Ursachen für das Nichterreichen der Raumtemperatur: Analyse und Lösungsansätze

Die Einhaltung der gewünschten Raumtemperatur ist ein zentraler Aspekt der technischen Gebäudeausrüstung (TGA) und ein wichtiger Faktor für den Komfort und die Energieeffizienz in Gebäuden. Wenn die gewünschte Raumtemperatur nicht erreicht wird, kann dies auf verschiedene technische, bauliche oder regelungstechnische Probleme hinweisen. In diesem Beitrag werden die häufigsten Ursachen sowie die dazugehörigen Berechnungen und Lösungsansätze erläutert.

Grundlagen

Anforderungen an die Raumtemperatur:

Komfort: Die empfohlene Raumtemperatur liegt je nach Nutzung zwischen 20 und 24 °C.
Energieeffizienz: Heiz- und Kühlsysteme sollten mit minimalem Energieaufwand arbeiten.
Gesundheit: Konstante und angemessene Temperaturen fördern das Wohlbefinden und vermeiden Schimmelbildung.

Häufige Ursachen für Temperaturabweichungen:

Fehler in der Heizungs- oder Kühlanlage:

Unzureichende Heizleistung oder ineffiziente Regelung der Anlage.

Wärmeverluste durch die Gebäudehülle:

Mangelhafte Dämmung, undichte Fenster oder Türen.

Unzureichender hydraulischer Abgleich:

Ungleichmäßige Wärmeverteilung in Heizkreisen.

Falsche Einstellung der Regeltechnik:

Defekte Thermostate oder falsch konfigurierte Gebäudeleittechnik.

Externe Einflussfaktoren:

Extreme Wetterbedingungen oder ungünstige Lage des Raumes.

Formeln

1. Berechnung der erforderlichen Heizleistung:

Die benötigte Heizleistung $Q$ kann mit der Wärmebedarfsformel berechnet werden:

$Q = U \cdot A \cdot \Delta T$

$Q$ : Heizleistung [W]
$U$ : Wärmedurchgangskoeffizient der Gebäudehülle [W/(m²·K)]
$A$ : Fläche der Gebäudehülle [m²]
$\Delta T$ : Temperaturdifferenz zwischen innen und außen [K]

2. Berechnung der Energieverluste:

Wärmeverluste durch Transmission werden ermittelt mit:

$Q_{\text{verlust}} = U \cdot A \cdot (T_{\text{innen}} - T_{\text{außen}})$

3. Temperaturverteilung im Raum:

Für den Nachweis der Temperaturverteilung in einem Raum kann das thermische Gleichgewicht genutzt werden:

$Q_{\text{zu}} = Q_{\text{verlust}} + Q_{\text{intern}}$

$Q_{\text{zu}}$ : Zugeführte Wärmeenergie [W]
$Q_{\text{verlust}}$ : Wärmeverluste [W]
$Q_{\text{intern}}$ : Interne Wärmequellen (z. B. Personen, Geräte) [W]

Anwendungsbeispiel

Ein Raum mit einer Fläche von 20 m² und einer Deckenhöhe von 2,5 m hat folgende Eigenschaften:

Wärmedurchgangskoeffizient $U = 1,3 \, \text{W/(m²·K)}$ .
Außenwandfläche $A = 10 \, \text{m²}$ .
Gewünschte Raumtemperatur $T_{\text{innen}} = 22 \, \text{°C}$ .
Außentemperatur $T_{\text{außen}} = -5 \, \text{°C}$ .

Berechnung:

Wärmeverluste:
$Q_{\text{verlust}} = 1,3 \cdot 10 \cdot (22 - (-5)) = 351 \, \text{W}$
Erforderliche Heizleistung (ohne interne Wärmequellen):
$Q = Q_{\text{verlust}} = 351 \, \text{W}$
Falls die Raumtemperatur nicht erreicht wird, könnte dies auf eine Unterdimensionierung des Heizkörpers oder zusätzliche Wärmeverluste durch Zugluft hinweisen.

Geschichte des Themas innerhalb Deutschland

Die Beheizung von Wohnräumen hat in Deutschland eine lange Tradition. Mit der Einführung moderner Zentralheizungen im 20. Jahrhundert wurden Regelungssysteme und Dämmmaßnahmen immer wichtiger. Seit den 1970er Jahren, bedingt durch Energiekrisen, wurde verstärkt auf energieeffiziente Gebäudehüllen und Heizsysteme geachtet. Aktuelle Entwicklungen, wie die Integration von Gebäudeleittechnik und die Einführung von Niedrigenergiehäusern, setzen neue Maßstäbe für die Temperaturregelung.

Vor- und Nachteile

Vorteile einer optimierten Raumtemperaturregelung:

Komfort: Angenehmes Raumklima erhöht die Lebensqualität.
Energieeffizienz: Reduzierte Heiz- und Kühlkosten.
Nachhaltigkeit: Weniger Energieverbrauch schont die Umwelt.

Nachteile bei Nichterreichung der Temperatur:

Unzufriedenheit: Beeinträchtigung des Komforts.
Höherer Energieverbrauch: Versuche, die Temperatur durch Überdimensionierung zu kompensieren.
Folgeschäden: Risiko von Schimmelbildung oder Schäden durch Unterkühlung.

Ergänzende und wichtige Gesetze innerhalb Deutschlands

Gebäudeenergiegesetz (GEG): Vorgaben zur Energieeffizienz von Heizungs- und Kühlsystemen.
DIN EN 12831: Verfahren zur Berechnung der Heizlast von Gebäuden.
VDI 6030: Richtlinien zur Auslegung von Heizkörpern in Wohn- und Nichtwohngebäuden.
EnEV: Regelungen zur Wärmedämmung und Energieeinsparung.