effizienter die Wärmesenken gezielt zu erwärmen, damit sich die unterschiedlichen Temperaturniveaus der Wandoberflächen einander angleichen.
Wärmeabgabe an den Raum
Anders als bei der reinen Wärmeerzeugung wird die Art und Weise der Wärmeabgabe an den Raum weder in der Heizlastberechnung noch in der Energieeinsparverordnung berücksichtigt – obwohl die Eigenschaften verschiedener Wärmeabgabesysteme großen Einfluss auf Energieverbrauch und Behaglichkeit haben:
Konventionelle Wärmeabgabesysteme
Unabhängig vom Wärmeerzeuger wird Wärme entweder durch warme Oberflächen wie die eines Heizkörpers oder durch einströmende Warmluft an einen Raum abgegeben.
Im Falle der einströmenden Warmluft erfolgt die Wärmeübertragung ausschließlich durch Vermischen der warmen Zuluft mit der kühlen Raumluft. Das Gebläse im Auto arbeitet auch nach diesem Prinzip und sorgt so schnell für warme Luft im Fahrgastraum. Die Oberflächen wie beispielsweise Innenraumverkleidungen werden dabei erst durch den Kontakt mit der Luft erwärmt. Da die meisten Bauteile des Fahrgastraumes ständig von der Außenluft berührt werden und weder gute Dämm- noch Speichereigenschaften aufweisen, bleiben diese eher kühl. Um dies auszugleichen und nicht zu frieren, muss das Gebläse an kalten Tagen ständig heizen, was aufgrund der trocknen Luft und der damit verbundenen hohen Luftbewegung zu Unbehagen führt.
In warmluftbeheizten Gebäuden ist es ähnlich, nur kommt noch hinzu, dass in Abhängigkeit zur Heizlast des Gebäudes die Wandoberflächen der inneren Hüllfläche unterschiedliche Temperaturniveaus aufweisen. Je schlechter ein Gebäude gedämmt ist, umso höher ist nicht nur die Heizlast, sondern umso größer werden auch die Temperaturunterschiede an der inneren Hüllfläche, ganz abgesehen von der hohen Luftwechselrate und der hohen Temperatur der eingeblasenen Warmluft.
In sehr gut gedämmten Gebäuden kann der Grundwärmebedarf durch eine kontrollierte Wohnraumlüftung in Kombination mit einer Kleinwärmepumpe über die Zuluft gedeckt werden. Solange die Bewegung und die Temperatur der einströmenden Luft noch als behaglich empfunden werden.
Warme Oberflächen übertragen Wärme sowohl mittels Konvektion an die Raumluft als auch mittels Infrarotstrahlung an die innere Hüllfläche des Raumes. Ob dabei die Strahlung oder die Konvektion überwiegt, ist im Wesentlichen von der Orientierung (wie ist die Oberfläche dem Raum zugewandt), der Abmessung, der Oberflächentemperatur und dem Abstrahlungsvermögen der Oberfläche dem sogenannte Emissionsgrad abhängig.
Ein Heizkörper beispielsweise bietet bedingt durch seine spezielle Bauform – zwei Platten sind durch viele Lamellen verbunden – der Raumluft eine große „Angriffsfläche“. Die dem Raum zugewandte strahlende Oberfläche ist im Verhältnis dagegen eher klein. Dadurch verliert ein Heizkörper ca. 85 % seiner Wärme auch direkt über Konvektion an die Raumluft. Die Wirkungsweise ähnelt daher eher einer Luftheizung, mit dem Unterschied, dass keine Zuluft einströmt, sondern die erwärmte Luft im Raum zirkuliert. Dabei wird der Mensch in der Raummitte von warmer Luft „umspült“ und die innere Hülle bleibt kühl.
Flächenheizungen wie Fußboden/- oder Wandheizung arbeiten mit großen temperierten Oberflächen und einem Temperaturniveau, das nur wenig über der eigentlichen Raumtemperatur liegt.
Obwohl der Strahlungsanteil deutlich höher ist als beim Heizkörper, ist die Intensität der Strahlung bedingt durch die niedrige Oberflächentemperatur sehr gering. Da meist nur eine Oberfläche andere Oberfläche im Raum ungleichmäßig anstrahlt, kommt es auch hierbei zu Temperaturunterschieden an der inneren Hüllfläche. Eine Fußbodenheizung beispielsweise strahlt die Decke an und erhöht deren Oberflächentemperatur unnötig.
Da sich die Luftmoleküle aufgrund der geringen konvektiven Erwärmung vermehrt an den anderen Oberflächen der inneren Hüllfläche erwärmen, und diese unterschiedliche Temperaturniveaus aufweisen, kommt es außerdem zu leichten Luftbewegungen. In jedem Fall schichtet sich die Raumluft und die warme Luft sammelt sich unter der Decke. Hinzukommt, dass die tiefstehende einfallende Wintersonne den Boden unkontrolliert erwärmt und die Fußbodenheizung aufgrund Ihrer Trägheit sich den wechselnden Bedingungen nur langsam anpassen kann.
Strahlungsorientiert arbeitende Vitramo-Heizelemente
Strahlungsorientiert arbeitende Vitramo-Heizelemente bieten der Raumluft wenig Oberfläche und sind rückseitig so gedämmt, dass möglichst viel Wärme an der dem Raum zugewandten Oberfläche „ansteht“.
Das Strahlungsheizgerät ist nicht etwa Bestandteil der Raum-Hüllfläche, die sie erwärmen soll, sondern vielmehr liegt es vorzugsweise zum Raum frei und strahlt in den Raum.
Unvermeidbar ist, dass sich bei wandhängenden Geräten nach kurzer Zeit auch eine Strömung aufbaut. Der verbleibende Strahlungsanteil ist aufgrund der kleineren Oberfläche gegenüber dem normalen Heizkörper jedoch deutlich höher. Strahlungsanteil und -/Intensität reichen bei entsprechender Auslegung (Orientierung, Anzahl…) bereits aus, um Oberflächen im Raum gezielt so anzusprechen, dass eine gleichmäßige Erwärmung dieser Oberflächen möglich ist.
Die Raumluft wird erst im Kontakt mit den Oberflächen erwärmt. Die Hüllfläche selbst bleibt trocken (kein Schimmelbefall), der Taupunkt verschiebt sich weiter nach außen.
Vitramo Decken-Heizelemente, die aufgrund Ihrer besonderen Bauart, der relativ hohen Betriebstemperatur und der Orientierung zum Boden noch weniger Konvektion erzeugen, können bei fachgerechter Auslegung die inneren Hüllfläche differenziert so erwärmen, dass sie untereinander keine Temperaturunterschiede bzw. nur geringe Temperaturunterschiede aufweisen.
Bei Heizgeräten, die auf die Decke geschraubt oder in die Decke integriert sind, baut sich - solange nicht gelüftet wird und das Heizelement nicht im Strömungsbereich einer Lüftung liegt - keine Strömung auf, da die Luftmoleküle aufgrund ihrer thermischen Eigenschaften an die warme Oberfläche des Heizgerätes gedrückt werden und somit keine kühlen Luftmoleküle nachströmen können. Dadurch wird Konvektion weitgehend vermieden und bis zu 80% der Wärmeenergie mittels Wärmestrahlung an die innere Hüllfläche übertragen. Die Luftbewegungen im Raum werden durch das Strahlungsheizsystem ebenfalls gering gehalten. Trockene Heizungsluft stellt sich nicht ein.
Im normalen konvektiven Heizbetrieb ist ein solcher Temperaturabgleich der Oberflächen nicht möglich, da durch die Konvektion bestimmte Abschnitte der Raum-Hüllfläche besonders aufgeheizt werden, hingegen andere kühl bleiben.
Durch gezielt eingesetzte Strahlung kann nicht nur die innere Hüllfläche differenziert erwärmt werden, sondern auch das Individuum. Bei entsprechender Ausrichtung kann durch die empfundene Strahlungstemperatur eine deutlich niedrigere Temperatur der Umgebungsluft ausgeglichen werden. Gerade in den Übergangsjahreszeiten führt die Bereichsweise Erwärmung ständiger Aufenthaltsbereiche wie eine Sitzecke oder der Schreibtisch zu Energieeinsparungen.
Darüber hinaus bieten strahlungsorientiert arbeitende Vitramo-Heizelemente im Zusammenspiel mit der Gebäudehülle große Einsparpotenziale:
Diffusionsoffene, leichte Wandkonstruktionen wie beispielsweise Sandsteinwände, Porenbeton lassen raumseitig eingetragene Strahlungswärme an der inneren Hüllfläche so anstehen, dass die Raumluft sich daran erwärmen kann. Dadurch, dass die Wand nun wärmer ist als die Luft, nimmt der Diffusionsdruck ab und es gelangt weniger Feuchtigkeit in die Wand. Die Dämmfähigkeit der Wand bleibt über die gesamte Heizperiode stabil und führt zu einem um bis zu 50 % geringeren Wärmebedarf gegenüber konvektiv arbeitenden Wärmeabgabesystemen.
Thermische Strahlung vs. Konvektion
Jede Oberfläche, die wärmer ist als der absolute Nullpunkt gibt Wärmestrahlung im Infrarotbereich ab, wobei die Intensität der Strahlung mit zunehmender Temperatur steigt. Thermische Strahlung, auch als mittleres Infrarot bezeichnet, ist eine elektromagnetische Welle aus dem Spektralbereich der Wärmestrahlung. Die Temperatur der Oberfläche liegt zwischen 60 und 1000 Kelvin, also bei rund minus 213°C bis plus 727°C.
Sowohl unsere Umgebung als auch unsere Hautoberfläche strahlen also im mittleren Infrarotbereich. Genauso wie die Vitramo-Infrarotheizgeräte mit einer Oberflächentemperatur von 80 – 350°C je nach Bauart. Trifft die Wärmestrahlung auf eine andere Oberfläche, so kollidiert die elektromagnetische Welle mit den atomaren Bausteinen des anderen Körpers und wird absorbiert oder reflektiert. Manche Moleküle lassen Strahlung aber auch einfach durch sich hindurch gehen.
Die Energiezunahme, die ein Körper erfährt, wenn er Strahlung absorbiert, bewirkt eine Erhöhung seiner Temperatur. Damit erhöht sich aber auch seine ausgestrahlte Energie an die Umgebung. Die aufgenommene Energie wird aber auch als Wärme im Körper weitergeleitet. Wieviel Wärmeenergie ein Körper aufnehmen, ausstrahlen oder zurückwerfen kann, ist von der Temperatur und der Beschaffenheit seiner Oberfläche abhängig. Körper mit einer idealen matt-schwarzen Oberfläche - auch schwarze Körper genannt - können Wärmestrahlung zu 100% aufnehmen (absorbieren), aber auch genauso gut wieder an die Umgebung ausstrahlen (emittieren). Völlig blanke, spiegelnde Oberflächen hingegen reflektieren die Strahlung und können keine Wärme ausstrahlen. Jede Oberfläche wird an diesen idealen Oberflächen gemessen. Der daraus resultierende sogenannte Emissionsgrad bzw. Absorptionsgrad und der Reflexionsgrad werden prozentual oder mit einem Faktor angeben.
Wärme wird aber nicht nur durch Strahlung übertragen. Oberflächen werden auch von Fluiden beispielsweise der Luft berührt. Die Wärme wird dabei an der Grenzschicht also am Übergang von der Oberfläche zur Luft übertragen. Dabei ändern die Luftmoleküle ihre Dichte und werden je nach dem in welche Richtung das Temperaturgefälle zeigt, leichter oder schwerer. Bedingt durch die Anziehungskraft der Erde fangen die Moleküle an zu strömen – Konvektion entsteht. Je nach Strömungsgeschwindigkeit und Temperaturunterschied wird mehr oder weniger Wärme an das Luftmolekül übertragen. Je mehr Energie konvektiv an die Luft übertragen wird, umso weniger kann die Oberfläche selbst Wärme ausstrahlen. Auch ein idealer schwarzer Körper strahlt nun weniger Wärme aus, weil die Temperatur an der Oberfläche durch die Wärmeübertragung an die Luft sinkt.
Im welchem Verhältnis Strahlung und Konvektion zueinander stehen wird bei Heizoberflächen mit dem Strahlungswirkungsgrad angegeben. Dieser Wert gibt an, wie viel Wärmeenergie von der in den Raum orientierten Oberfläche als Strahlung abgegeben wird.
Ersatz Nachtspeicherheizung
Vitramo bietet Ihnen drei wesentliche Vorteile beim Austausch Ihrer Nachtspeicherheizungen gegen eine Vitramo Infrarotheizung.
Vermeidung von Schimmelpilz
Bei herkömmlichen Heizungen ist die Raumluft wärmer als die Wand. Die warme Luft enthält Wasserdampf/Feuchtigkeit.
Je wärmer die Luft, desto mehr Wasserdampf kann sie bis zur Sättigung aufnehmen. Streicht die erwärmte zirkulierende Raumluft an den Wänden vorbei, so kühlt sie ab und ein Teil des Wasserdampfes kondensiert an den kälteren Wänden zu Wasser. Die Wände werden feucht. An besonders kalten Oberflächen, z.B. an schlecht gedämmten Außenwänden, findet eine stärkere Kondensation mit vermehrter Durchfeuchtung statt. Dort entsteht der Schimmelpilz zuerst.
Nun soll kräftiges Lüften helfen. Natürlich trocknet eine feuchte Stelle etwas, wenn der Wind durch den Raum pfeift. Aber es kühlen dadurch auch die noch mehr Wände ab. Dann erwärmt sich die Raumluft wieder. Die warme Luft nimmt wieder Wasserdampf auf, der wieder an den kälteren Wänden kondensiert. Der Kreislauf beginnt von vorn.
So ist es besser:
Weil die Infrarot-Strahlungswärme die Wände mehr erwärmt als die Raumluft, kann diese an den Wänden nicht abkühlen. Folglich kondensiert auch kein Wasserdampf! Darüber hinaus sorgt die Infrarot- Strahlungswärme dafür, dass die Wand sogar Feuchtigkeit an die Luft abgeben kann und dabei trocknet
Regelung nach thermischer Behaglichkeit
Das Wärmeempfinden von Personen wird nicht nur durch die Temperatur der Raumluft, sondern auch durch die der Oberflächen in einem Raum erheblich beeinflusst. Jede Oberfläche eines Körpers also auch eine Wand gibt entsprechend seiner absoluten Temperatur und seines Abstrahlungsverhaltens eine bestimmte Menge Wärmeenergie als Infrarot-Strahlung an die Umgebung ab. Alle Oberflächen in einem Raum stehen in permanentem Strahlungsaustausch zueinander.
Auch der Mensch nimmt daran teil, wenn er den Raum betritt. Da der Mensch in Wohnräumen meist eine höhere Oberflächentemperatur aufweist als die meisten anderen Oberflächen, verliert er permanent Wärme, sowohl durch Strahlung als auch im Kontakt mit der Raumluft durch Konvektion. Nimmt die Temperatur einer Oberfläche beispielsweise deshalb ab, weil die Oberfläche zu einer Außenwand gehört, die im Winter die Wärme nach draußen leitet, nimmt auch die raumseitig orientierte Strahlungsleistung ab.
Irgendwann reicht dann die eigene Wärmeproduktion nicht mehr aus und der Raum muss mit Wärme versorgt werden. Führen wir dem Raum nun die Menge an Energie zu, die durch diese Außenwand verloren gegangen ist, so ist rein rechnerisch der Wärmebedarf gedeckt. Meist wird die Energie aber nicht an der Stelle wieder zugeführt, an der sie auch verloren gegangen ist.
Nähern wir uns nun dieser kalten Oberfläche, nimmt der Einfluss der anderen Wände immer mehr ab und die verbleibende Wärmestrahlung der Außenwand reicht nicht aus, um unseren Wärmehaushalt im Gleichgewicht zu halten. Da Menschen hinsichtlich ihres Wärmeempfindens nicht zwischen Strahlung und der sie umgebenden Luft unterscheiden können, entsteht deshalb vor dieser kalten Wand oft der Eindruck, als ob es zieht und die Wand oder das Fenster undicht sind, nur weil weniger Wärmestrahlung von der Wand ausgeht.
Es könnte also sein, dass die raumseitige Oberfläche nach wie vor kalt bleibt und eine andere Wand oder die Raumluft dafür wärmer geworden ist. Damit überhaupt ein angenehmes Raumklima entstehen kann, ist es unbedingt nötig, zunächst die Temperaturniveaus der jeweiligen Raumoberflächen (Boden, Wände, Decke) einander so anzugleichen, dass diese kaum noch Unterschiede aufweisen. Im rein konvektiven Heizbetrieb ist ein solcher Ausgleich nicht möglich, da durch die Konvektion bestimmte Abschnitte der Raum-Hüllfläche besonders aufgeheizt werden, hingegen andere kühl bleiben.
Nur Strahlungsheizgeräte können Abschnitte der inneren Hüllfläche differenziert so erwärmen, dass sie untereinander keine Temperaturunterschiede bzw. nur geringe Temperaturunterschiede aufweisen. Entscheidend für die thermische Behaglichkeit ist das uns umgebene Klima bezogen auf die gefühlte Temperatur. Dabei wird das Raumklima durch die operative Temperatur, nämlich dem Mittelwert aus Luft- und Strahlungstemperatur der Oberflächen der inneren Hüllfläche sowie der relativen Luftfeuchtigkeit und der Luftbewegung bestimmt. Die körperliche Aktivität und die Kleidung können bei normaler Raumnutzung vorgegebenen sein, sodass nur die für das Raumklima relevanten Daten zur Bestimmung der Behaglichkeit als Variable eingehen.
Beurteilt wird das Raumklima und damit auch die Behaglichkeit nach dem sogenannten PMV-Index. Dieser Index ist das vorausgesagte mittlere Votum, einer großen Personengruppe anhand einer 7-stufigen Klima-/Behaglichkeitsbeurteilungsskala. Der PMV-Index beruht auf dem Wärmegleichgewicht des menschlichen Körpers. Das thermische Gleichgewicht ist erreicht, wenn die im Körper erzeugte Wärme gleich der an die Umgebung abgegebenen Wärme ist. In diesem Fall ist der PMV-Index 0 und wird neutral bezeichnet. Der Index kann von neutral abweichen, und zwar über die Stufen +/-0,5, +/-1, +/-2 und +/-3, die unter anderem leicht warm/kühl, warm/kühl bzw. heiß/kalt symbolisieren. Eine Regelung muss nicht gleich exakt danach arbeiten, es reicht eventuell aus, eine vereinfachte andere Grundlage der Wärmeberechnung und Steuerung zugrunde zu legen, und insbesondere auf den Strahlungsabgleich abzustellen.
Zu betonen ist, dass dieser Strahlungsabgleich auch zusätzlich zur Klima- oder Behaglichkeitsberechnung nach der DIN EN ISO 7730 herangezogen werden kann. Dieser Strahlungsabgleich, sieht vor, dass die Temperaturdifferenz zwischen den verschiedenen Oberflächen der inneren Hüllfläche maximal 5°C, vorzugsweise maximal 3°C beträgt. Dies wird durch die Strahlungsheizgeräte erreicht, die die unterschiedlichen Temperaturniveaus ausgleichen, z. B. die Temperaturen einer Fensterfront verglichen mit einer Innenwand. Darüber hinaus kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass das Strahlungsheizsystem die Hüllflächen so aufheizt, dass die Differenz zwischen der Oberfläche der Hüllfläche und der Raumluft kleiner gleich 4°C beträgt und/oder der Temperaturunterschied zwischen Fuß- und Kopfhöhe (ca. bei 1,75 m) kleiner gleich 3°C.
Die Aufgabe besteht darin ein Heizsystem für ein Gebäude mit entsprechender Steuerung- und Regelungstechnik bereitzustellen, das sehr energieeffizient arbeitet und dem Raum nur so viel Wärme zufügt, wie unbedingt nötig ist, damit sich der Mensch darin behaglich fühlt. Aus diesem Grund hat Vitramo ein „Strahlungsheizsystem für ein Gebäude sowie ein Verfahren zum Steuern eines Strahlungsheizsystems“ nach diesen Vorgaben entwickelt und unter „Patents Nr. 10 2009 51 187“ patentieren lassen.
Die Verarbeitungsvorgaben der Steuereinheit sind so veränderbar, dass von einem Neutralbereich des Klimas oder der Behaglichkeit, wie es zuvor definiert wurde, abweichende Wunschklima- oder Wunschbehaglichkeitsvorgaben als Sollwerte abspeichert werden können. Dadurch, dass in die Steuerung sowohl die Lufttemperatur als auch die Strahlungstemperatur der inneren Hüllfläche und die Luftfeuchtigkeit im Raum eingehen, ist es möglich, gezielt die gefühlte Wärme einer Person im Raum zu beeinflussen.
