Mangelnde Heizleistung einer Hypokaustenanlage.

Die eingebaute Hypokaustenanlage wird an ihren Oberflächen – besonders an den Sitzflächen – nur schwach erwärmt und hat keine ausreichende Wärmeleistung. Was ist die Ursache?

Diese Anlage ist von ihrem Erscheinungsbild her eine Hypokaustenanlage. Als solche ist sie gedacht und vom Grundsatz her auch konzipiert worden. Eine solche Anlage zeichnet sich grundsätzlich dadurch aus, dass die am Wärmeerzeuger erwärmte Luft innerhalb einer geschlossenen Anlage zirkuliert.

Eine Hypokaustenanlage ist intern mit Luftkanälen ausgestattet, durch welche die erwärmte Luft nach dem Prinzip der Schwerkraft zirkuliert.

Diesem Prinzip folgend, steigt die hoch erwärmte Luft inmitten der Luftheizkammer nach oben, um dann durch die vorhandenen internen Luftkanäle an die Außenwand der Anlage, den Abkühlungsflächen, geführt zu werden.

Durch die Wärmeabgabe an die Außenflächen, die zur Raumseite hin ja die Heizflächen darstellen, kühlt die intern zirkulierende Luft mehr und mehr ab und wird der Schwerkraft folgend in den unteren Bereich der Luftheizkammer geführt.

Dann strömt sie auf diesem Zirkulationswege im in sich geschlossenen System zum Wärmeerzeuger zurück und erwärmt sich dort wieder. Damit hat sich der Kreislauf geschlossen.

Auf Befragen teilte Herr Ersteller mit,

Nach Aussage von Frau Betreiber sollte diese Anlage nicht nur den großen Wohnraum erwärmen. Auch der Eingangsbereich, die Küche und die Kinderzimmer im Obergeschoss sollten von dieser Feuerstätte mit ausreichend Wärme versorgt werden.

Da eine Hypokaustenanlage grundsätzlich eine reine Strahlungsheizung ist, könnten prinzipiell mit der erstellten Anlage auch nur die Räume erwärmt werden, die von den Wärmestrahlen erreichbar sind. Die Größe der wärmeabgebenden Oberflächen der Hypokaustenanlage müssen dem Wärmebedarf des Raumes angemessen sein.

Da der Wohnraum jedoch sehr groß ist, wurde zur Unterstützung der Wärmeleistung ein Warmluftaustrittsgitter vorgesehen. Für den Dielenbereich ist zusätzlich zur Strahlungsfläche ein größeres Warmluftaustrittsgitter eingebaut. Zur Erwärmung der Küche ist eine Strahlungsfläche nicht vorgesehen. Ihre Erwärmung erfolgt ausschließlich über ein Warmluftaustrittsgitter. Die beiden Räume im Obergeschoss werden nur durch die vorhandenen Luftkanäle mit Warmluft versorgt.

Die hier erstellte Anlage hat wesentliche Elemente einer üblichen Hypokaustenanlage; gleichzeitig ist sie jedoch von der Ausführung her als Warmluft-Schwerkraftheizung anzusprechen.

Eine Hypokaustenanlage wird systembedingt mit erheblich höheren Betriebstemperaturen gefahren, als eine Warmluftheizung im Schwerkraftprinzip. Diese Anlage wird nach Aussage des Herrn Ersteller mit Temperaturen um 200 bis 220°C gefahren. Die Luftaustrittstemperaturen bei einer Warmluft-Schwerkraftanlage dürfen nach den geltenden Fachregeln maximal 75°C betragen.

Die entstandenen Probleme liegen in der Vermischung dieser beiden völlig eigenständigen Heizungssysteme.

Warum eigentlich soll die Luft den komplizierten und mit wesentlich höheren Strömungswiderständen belasteten Weg durch die internen Luftkanäle der Rückwand und der Sitzmulde strömen, wenn es bequemere Wege gibt?

Nur in einem wirklich geschlossenen System ist es möglich, dass die noch sehr hoch erhitzte Luft im Bereich der Heizflächen, wie hier bei der Sitzbank und ihrer Rückwand, nach unten strömt.

In einem geschlossenen System wird die Luftzirkulation durch die Temperaturdifferenz zwischen der Luftheizkammer und der schon etwas abgekühlten Temperatur in den Kanälen der Heizwände verursacht. Bei einem nicht geschlossenen System gilt die Temperaturdifferenz zwischen der Luftheizkammer und der Raumluft außerhalb der Luftheizkammer.

Da in diesem Fall jedoch noch rein theoretisch eine erhebliche Temperaturdifferenz (Temperaturgefälle) zwischen der Luft in den Luftkanälen innerhalb der Heizwand und der Raumluft besteht, ist physikalisch ein Lufttransport durch die Luftkanäle innerhalb der Heizflächen zu ihrer Erwärmung nicht möglich. Die Luft geht grundsätzlich dem höheren Temperaturgefälle und somit der Schwerkraft folgend den Weg des geringsten Widerstandes in Richtung der Luftaustrittsgitter in den Wohnräumen. An der hier teilweise abgebrannten und stark verfärbten Farbe ist die hohe Luftaustrittstemperatur abzulesen.

Wie schon zuvor ausgeführt, liegt die Ursache für die ungenügende Erwärmung der Oberflächen im Wohnraum in der Gesamtkonzeption der Anlage begründet.

Wie aus den Ausführungen ersichtlich, ist ein Restaurieren der Hypokaustenanlage nicht möglich. Die festgestellten Mängel sind so gravierend, dass die Hypokaustenanlage völlig abgetragen werden muss.