Große Glasflächen: Temperierung durch FH und Bodenkanal- oder Wandheizung?
BAU-Forum: Fußbodenheizungen / Wandheizungen

Große Glasflächen: Temperierung durch FH und Bodenkanal- oder Wandheizung?

Hallo liebe Forumsteilnehmer,
wir stehen vor der Entscheidung, ob wir in unseren geplanten Wintergarten (thermisch nicht vom Wohnraum getrennt) eine Kombination aus Fußbodenheizung mit a) Bodenkanalheizung oder b) Wandheizung einbauen sollen?
Die Theorie:
a) aufsteigender Wärmeschleier, der die Kältestrahlung (laut Variotherm gibt's das ...) der Scheiben abschirmt.
b) gleichmäßige Strahlungswärme in Wohnzimmer und Wiga mit niedriger Lufttemperatur und geringer Konvektion.
Bei unserem Wiga habe ich die Befürchtung, dass bei a) der Coanda-Effekt teils nicht funktioniert, da im Giebel durchgängig ein 18 cm tiefes Board vorgesehen ist. Hier besteht m.E. die Gefahr, dass evtl. auftretendes Kondensat nicht "abgelüftet" werden kann.
Wir haben in BAU.DE irgendwo gelesen, dass bei eingebauten Wandheizungen die Oberflächentemperatur von verglasten Flächen nahezu der Raumlufttemperatur entsprechen würde. Und "Wärmeschutzglas" für Wärmestrahlung, also für langwellige Strahlung über 3000nm nahezu undurchlässig ist?
Es wäre jetzt natürlich noch gut zu wissen, wie die Energieverteilung / Wellenlänge von "Strahlungsheizsystemen" (Wand- / Fußbodenheizung (Wandheizung, Fußbodenheizung)) ist:
nahes Infrarot (800-5.000nm) ,
mittleres Infrarot (5.000-7000nm) ,
fernes Infrarot (7.000-20.000nm)?
Hat damit Jemand Erfahrungen?
Ganz herzlichen Dank für und viele Grüße
Martin
  • Name:
  • Herr MarPoe

  1. fragen ..

    statt Antworten (coanda? *grübel*):
    1. glasart, z.B. U-Wert?
    2. Bauweise (massiv, leicht)
    3. Lüftungsanlage?
    4. Größe der Glasflächen?
    5. Raumhöhe?

  2. Hier die Details

    Herzlichen Dank für die schnelle Antwort, da will ich mit Details nicht geizen ... :
    Wohnzimmer:
    7,70 m x 3,90 m (2,45 m hoch) erbaut 1956/57, zwei Außenmauern aus Hohlblocksteinen mit Verteilschichten aus Vollziegel, verputzt, innen Rigips mit glaube 1,5 cm Styropor (aus den 70igern), Gesamtdicke rd. 40 cm,
    Innenwände 11,5er Ziegel,
    voll unterkellert, Stahlbetondecken, auf der Außenseite mit 1/2 Stein abgemauert. Soll bis zum Rohbau / Rohdecke zurückgebaut werden.
    Maueröffnung zum Wintergarten:
    rd. 3,0 m breit und 2,10 m hoch, verbleiben ca. 11 m² geschlossenen Wandfläche für Wandheizung
    Wintergarten:
    L/B/H: 7,00 m x 4,50 m x 2,30/3,50 m (Traufe/First)
    mit der Giebelseite zum Wohnhaus angebaut,
    Wohnräume im darunterliegenden UGAbk.,
    Holz- / Aluwintergarten mit Wärmeschutzglas (alles U-Wert 1,1 W/m²K) mit Thermix-Randverbund (teils mit zusätzl. 6 mm VSG).
    Dachentlüfter Bene DL900 (max. 10-facher Luftwechsel pro Std.) mit automatischen Zuluftöffnungen.
    kplt. Dach- und Vertikalverschattung
    Ich hoffe, ich habe nichts vergessen und danke schon mal im Voraus ganz, ganz herzlich für jeden Tipp bei der Entscheidungsfindung!
    Viele Grüße
    Martin
    • Name:
    • Herr MarPoe

  3. Habe doch noch was vergessen: Erklärung Conda-Effekt

    Hallo Markus L. Sollacher,
    ich hatte noch die Erklärung zum Conda-Effekt vergessen. Ist nicht mein geistiger Erguss (Kältestrahlung), sondern habe ich von den I-Netseiten von Variotherm und steht mit gleichem Funktionsprizip auch bei Bodenkanalheizungen:

    "Die Funktion eines Schleiers ist klar: Er schirmt ab. Genau das tut auch der Warmluftschleier, der von Variotherm Heizleisten erzeugt wird. Dieser Warmluftschleier wird von den Heizleisten binnen kürzester Zeit entlang kalter Wände aufgebaut.
    Dadurch wird die Kältestrahlung der Wände abgeschirmt, gleichzeitig werden die Wände erwärmt.
    Heizung nicht in Betrieb. Temperatur:
    Wandoberfläche: +15 °C,
    Fenster innen +8 °C.
    Nach 5 Minuten Betrieb:
    Heizelement heizt, Wärmeschleier wärmt,
    Wandoberfläche hat bereits ca. +18 °C.
    Nach 15 Minuten Betrieb:
    Wandoberflächentemperatur bis Fensterbrüstung + 23 °C, Fensteroberfläche +12 °C.
    Nach 30 Minuten Betrieb:
    Gesamte Wandoberfläche ca. +23 °C,
    Fensterglas +14 °C,
    Fensterrahmen +16 °C.
    Wenn die Kältestrahlung der Wände wegfällt, stellt sich bei den Menschen im jeweiligen Raum ein Gefühl der Behaglichkeit ein. Die erwärmten Wände geben langwellige, infrarote Strahlungswärme ab, die den Raum erwärmt. Strahlungswärme ist besonders angenehm, da sie  -  so wie die Sonnenwärme  -  der körpereigenen Wärme entspricht. Strahlungswärme ist die traditionelle Form der Wärme, wie sie auch von Kachelöfen abgegeben wird. Sie ist gesund und natürlich!
    Der Coanda-Effekt. Die physikalische Voraussetzung für die Wirkung der Heizleisten:
    Zu Beginn unseres Jahrhunderts entdeckte der Physiker Henri Conada, dass sich warme, aufsteigende Luft immer entlang von Flächen (z.B. kalte Außenwände) nach oben bewegt. Aufgrund dieses physikalischen Gesetzes funktionieren unsere Heizleisten so herrvorragend.
    Heizleisten haben Dank des Coanda-Effekts auch noch eine weitere positive Eigenschaft: Da beim Heizen sehr wenig Luftbewegung erzeugt wird, hat das nur eine äußerst geringe Staubumwälzung zur Folge. Eine Wohltat für die Atemwege!
    Coanda-Effekt:
    Die Luft wird erwärmt und bildet entlang der kalten Wände einen Warmluftschleier.
    Die Kältestrahlung der Wände wird abgeschirmt.
    Die Wände erwärmen sich und geben Strahlungswärme ab.

    Zitat Ende.
    Mich würde natürlich jetzt interessieren, ob dieser Conda-Effekt auch funktioniert, wenn auf ganzer Breite ein 18 cm tiefes Board den Luftstrom behindert. Wie lange braucht der Luftstrom, um danach wieder an der Scheibe lang zu streichen. Wie groß ist also der Teil der Scheibe sich nicht im Luftstrom befindet.
    Dafür muss es doch sicherlich eine Formel geben bzw. Erfahrungswerte ob das im Wintergarten gut geht?
    Ferner interessiert es mich, ob eine Flächenheizung (Kombination aus Fußboden- und Wandheizung (Fußbodenheizung, Wandheizung)) für diese Wohnzimmer-Wintergartenprojekt genügend Wärmestrahlung produzieren kann, dass kein "Kältegefühl" aufkommt? Breitet sich Wärmestrahlung linear/rechtwinkelig von der Strahlungsquelle (Wand/Fußboden) aus oder auch schräg?
    Viele Grüße
    Martin

    • Name:
    • Herr MarPoe

  4. empirie:

    in den mir bekannten wintergärten mit "Normalverglasung" sind Heizleisten.
    rechn. Begründung: bei Innentemperatur =21 °, Außentemperatur =-10 ° und u-Glas=1,1 beträgt
    die Temperatur innen am Glas weniger als 17 ° .. ned so toll!
    bei 0,8 er-Glas immerhin schon knapp 18 ° .. aber immer noch ned so toll.
    natürlich kann man die Raumtemperatur auf 24 ° anheben  -  dann hat man bei 1,1er Glas
    wenigstens schon etwas über 19 ° .. soweit meine Erklärung ohne coanda  -  coanda
    kenn ich nicht.
    bei großen Glasflächen würde ich mir überlegen, 2-Scheiben -Verglasung mit
    möglichst gutem U-Wert, mit warmer Kante, niedriger emissivität und vielleicht auch
    Kryptonfüllung zu nehmen ...
    und jetzt sind hoffentlich Wiga-Bauer und Glaser aufgewacht .. :-)

  5. Offenbar noch nicht aufgewacht ...

    Offenbar noch nicht aufgewacht sind die Wiga-Bauer und glaser;-) Wobei ich bei den Planungen unseres Vorhabens immer wieder gemerkt habe, dass sich die WintergartengartenBauer und Glasonkels beim Thema Beheizung lieber ausklinken ... ;-(Mit Be- und Entlüftung (Belüftung, Entlüftung) sowie Beschattung kennen sich manche ja richtig gut aus, aber bei Heizungskonzepten leider offenbar nicht ...
    Daher wundert es nicht, dass zur Verhinderung von Kondensatausfall an den Scheiben nur das Prinzip des Ablüftens (Luftfeuchtigkeit absenken) genutzt wird.
    Meiner Überlegung liegt zugrunde, dass es zu keinem Kondensatausfall kommt, wenn die Wandtemperatur (hier Glasoberfläche) höher ist als die Raumlufttemperatur. Und wenn es stimmt, dass Glas für Wärmestrahlung nahezu undurchlässig ist und sich durch Fußboden- und Wandheizung (Fußbodenheizung, Wandheizung) die Oberflächentemperatur des Glases über die der Luft erhöht, wäre das ja das richtige Heizungskonzept. Nur stimmen diese Theorien, wie z.B. unter dem Link

    Bodenkanalheizungen arbeiten ja konvektiv und das Prinzip der "wohligen Wärmestrahlung" funktioniert m.E. ja nur, wenn es zu mögl. wenig Luftbewegungen kommt, die den menschlichen Körper ja wieder abkühlt. Oder täuscht sich da meiner einer?
    Viele Grüße
    Martin
    PS: Glas scheint ja wirklich ein geheimnisvoller Werkstoff zu sein ...

    • Name:
    • Herr MarPoe

  6. Coanda-Effekt

    Foto von Jochen Ebel, Dipl.-Physiker

    Es wurde nur der Coanda-Effekt benannt, aber die Erklärung nicht so richtig.

    Bewegte Luft hat einen Unterdruck gegenüber dem Staudruck zu Folge. Das führt zum Ansaugen aus der Umgebung. Der bewegte Luftstrom hat zwei Seiten: eine zum Raum hin und eine zur Wand. Da sich die Wand nicht bewegen kann, wird durch das Saugen nicht die Wand zur Seite gesaugt, sondern die Luftströmung an die Wand. (Genaugenommen drückt die Zimmerluft die Luftströmung an die Wand). Auf der anderen Seite wird Zimmerluft in die Luftströmung hineingesaugt und mischt sich mit der strömenden Luft. (Auch der Impuls der angesaugten Luft drückt die Strömung an die Wand).

    Dieser Coanda-Effekt hat durch das Ansaugen der Zimmerluft bei Luftaustritt parallel zur Wand (z.B. Auslassventile bei kontrollierter Lüftung) auch noch einen Staubeffekt: Der Staubring um die Auslassventile kommt aus dem Staub in der angesaugten Zimmerluft und nicht aus dem Luftstrom der Lüftungsanlage, denn dort ist der Staub weggefiltert.

    Noch eine Bemerkung: wenn die Zimmerluft zwischen Strömung und Wand eintreten kann, fehlt der Unterdruck zum Wirksamwerden des Coanda-Effekts.

  7. Ab welcher Entfernung klappt der Coanda-Effekt nicht mehr?

    Wie weit darf daher die Luftaustrittsöffnung max. von der Wand entfernt sein, dass keine Rumluft zwischen Strömung und Wand eintreten kann?
    Inwieweit ist z.B. bei einer Glaswand durch die im Luftstrom befindlichen Riegel (waagrechtverlaufende Hölzer) von 8 bzw. 16 cm Tiefe noch der Coandaeffekt möglich?
    Viele Grüße
    Martin
    • Name:
    • Herr MarPoe

  8. Muss ich leider passen.

    Foto von Jochen Ebel, Dipl.-Physiker

    Muss ich leider passen.

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