Unterflurkonvektoren sind jetzt vergleichbar

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• Mit DIN EN 16 430 existiert erstmalig eine praxistaugliche Norm zur Messung der Heiz- und Kühlleistung sowie der Geräuschemissionen von gebläseunterstützten Heizkörpern, von Konvektoren und von Unterflurkonvektoren.
• Auf der Basis von Messdaten nach DIN EN 16 430 werden damit Produkte verschiedener Hersteller miteinander vergleichbar. Zudem wird aufgezeigt, ob ein Konvektor in der Lage ist, effizient zu kühlen.
• Die Dimensionierung gebläseunterstützter Konvektoren sollte immer anhand des Schalldruckpegels erfolgen. Nur so wird gewährleistet, dass die erforderliche Wärme- oder Kühlleistung unter Einhaltung der Schallgrenzwerte erbracht wird.

Vollverglaste Fassaden sind zurzeit ein häufig verwendetes architektonisches Stilmittel. Besonders bei Hochhäusern, repräsentativen Gebäuden und Wintergärten wird Glas als Ausdruck von Offenheit und Transparenz vielfach eingesetzt. Um den freien Blick nicht durch klassische Heizkörper oder Brüstungsgeräte zu verstellen, werden meist Unterflurkonvektoren hinter die Glasfront platziert Abb. 1. In der üblichen Funktion steigt vom Konvektor erwärmte Luft – sei es durch natürliche Konvektion, sei es von einem Ventilator unterstützt – an der Fensterfront auf und verdrängt die kühlere Raumluft nach unten. Ein Kreislauf entsteht und der ganze Raum wird temperiert.

So weit das allseits bekannte und zigtausend Mal eingesetzte Funktionsprinzip eines Unterflurkonvektors. Umso erstaunlicher ist, dass es für die Leistungsmessung bisher keine europäische Norm gab; schon gar nicht, wenn das Gerät auch kühlen konnte. Planer, Bauherren und Architekten konnten so nie wirklich sicher sein, dass die Leistungsangaben von Konvektoren auch erreicht werden. Bis jetzt – denn seit März 2015 ist DIN EN 16 430 „Gebläseunterstützte Heizkörper, Konvektoren und Unterflurkonvektoren“ gültig.

Kataloge mit abstrakten Daten gefüllt

Gleichartige Produkte verschiedener Hersteller miteinander zu vergleichen, ist ein selbstverständlicher Vorgang in der Marktwirtschaft. Um einen belastbaren Vergleich anzustellen, braucht es aber verlässliche Daten – doch für Unterflurkonvektoren war dies mangels einer eindeutigen Norm bislang nicht möglich. Einige Hersteller maßen nach der DIN EN 442, was nicht die schlechteste Wahl ist, sieht sie doch die Leistungsmessung von Heizkörpern und Konvektoren vor. Jedoch ist diese Norm nicht für Unterflurheizkörper vorgesehen und macht auch keine Aussage zum Kühlbetrieb. Zusätzlich wurde auch oft DIN 4704-4 herangezogen. Diese Norm (letzte Ausgabe Oktober 1999) gilt tatsächlich für Unterflurkonvektoren, lässt aber wiederum die Kühlleistung außen vor und ist vom Test-Aufbau her nicht mehr zeitgemäß (eine Zurückziehung von DIN 4704-4 ist für September 2015 angekündigt).

Um auch die Kühlleistung messen zu können, behalfen sich einige Anbieter mit DIN EN 14 518 – eine Norm für die Leistungsmessung von Kühlbalken, die naturgemäß an der Decke montiert sind. Andere Hersteller maßen die Lufteintrittstemperatur, um hieraus die Kühlleistung zu berechnen. Auch dies ist eine ungeeignete, verfälschende Methode, da die für die Auslegung relevante Bezugs-Lufttemperatur und die Lufteintrittstemperatur meist stark differieren. Am wenigsten verlässlich sind komplett errechnete Leistungsdaten ohne Messung. Und doch: Ganze Herstellerkataloge sind mit diesen abstrakten Daten gefüllt.

DIN EN 442 bildet die Basis

Ordnung in das Verfahrens-Wirrwarr bringen und den Planern und Architekten die notwendige Sicherheit für die Geräteauswahl- und -auslegung zur Abdeckung des berechneten Heiz- beziehungsweise Kühlbedarfs soll nun DIN EN 16 430 liefern. Mit Veröffentlichung der Norm endet ein lange währender Prozess. Vom Arbeitsauftrag des Europäischen Komitees für Normung (CEN) in 2008 über den ersten Entwurf, die nationalen und europäischen Einspruchssitzungen bis zur Freigabe aller CEN-Länder vergingen beinahe sieben Jahre. DIN EN 16 430 umfasst drei Teile:

• Teil 1: Technische Spezifikationen und Anforderungen
• Teil 2: Prüfverfahren und Bewertung der Wärmeleistung
• Teil 3: Prüfverfahren und Bewertung der Kühlleistung

Dabei ist die DIN EN 16 430 nicht grundsätzlich neu – man nahm DIN EN 442 als Basis, änderte und erweiterte sie aber in entscheidenden Punkten:

Die Anordnung in der Prüfkabine entspricht den realen Voraussetzungen. So wird die Rückwand (welche die Fensterfront nachbildet) im Heizfall auf 16 °C ± 0,5 K temperiert, was der Oberflächentemperatur moderner Fenster im Winterfall entspricht. Ferner wird der Prüfkanal praxisorientiert mit 50 mm Abstand vor der Rückwand platziert statt, wie in DIN 4704-4 in 200 mm Entfernung. Die Bezugs-Lufttemperatur wird in 2 m Abstand von der Fassade und in 0,75 m Höhe gemessen Abb. 2. Im Kühlfall sind die Oberflächentemperaturen des Prüfraumes, insbesondere die der Rückwand, auf 28 °C ± 0,5 K einzustellen.

Vorsicht vor dem „Kurzschluss“

Besonders für Unterflurkonvektoren mit Kühlfunktion ist DIN EN 16 430 überfällig. Denn das effektive Kühlen aus dem Boden heraus ist eine echte Kunst. Warme Luft steigt nach oben und kühle Luft sinkt nach unten – das weiß jedes Kind. Für den Unterflurkonvektor heißt das, dass er im Kühlfall gegen die Physik arbeiten muss: Er saugt bodennahe Luft an, kühlt sie und bläst sie an der Fassade aus.

Wenn dort die ausgeblasene Luft zu schnell wieder sinkt, entsteht ein „Kurzschluss“: Die konditionierte Luft wird wieder eingesaugt und der so entstehende ungewollte Kreislauf verursacht, dass sich die kühle Luft über dem Kanal konzentriert und sich von dort mit niedriger Temperatur in geringer Höhe im Raum verteilt Abb. 3. Die Folge: Die gewünschte Kühlleistung wird nicht erreicht, es kann Zugerscheinungen und kalte Füße (Knöchel) geben, in der restlichen Aufenthaltszone liegt die Temperatur über dem Sollwert.

Dieser Kurzschluss lässt sich durch eine spezielle Geometrie des Konvektors deutlich verringern. Eine derart optimierte Strömung lässt die Luft an der Fensterfront hoch aufsteigen, wo sie sich vermischt und mit angenehmer Temperatur tief in den Raum eindringt. Der Test-Aufbau in DIN EN 16 430 zeigt, ob ein Konvektor in der Lage ist, effizient zu kühlen Abb. 4.

Maßstab für die Kühlleistung ist die Bezugs-Lufttemperatur, die in der Prüfraummitte in 2 m Abstand von der Fassade in 0,75 m Höhe gemessen wird. Diese kann je nach Kurzschlussanteil deutlich von der Lufteintrittstemperatur abweichen. Letztendlich ist die Temperatur in der Aufenthaltszone für den Nutzer entscheidend. Wenn nun fälschlicherweise die Raumtemperatur (Bezugs-Lufttemperatur) und die Lufteintrittstemperatur gleichgesetzt werden, ergeben sich sehr starke Kühlleistungsunterschiede. In der Praxis wurden schon dadurch bedingte Leistungsunterschiede von über 50 % gemessen.

Dimensionierung mit Schalldruckpegel

Bei Unterflurkonvektoren mit Ventilator kommt neben der Wärme- und Kühlleistung noch die Schallleistung als entscheidender Punkt für die Bewertung hinzu. Die Dimensionierung der Konvektoren sollte immer anhand des Schalldruckpegels erfolgen. Nur so kann gewährleistet werden, dass die erforderliche Wärme- oder Kühlleistung unter Einhaltung der Schallgrenzwerte erbracht wird. Meist werden die Geräte in den Datenblättern mit mittleren Schalldruckpegeln von 30 bis 35 dB(A) angegeben. In der Praxis erreichen viele Konvektoren aber teils Werte von mehr als 50 dB(A), um ihre thermische Leistung zu erzielen – für akustisch empfindliche Räume ist das deutlich zu viel Abb. 5.

Grund für die Differenz zwischen Messergebnis und tatsächlicher Leistung kann die Anwendung einer nicht geeigneten Norm sein. Oder eine falsche Bezugs-Lufttemperatur bei der Errechnung der Leistung. Für den Planer kann das eine Reklamation bedeuten, die schlimmstenfalls damit endet, dass die bereits installierten, zunächst möglicherweise kostengünstig erscheinenden Konvektoren mit erheblichem (Kosten)Aufwand ausgetauscht werden müssen.

DIN EN 16 430 schreibt für die Geräuschemission vor, dass die Konvektoren jeweils mit höchster, mittlerer und niedrigster Drehzahl zu messen sind. Zusätzlich zur Schallleistung kann der Hersteller den Schalldruckpegel mit einer fest vorgegebenen Raumabsorption von 8 dB(A) angeben.

Bewertung

Die DIN EN 16 430 ist die einzige Norm, nach der Unterflurkonvektoren zuverlässig und praxisorientiert gemessen werden können. Sie sorgt so für Planungssicherheit und herstellerübergreifende Vergleichbarkeit – wenn alle Hersteller fortan nach DIN EN 16 430 messen und ihre Daten angeben.

ist Prokurist und Leiter Innovation & Technik der Kampmann GmbH, 49811 Lingen (Ems), www.kampmann.de