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Infrarot-Wandtemperierung

DIN 1264 · Meier-Modus · bauphysik-fachberatung.de

DIN 1264
📐 DIN/VDI Norm
☀️ Meier-Modus
Konservative Berechnung nach DIN EN 1264 / VDI 2078
⚙️ Systemparameter
Vorlauftemperatur 32°C
Rücklauftemperatur 27°C
Außentemperatur 0°C
Dämmstandard Gebäude Teilsaniert
Raum-Solltemperatur 21°C
Relative Luftfeuchtigkeit 50%
🔧 Heizschleifenparameter
Rohrabstand (Verlegeabstand) 15 cm
Rohrdurchmesser 16 mm
Beheizte Wandfläche 12 m²
Oberflächeneigenschaften
Putzart / Emissionsgrad ε Lehmputz (0.95)
Höherer ε → mehr Strahlungswärme
Raumgeometrie
Raumlänge × Breite × Höhe 5×4×3 m
Länge: 3-10m Breite: 3-10m Höhe: 2.4-6m

✓ System optimal für Wärmepumpenbetrieb

📊 Vergleich: Norm vs. Meier-Modus

📐 DIN/VDI Norm
48 W/m²
Strahlungsanteil: 65%
☀️ Meier (Hohlraum)
185 W/m²
Strahlungsanteil: 93%
⚠️ Meier-Wert ist 3.8× höher als Norm-Berechnung

💡 Die Norm verwendet Netto-Wärmefluss (praktisch nutzbar), Meier zeigt Brutto-Strahlungsleistung (physikalisches Maximum).

🔥 Heizlast & Deckung
850 W
Heizlast Raum
bei Taußen
480 W
Verfügbare Leistung
Wandheizung
✓ 120%
Deckungsgrad
Ausreichend
32°C
Empf. Vorlauf
für Heizlast

✓ Heizleistung reicht aus

🌡️ Thermische Behaglichkeit (ISO 7730)
0.00
PMV Index
Kategorie A
5.0%
PPD
Unzufriedene
21.0°C
Operative Temp.
Empfunden
21.0°C
MRT
Strahlungstemp.
-3 (kalt) -1 0 (neutral) +1 +3 (heiß)
15
cm Abstand

Rohrlänge: 80 m

Wasserinhalt: 16 Liter

Temp.-Spreizung Oberfläche: ±1.2°C

Heizkreise empfohlen: 1

⚡ Heizleistung
Spezifisch: 40 W/m²
Gesamt: 480 W
Strahlungsanteil: 60%
Strahlung (qr): —
Konvektion (qc): —
Max. Leistung: 65 W/m²
🌡️ Temperaturen
Wand max.: 27.0°C
Wand min.: 24.5°C
Wand Mittel: 25.8°C
ΔT Vorl./Rückl.: 5 K
🔧 Hydraulik
Volumenstrom: 82 l/h
Fließgeschw.: 0.11 m/s
Druckverlust: 12 mbar
COP-Vorteil: +35%
Heizlast vs. Außentemperatur
Leistung vs. Rohrabstand
Oberflächentemperatur-Profil
Leistung & PMV vs. Vorlauftemperatur
PPD vs. Raumtemperatur
Erforderliche Vorlauftemperatur

☀️ "Heizen wie die Sonne" – Prof. Claus Meier

Prof. Claus Meier weist nach, dass die DIN-Normen die Strahlungsleistung von Wandheizungen systematisch um Faktor 3-9 unterschätzen, weil sie thermodynamische statt quantenmechanische Formeln verwenden.

📐 Das Problem: Norm vs. Physik

Die Lehrbuch-Formel q = α × ΔT ist für Konvektion korrekt, aber für Strahlung physikalisch falsch. Strahlung folgt dem Stefan-Boltzmann-Gesetz mit T⁴.

Lehrbuch (DIN/VDI): q = α × (T_Wand - T_Raum)
→ Linearisierung, nur für kleine ΔT gültig
Meier (Stefan-Boltzmann):
qr = 2 × Cs × ε × ((273 + Tsi) / 100)⁴
Cs = 5.67 W/(m²·K⁴), ε = 0.93 (Kalkputz)
Konvektion (Raiß): qc = 1.45 × ΔT1.25

Vergleich der Leistungswerte

TOberfläche Lehrbuch (Norm) Halbraum (Meier) Hohlraum (Meier) Verhältnis
25°C 40 W/m² 419 W/m² 838 W/m² 1 : 10 : 21
30°C 80 W/m² 468 W/m² 937 W/m² 1 : 6 : 12
35°C 120 W/m² 520 W/m² 1041 W/m² 1 : 4 : 9
40°C 160 W/m² 576 W/m² 1152 W/m² 1 : 4 : 7

⚠️ Wichtig: Der Meier-Modus zeigt die physikalische Brutto-Strahlungsleistung. Für die praktische Heizungsauslegung ist der Norm-Modus (Netto-Wärmefluss) dennoch geeignet, da er konservativ rechnet und die Gegenstrahlung der Umgebung berücksichtigt.

✓ Was bedeutet das praktisch?

💡 Konsequenzen der Meier-Erkenntnisse

📉 Überdimensionierung vermeiden: Standard-Auslegung nach DIN führt zu viel zu vielen Rohren / zu kleinem Abstand
🌡️ Niedrigere VL möglich: Wandheizung braucht oft nur 28-32°C, nicht 35-40°C
🏛️ Temperierung statt Register: 1-2 Schleifen am Sockel reichen oft aus (Großeschmidt-Methode)
💰 Kosten sparen: Weniger Material, einfachere Installation, höherer COP
📚 Literaturquellen
  • Prof. Claus Meier: "Heizen wie die Sonne" – Grundlagenwerk zur Strahlungsphysik
  • Prof. Claus Meier: "Energiesparen im Bestand" – Praktische Anwendung
  • Henning Großeschmidt: "Die Temperierung" – Sockeltempererierung für Denkmale
  • Bedford & Liese: Behaglichkeitsdiagramm für Strahlungsheizung
🔧 Heizschleifenabstand – Auslegungshilfe

Der Rohrabstand ist ein kritischer Parameter für Wandheizungen. Er bestimmt die erreichbare Heizleistung, die Gleichmäßigkeit der Oberflächentemperatur und die hydraulischen Eigenschaften des Systems.

Empfohlene Rohrabstände nach Anwendungsfall

Rohrabstand Max. Leistung* Temp.-Spreizung Anwendung Bewertung
7.5 cm ~95 W/m² ±0.5°C Hohe Heizlast, schlecht gedämmt ⚠️ Teuer, hoher Materialaufwand
10 cm ~80 W/m² ±0.8°C Altbau ohne Dämmung ✓ Gut bei hohem Wärmebedarf
12.5 cm ~70 W/m² ±1.0°C Altbau mit moderater Dämmung ✓✓ Optimum für Denkmale
15 cm ~60 W/m² ±1.2°C Standard, mittlere Dämmung ✓✓ Beste Kosten/Nutzen
20 cm ~45 W/m² ±1.8°C Gut gedämmte Gebäude ✓ Kostengünstig
25 cm ~35 W/m² ±2.5°C Niedrigenergie, Passivhaus ⚠️ Nur bei sehr niedriger Heizlast

* Bei VL 35°C, RL 28°C, Raumtemp. 20°C, Lehmputz (Norm-Berechnung)

💡 Empfehlung für Denkmalsanierung

📐 12.5–15 cm Rohrabstand bietet den besten Kompromiss aus Leistung, Gleichmäßigkeit und Kosten
🧱 Bei Lehmputz (λ = 0.8 W/mK) wird Wärme gut verteilt – größere Abstände möglich
☀️ Im Meier-Modus zeigt sich: Auch 20-25 cm Abstand kann ausreichen!
⚠️ Max. Kreislänge 80-100 m einhalten (Druckverlust!)
📖 Variablen & Formeln

Berechnungsmodi

Modus Formel Strahlung Strahlungsanteil Anwendung
DIN/VDI Norm αrad = ε × 4 × σ × Tm³ 60-70% Praktische Auslegung (konservativ)
Meier Halbraum qr = Cs × ε × (T/100)⁴ ~90% Physikalisches Modell (1 Oberfläche)
Meier Hohlraum qr = 2 × Cs × ε × (T/100)⁴ ~95% Physikalisches Maximum (Raum als Hohlraum)

Wichtige Konstanten

Symbol Name Wert Einheit
σ Stefan-Boltzmann-Konstante 5.67 × 10⁻⁸ W/(m²·K⁴)
Cs Strahlungskonstante (Meier) 5.67 W/(m²·(K/100)⁴)
ε Emissionsgrad Lehmputz 0.95 —
ε Emissionsgrad Kalkputz 0.93 —

Meier-Formeln im Detail

Brutto-Strahlungsleistung (Hohlraum):
qr,brutto = 2 × 5.67 × ε × ((273.15 + TWand) / 100)⁴ [W/m²]

Netto-Strahlungsleistung:
qr,netto = σ × ε × (TWand⁴ - TUmgebung⁴) [W/m²]

Konvektive Leistung (Raiß):
qc = 1.45 × (TWand - TLuft)1.25 [W/m²]

Abkürzungen

Abkürzung Bedeutung Erklärung
VL Vorlauftemperatur Temperatur des Heizwassers beim Eintritt in die Wandheizung [°C]
RL Rücklauftemperatur Temperatur des Heizwassers beim Austritt aus der Wandheizung [°C]
MRT Mean Radiant Temperature Mittlere Strahlungstemperatur aller Oberflächen im Raum [°C]
PMV Predicted Mean Vote Vorhergesagtes Komfortempfinden nach ISO 7730 (-3 bis +3)
PPD Predicted Percentage Dissatisfied Prozentsatz der voraussichtlich Unzufriedenen [%]
COP Coefficient of Performance Leistungszahl der Wärmepumpe
ε Emissionsgrad Wärmestrahlungsfähigkeit einer Oberfläche (0-1)

Häufige Fragen

Was ist Infrarot-Wandtemperierung?
Infrarot-Wandtemperierung ist ein Heizsystem, bei dem warmes Wasser durch Rohre in der Wand zirkuliert und die Wandoberfläche gleichmäßig erwärmt. Die Wärmeabgabe erfolgt zu ca. 60 % durch Strahlung und 40 % durch Konvektion — umgekehrt wie bei Heizkörpern.
Was ist das Meier-Verfahren?
Das Meier-Verfahren berechnet die Wärmeabgabe einer temperierten Wandfläche nach physikalischen Grundlagen: Strahlungsaustausch (Stefan-Boltzmann-Gesetz) und freie Konvektion. Es berücksichtigt Emissionsgrad, Oberflächentemperatur und Raumtemperatur.
Welche Oberflächentemperatur ist nötig?
Typisch 25–35 °C Wandoberflächentemperatur bei 20 °C Raumtemperatur. Die Leistung steigt mit der Temperaturdifferenz: bei ΔT = 10 K ca. 80–100 W/m², bei ΔT = 5 K ca. 35–45 W/m². Die Vorlauftemperatur liegt typisch bei 30–45 °C.
Für welche Gebäude eignet sich Wandtemperierung?
Besonders gut für Altbauten und Denkmäler: Die Wandtemperierung trocknet feuchtes Mauerwerk aus, verhindert Schimmel und bewahrt historische Oberflächen. Auch für Allergiker ideal, da kaum Staubverwirbelung. Weniger geeignet für Leichtbauwände mit geringer Speichermasse.
Was ist der Emissionsgrad?
Der Emissionsgrad ε (0–1) beschreibt, wie gut eine Oberfläche Wärmestrahlung abgibt. Die meisten Baumaterialien haben ε ≈ 0,90–0,95 (Putz, Tapete, Holz). Metallische Oberflächen haben niedrige Werte (Aluminium blank: ε ≈ 0,05). Hoher Emissionsgrad = bessere Strahlungsheizung.
Wie wird die Strahlungsleistung berechnet?
q_Strahlung = ε × σ × (T_OF⁴ − T_Raum⁴) mit σ = 5,67 × 10⁻⁸ W/(m²·K⁴). In der linearisierten Form: q = α_rad × ΔT mit α_rad ≈ 5–6 W/(m²·K). Zusammen mit der Konvektion (α_konv ≈ 1,5 × ΔT^0,25) ergibt sich die Gesamtleistung.
Was kostet eine Wandtemperierung?
Material (Kupferrohr 12 mm, Befestigung, Putz): ca. 40–80 €/m². Einbau durch Fachbetrieb: ca. 80–150 €/m². Gesamtkosten: ca. 120–230 €/m² temperierte Fläche. Bei Eigenleistung (Putz) deutlich günstiger. Förderfähig über BAFA als Anlagentechnik.
Kann ich Wandtemperierung mit einer Wärmepumpe betreiben?
Ja, ideal sogar: die niedrigen Vorlauftemperaturen (30–40 °C) ermöglichen einen hohen COP der Wärmepumpe. In Kombination mit einer gut gedämmten Außenwand reichen oft 30–35 °C Vorlauf, was einen COP von 4–5 ermöglicht.
Was ist der Unterschied zu Infrarot-Heizpaneelen?
Infrarot-Heizpaneele (elektrisch) werden direkt mit Strom betrieben — hohe Betriebskosten, aber keine Verrohrung nötig. Wandtemperierung (hydraulisch) nutzt Warmwasser aus der Heizungsanlage — niedrigere Betriebskosten, aber aufwändigere Installation mit Verrohrung.
Wie viel Wandfläche muss temperiert werden?
Richtwert: 40–60 % der Raumgrundfläche als temperierte Wandfläche. Bei einem 20-m²-Raum mit 50 W/m² Heizlast und 80 W/m² Flächenleistung: 20 × 50 / 80 ≈ 12,5 m² temperierte Wandfläche. Bevorzugt Außenwände — das verhindert dort Tauwasser und Schimmel.