Wärmeverteilungsanlagen und Wärmeverbraucher planen und auslegen - Technischer Systemplaner - LF 5 VAT

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Wärmeverteilungsanlagen und Wärmeverbraucher planen und auslegen - Technischer Systemplaner - LF 5 VAT

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Einleitung

Du planst eine wassergeführte Wärmeverteilungsanlage für ein fiktives Gebäude: Wie viel Wärme benötigen die Räume? Welche Heizflächen und Rohre eignen sich? Wie gelangen die erforderlichen Wassermengen zuverlässig zu den Wärmeverbrauchern? Am Ende stehen eine begründete Auslegung, ein prüfbarer Rohrnetzplan, eine Isometrie und eine Stückliste – nicht nur eine Sammlung von Formeln.

Zielgruppe: Technische Systemplanerinnen und Systemplaner der Fachrichtung Versorgungs- und Ausrüstungstechnik (VAT), 2. Ausbildungsjahr. Bezug ist Lernfeld 5 VAT des KMK-Rahmenlehrplans, Druckseite 15 mit 80 Stunden Zeitrichtwert. Das BIBB-Berufsprofil betont Berechnungen, CAD, Nachhaltigkeit, technische Dokumente und Datenschutz.

Dein Kompetenzziel: Einen berufstypischen Auftrag analysieren, Wärmedurchgang und Raumheizlast nachvollziehen, Heizflächen und Verteilung wählen, ein Rohrnetz hydraulisch vorberechnen, technische Unterlagen erstellen, Ergebnisse prüfen und adressatengerecht dokumentieren. Die Beispiele sind bewusst synthetisch und ersetzen keine reale Planung oder Normberechnung. Maßgebend bleiben betrieblicher Ausbildungsplan, Landeslehrplan, zuständige Industrie- und Handelskammer, freigegebene Planungsunterlagen und aktuelle Herstellerdaten. Andere Fachrichtungen werden lediglich vergleichend erwähnt.

Bild: Vereinfachtes Schema eines Warmwasser-Heizkreises. Suche darin Wärmeerzeugung, Pumpe, Vorlauf, Heizfläche und Rücklauf. Quelle: Wikimedia Commons, -donald- und MatthiasDD, CC BY-SA 3.0.

Planungsauftrag und Anlagenkonzept

Vom Bauplan zur Planungsgrundlage

In einem Grundriss erkennst du Raumgrößen, Wandaufbauten, Fenster, Schächte, Durchbrüche und die Lage der vorgesehenen Wärmeverbraucher. Die Baubeschreibung nennt Bauprodukte, Nutzungsarten, Verlegetiefen, Schallschutz, Brandschutz, Wartungszugang und verfügbare Versorgungstemperaturen. Prüfe, ob Maße plausibel sind, ob Bau- und TGA-Plan denselben Revisionsstand haben und welche Angaben fehlen. Halte fehlende Angaben als offene Klärung fest, statt sie stillschweigend zu erfinden.

Typischer Arbeitsablauf: Auftrag und Planstände prüfen → Raumdaten und Bauteilflächen erfassen → Heizlast nach Vorgaben ermitteln → Heizflächen und Verteilungssystem vergleichen → Rohrtrassen und Durchmesser planen → hydraulischen Abgleich und Pumpe auslegen → Grundriss, Schema, Isometrie und Stückliste erzeugen → Qualitätskontrolle und Freigabe dokumentieren.

Systemgrenzen und Anlagenvarianten

In einem Zweirohrsystem werden Wärmeverbraucher parallel an einen Vorlauf und einen Rücklauf angeschlossen; bei einem Einrohrsystem beeinflusst die Wärmeentnahme vorangehender Verbraucher die nachfolgenden Temperaturen. Ein Tichelmann-System kann ähnliche hydraulische Weglängen begünstigen, ersetzt aber nicht die Auslegungsrechnung. Heizflächen können Heizkörper, Konvektor oder wassergeführte Fußbodenheizung sein. Plane bei gemischten Temperaturbereichen geeignete Regel- und gegebenenfalls Mischgruppen. Der Wärmeerzeuger selbst wird vertieft in anderen VAT-Lernfeldern behandelt; hier steht die Übergabe und Verteilung der Wärme im Mittelpunkt.

Englische Bauteilbegriffe: supply line = Vorlaufleitung; return line = Rücklaufleitung; radiator = Heizkörper; underfloor heating = Fußbodenheizung; circulation pump = Umwälzpumpe; balancing valve = Abgleichventil; pipe fitting = Rohrverbindungsstück; manifold = Verteiler; insulation = Wärmedämmung. Beachte Herstellertexte und Symbollegenden in beiden Sprachen.

Planungsregel: Stelle bereits beim Variantenvergleich Fragen zu Materialeinsatz, Reparierbarkeit, Energiebedarf der Pumpen, niedrigen Systemtemperaturen, Nutzerkomfort, Barrierefreiheit bei der Wartung und Lebenszykluskosten. Die aktuell als geltend ausgewiesene DIN EN 12828:2014-07 behandelt die Planung wassergeführter Heizsysteme. Sicherheits- und Produktanforderungen werden nicht allein durch eine Schemazeichnung erfüllt.

Wärmeverluste, U-Wert und Norm-Heizlast

Wärmemenge, Wärmeleistung und Wärmedurchgang

Wärmeleistung P beziehungsweise Φ gibt Energie pro Zeit in Watt an; Wärmemenge Q wird beispielsweise in Kilowattstunden erfasst. Eine konstante Leistung von 2 kW während 3 Stunden liefert 6 kWh. Eine Heizlast in kW ist deshalb nicht mit einem jährlichen Heizenergiebedarf in kWh zu verwechseln.

Der Wärmedurchgangskoeffizient U beschreibt den Wärmestrom durch ein Bauteil pro Fläche und Temperaturdifferenz, Einheit W/(m²·K). Im vereinfachten stationären Modell eines ebenen, homogenen Schichtaufbaus gilt R = Rsi + Σ(d/λ) + Rse und U = 1/R. Dabei ist d die Schichtdicke in Metern, λ die Wärmeleitfähigkeit in W/(m·K), und Rsi/Rse sind passende innere beziehungsweise äußere Wärmeübergangswiderstände. Wärmebrücken und Feuchte bleiben in diesem ersten Rechenmodell unberücksichtigt; eine normgerechte Bauteil- und Gebäudeanalyse muss sie gegebenenfalls gesondert behandeln.

Durchgerechnetes Bauteilbeispiel: Eine Beispielwand besteht aus 0,24 m Mauerwerk mit λ = 0,80 W/(m·K), ergänzt um 0,12 m Dämmstoff mit λ = 0,040 W/(m·K). Für eine exemplarische Randbedingung werden Rsi = 0,13 und Rse = 0,04 m²·K/W vorgegeben. R = 0,13 + 0,24/0,80 + 0,12/0,040 + 0,04 = 3,47 m²·K/W. Damit beträgt U = 1/3,47 = 0,288 W/(m²·K). Ohne Dämmschicht wäre R = 0,47 und U ungefähr 2,13 W/(m²·K). Bei 12 m² Fläche und 30 K Temperaturdifferenz ergibt das vereinfacht Φ = U · A · ΔT: gedämmt etwa 104 W, ungedämmt etwa 766 W. Die rechnerische Differenz von rund 662 W ist ein Momentanwert unter den gewählten Annahmen, keine unmittelbar ablesbare Jahresersparnis.

Temperaturverlauf: Innerhalb einer homogenen Schicht verläuft die Temperatur im eindimensionalen stationären Modell annähernd linear. Wo ein hoher Wärmewiderstand liegt, fällt ein besonders großer Teil der Temperaturdifferenz ab. Reale Ecken, Befestigungen und Anschlüsse erzeugen mehrdimensionale Wärmebrücken; prüfe sie getrennt.

Bild: Stationärer Wärmestrom durch eine Wand; Quelle: Commons, MikeRun, CC BY-SA 4.0.

Bild: Veranschaulichte Temperaturen und Isothermen einer gedämmten Mauerwerkswand; Quelle: Commons, Htflux, CC BY-SA 4.0. Nutze Farbdarstellungen nicht als Ersatz für einen zahlenmäßig belegten Wärmebrückennachweis.

Vom Wärmeverlust zur raumweisen Heizlast

Die Norm-Heizlast bestimmt die Leistung, die bei festgelegten Auslegungsbedingungen zur Aufrechterhaltung der Raumtemperatur notwendig ist. Ein erster didaktischer Ansatz addiert Transmissionswärmeverluste durch Bauteile und Lüftungswärmeverluste; eine zusätzliche Aufheizleistung wird nur gemäß konkretem Verfahren und vereinbarter Betriebsweise berücksichtigt. Für einen Bauteilabschnitt zum Außenklima kannst du überschlägig Φ_T = U · A · (θ_i − θ_e) rechnen. Für eine stark vereinfachte Lüftungsabschätzung gilt Φ_V ≈ 0,34 · n · V · ΔT in W bei Luftwechsel n in 1/h und Raumvolumen V in m³. Diese Hilfsformel behandelt weder komplexe Luftströmungen noch alle normativen Korrekturen.

Beispiel Lüftung: V = 50 m³, n = 0,5 pro Stunde und ΔT = 30 K ergeben 0,34 · 0,5 · 50 · 30 = 255 W. Werden 450 W Transmission aus den zugehörigen Bauteilen ermittelt, ergibt sich eine überschlägige Summe von 705 W. Das ist keine bestätigte Norm-Heizlast: Nachbarraumtemperaturen, Lüftungskonzept, Wärmebrücken, Erdreich und die maßgeblichen Randbedingungen müssen gesondert berücksichtigt werden.

Für die freizugebende raumweise Berechnung gelten DIN EN 12831-1:2017-09 und die nationalen Ergänzungen DIN/TS 12831-1:2020-04, einschließlich projektspezifischer Norm-Außentemperatur. Verwende dafür qualifizierte Berechnungssoftware und prüfe Eingabedaten, Plausibilität und Ausgaberevision. Die Beispiele hier illustrieren Grundprinzipien; sie geben keine Normtabellen wieder.

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Fachvideo: „Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 – einfach erklärt (inkl. Wärmepumpe)“, Haustechnik verstehen – Martin Schlobach, 04.02.2026. Beachte den Unterschied zwischen einer vereinfachten Erklärung und einer vollständig dokumentierten Normberechnung; beim Abspielen gelten die Datenschutzbedingungen der Videoplattform.

Heizkörper und Flächenheizungen auslegen

Heizkörperleistung richtig vergleichen

Ein Heizkörper muss bei den tatsächlich vorgesehenen Vorlauf-, Rücklauf- und Raumtemperaturen ausreichend Leistung abgeben. Das Herstellerdatenblatt führt Kennlinien und Leistungsangaben; die DIN EN 442-2:2015-03 behandelt Prüfung und Leistungsangabe von Radiatoren und Konvektoren. Eine Katalog-Nennleistung gilt nicht automatisch bei jeder Vorlauftemperatur.

Anschauliche Umrechnung, nur zur Vorprüfung: Ein fiktiver Heizkörper sei bei einer mittleren Übertemperatur von rund 50 K mit 2.000 W angegeben. Für 45 °C Vorlauf, 35 °C Rücklauf und 20 °C Raumtemperatur ergibt sich eine logarithmische mittlere Übertemperatur von etwa (25 − 15)/ln(25/15) = 19,6 K. Mit einem ausdrücklich angenommenen, produktspezifisch zu verifizierenden Exponenten n = 1,3 ergibt die vereinfachte Kennlinie 2.000 · (19,6/50)^1,3 ≈ 590 W. Du darfst folglich nicht 2.000 W als verfügbare Niedertemperaturleistung eintragen. Die echte Gerätewahl erfolgt anhand der passenden Herstellertabelle, der Anschlussart, der Einbausituation und der berechneten Raumheizlast.

Bild: Heizkörper mit Thermostat; Commons, Rugby471 und Bios, CC BY-SA 3.0.

Wassergeführte Flächenheizung

Bei einer wassergeführten Fußbodenheizung geben im Fußboden verlegte Rohre Wärme großflächig an den Raum ab. Wichtige Parameter sind nutzbare Heizfläche, Rohrabstand, Aufbauhöhe, Bodenbelag samt Wärmedurchlasswiderstand, Vor- und Rücklauftemperatur, Druckverlust je Heizkreis, Randzonen und Oberflächentemperatur. Die DIN EN 1264-2:2021-08 behandelt die Bestimmung der Wärmeleistung solcher Fußbodenheizungen. Grenzwerte und Auslegungskennlinien sind aus gültiger Norm und geprüftem Systemdatenblatt zu übernehmen; ein einfacher W/m²-Richtwert ersetzt sie nicht.

Beispiel zur Vorprüfung: Für einen Raum mit vorgegebener Heizlast von 800 W und 12 m² tatsächlich aktiver Fläche beträgt die erforderliche mittlere spezifische Leistung 800/12 = 66,7 W/m². Prüfe anhand von System- und Bodenbelagsdaten, ob diese Leistung bei zulässigen Oberflächentemperaturen und einem geeigneten Heizkreisaufbau erreichbar ist. Ist sie es nicht, braucht der Raum eine andere oder zusätzliche Heizfläche; einfach höhere Wassertemperaturen anzusetzen ist keine belastbare Lösung.

Bild: Schematischer Aufbau einer wassergeführten Flächenheizung; Commons, Caroline Karmann/Center for the Built Environment, UC Berkeley, CC BY-SA 3.0.

Bild: Ein Heizkreisverteiler einer Fußbodenheizung im Rohbau; Commons, Tetris L, CC BY-SA 3.0.

Vergleich: Heizkörper können schnell auf geänderte Wärmeanforderungen reagieren und eignen sich für bestimmte Nachrüstungen; Flächenheizungen ermöglichen häufig geringe Systemtemperaturen, benötigen jedoch abgestimmten Aufbau und Platz. Beurteile Varianten nach Gebäudebestand, Regelbarkeit, Behaglichkeit, Materialeinsatz und Wartbarkeit – nicht nach einem einzigen Werbewert.

Rohrnetz, hydraulischer Abgleich und Pumpen

Verteilung, Werkstoff, Rohrquerschnitt und Wärmedämmung

Zeichne Vorlauf und Rücklauf von den Anschlusspunkten zu jeder Heizfläche. Koordiniere Trassen mit Architektur, Elektrotechnik, Brandschutz, Tragwerk und Revisionsöffnungen. Wähle Rohrwerkstoff und Verbindungstechnik anhand zugelassener Systemkomponenten, Druck- und Temperaturbereich, Ausdehnung, Korrosion, Verlegemethode und Herstellerangaben. Kupfer, Stahl, geeignete Kunststoffe und Mehrschichtverbundrohre haben unterschiedliche Fügeverfahren und Einsatzgrenzen. Nicht jedes Fitting passt zu jedem Rohr.

Für wassergeführte Heizkreise gilt als didaktische Energiebilanz näherungsweise P [kW] = 1,163 · V̇ [m³/h] · ΔT [K], wenn Wasser mit typischen Stoffwerten verwendet wird. Bei 1,20 kW und einer Spreizung von 10 K ist V̇ = 1,20/(1,163 · 10) = 0,103 m³/h = 103 l/h. Die Strömungsgeschwindigkeit ergibt sich aus v = V̇/A. Ein Volumenstrom von 0,172 m³/h entspricht 0,0000478 m³/s; durch einen angenommenen tatsächlichen Innendurchmesser von 12 mm (A ≈ 0,000113 m²) fließt das Wasser mit etwa 0,42 m/s. Beachte: Nenndurchmesser und tatsächlicher Innendurchmesser können sich unterscheiden; prüfe Tabellen des konkreten Rohrsystems, Geräusch- und Druckverlustanforderungen.

Rohrdämmung: Der alte KMK-Plan nennt noch die Energieeinsparverordnung (EnEV). Verwende sie nicht als aktuelle Rechtsquelle. In der zum Recherchezeitpunkt Oktober 2026 amtlich veröffentlichten Fassung des Gebäudemodernisierungsgesetzes (GModG) behandeln § 69 und Anlage 8 die Begrenzung von Rohrleitungsverlusten. Beispiel: Bei einer dort erfassten wärmeführenden Leitung mit einem Innendurchmesser bis 22 mm und Dämmstoff mit 0,035 W/(m·K) ist im Regelfall eine Dämmstärke von 20 mm vorgesehen. Je nach Einbauort gelten wichtige Ausnahmen oder abweichende Anforderungen. Prüfe im echten Projekt aktuelle Fassung, Leitungslage, Bezugstemperatur, Brandschutz und Materialkennwerte, anstatt einen Einzelwert pauschal auf jede Leitung zu übertragen.

Hydraulischer Abgleich und Pumpenauswahl

Beim hydraulischen Abgleich werden die vorgesehenen Volumenströme auf die Verbraucher verteilt. Zu hoher Volumenstrom kann Ventilgeräusche und unnötige Pumpenarbeit begünstigen; zu geringer Volumenstrom verhindert die geforderte Wärmeabgabe. Die VdZ-Fachregel beschreibt die planerische Ermittlung, Einstellwerte und Dokumentation. Der aktuelle § 60c GModG ist für die dort geregelten größeren Gebäude zu beachten; seine Pflicht nicht ohne Prüfung auf alle Kleinanlagen verallgemeinern.

Eine Umwälzpumpe muss bei dem erforderlichen Gesamtvolumenstrom die Druckverluste des ungünstigsten durchströmten Wegs überwinden. Einzelne parallel geschaltete Heizkreise werden im Pumpendruck nicht einfach addiert. Für die Umrechnung zwischen Druck und Förderhöhe gilt näherungsweise H = Δp/(ρ · g). Bei einer aus Rohrnetz- und Ventildaten ermittelten Druckdifferenz von 20.000 Pa und ρ ≈ 1.000 kg/m³ erhältst du H ≈ 20.000/(1.000 · 9,81) = 2,04 m. Suche den Betriebspunkt in der Pumpenkennlinie und prüfe Regelart, Mindestförderstrom, Wirkungsgrad, Geräusch, elektrische Leistung und Ventilautorität. Baue keine willkürlich große Pumpenreserve ein.

Wasserqualität und Sicherheit: Die VDI 2035 Blatt 1:2021-03 behandelt Steinbildung und wasserseitige Korrosion. Druckhaltung, Materialpaarungen und Wasserbehandlung sind mit Fachplanung und Herstellerangaben abzustimmen. Öffnen von Druckanlagen, Heißarbeiten, Arbeiten an Pumpenelektrik und Inbetriebnahme dürfen Auszubildende ausschließlich unter befugter fachlicher Aufsicht und auf Grundlage der Gefährdungsbeurteilung ausführen. Eine gefahrlose Alternative ist ein CAD-Modell, ein Rechner für Rohrnetzvarianten oder ein druckloses transparentes Kreislaufmodell ohne Netzspannungsanschluss. Beachte TRBS 1111 und TRBS 1112 sowie betriebliche Schutzmaßnahmen.

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Fachvideo: „Hydraulischer Abgleich: Die 4 Methoden einfach erklärt“, Kälte Klima Felix, 25.01.2026. Analysiere kritisch, welche Aussagen für eine norm- und regelgerechte Planung durch belastbare Rechen- und Einstellnachweise ergänzt werden müssen.

Praxisauftrag, CAD-Dokumentation und Qualitätssicherung

Fiktiver Auftrag mit vollständig erläutertem Rechenweg

Auftrag: Plane die Wärmeverteilung eines fiktiven kleinen Bürotrakts. Die Raumheizlast sei aus einer separaten, dokumentierten Normberechnung verbindlich vorgegeben: Besprechungsraum A 1.200 W, Arbeitsraum B 800 W. Der Planungsansatz lautet 45 °C Vorlauf, 35 °C Rücklauf und 20 °C Raumtemperatur. Ein Zweirohrsystem soll zwei wassergeführte Heizkörper versorgen. Es liegen keine persönlichen Gebäude-, Kunden- oder Betriebsdaten vor.

Schritt 1 – Anforderungen: Beide Raumleistungen müssen bei 45/35/20 nachweisbar erreicht werden. Prüfe Fenstersituation, freie Heizkörperaufstellung, Anschlussrichtung, Wartungszugang und Schall. Erfasse Planstand und Hinweis, dass die Heizlast extern nach DIN EN 12831-1 mit DIN/TS 12831-1 berechnet wurde.

Schritt 2 – Heizflächen: Wähle anhand eines aktuellen Herstellerdatenblatts für Raum A einen Heizkörper mit nachgewiesener Leistung von mindestens 1.200 W und für B mindestens 800 W bei den festgelegten Temperaturen. Dokumentiere Typ, Abmessungen, Anschlussart und die jeweilige Herstellerkennlinie. Weil kein konkretes Produktdatenblatt Bestandteil der Aufgabenannahmen ist, bleiben Hersteller und Artikelnummer bis zur Katalogprüfung offen. Eine 2.000-W-Nennangabe bei 75/65/20 reicht als Beleg nicht aus.

Schritt 3 – Soll-Volumenströme: Bei ΔT = 10 K berechnest du A: 1,2/11,63 = 0,1032 m³/h = 103 l/h; B: 0,8/11,63 = 0,0688 m³/h = 69 l/h; gemeinsam 2,0/11,63 = 0,1720 m³/h = 172 l/h. Die Addition beider Einzelströme ergibt innerhalb der Rundung denselben Gesamtwert.

Schritt 4 – Rohrnetzentwurf: Hauptleitung vor der Abzweigung als Modell mit wirklichem Innendurchmesser 12 mm: A = π · 0,012²/4 ≈ 0,0001131 m². Bei 172 l/h fließen 0,0000478 m³/s und v ≈ 0,42 m/s. Für beide Verbraucherzweige darfst du vorläufig einen Innendurchmesser von 10 mm untersuchen: A ≈ 0,0000785 m², v_A ≈ 0,36 m/s, v_B ≈ 0,24 m/s. Dies ist eine Strömungs-Vorprüfung, keine vollständige Dimensionierung; Reibungs- und Einzelwiderstände, zulässiger Differenzdruck, Nenngrößen und Systemkomponenten müssen in der Rohrnetzberechnung verifiziert werden.

Schritt 5 – Werkstoff und Dämmung: Untersuche Mehrschichtverbundrohr und Kupfer hinsichtlich zugelassener Verbindungstechnik, Ausdehnung, Korrosion, Montagezeit, Preis und Wiederverwertbarkeit. Für das Beispiel wird eine Wärmeleitung im unbeheizten Installationsschacht angenommen. Für einen tatsächlichen Innendurchmesser bis 22 mm prüfst du unter den genannten Annahmen die 20-mm-Regel aus Anlage 8 GModG, dazu Brandschutzabschottungen und die genauen baulichen Randbedingungen.

Schritt 6 – Druckverlust und Pumpe: Ein fiktiver, als Software-Modellergebnis gekennzeichneter Rechenlauf liefert für den ungünstigsten Kreislauf einschließlich Armaturen 20 kPa bei Auslegungsvolumenstrom. Daraus folgt H ≈ 2,04 m. Vergleiche die Pumpenkennlinie bei 0,172 m³/h und 20 kPa; die Pumpenauswahl ist erst mit einem echten Kennblatt abgeschlossen. Die 20 kPa lassen sich ohne Rohrlängen, Formstücke und Widerstandsdaten nicht aus der Geschwindigkeit ableiten.

Schritt 7 – Abgleich: Für A sind 103 l/h und für B 69 l/h zu dokumentieren. Falls am jeweiligen Regelventil im Modell 10 kPa (= 0,1 bar) anliegen, liefert die überschlägige Ventilkennzahl kv = V̇/√Δp mit V̇ in m³/h und Δp in bar: kv_A ≈ 0,33 und kv_B ≈ 0,22. Diese Werte sind keine direkt übertragbaren Voreinstellpositionen; diese ergeben sich nur aus den Kennlinien des ausgewählten Ventils. Prüfe die Konsistenz der angenommenen Ventildruckverluste mit der vollständigen Druckbilanz.

Arbeitsplan und prüfbares Arbeitsergebnis

Arbeitsschritt	Ergebnisdatei oder Nachweis	Prüfkriterium
Raumdaten, Planrevision und Lastannahmen sichern	Raumbuch als Tabelle	Beide Räume, Einheiten und Herkunft der 1.200/800 W sind dokumentiert
Heizflächen recherchieren	Vergleich mit Herstellerdatenblatt	Leistung bei 45/35/20 ist für jeden Raum belegt
Rohrführung in CAD skizzieren	Grundriss und Strangschema	Vorlauf, Rücklauf, Fließrichtung und Kollisionen sind erkennbar
Hydraulik berechnen	Rechenblatt und Rohrnetzdokumentation	103/69/172 l/h, Rohrinnenmaße und Geschwindigkeiten sind nachvollziehbar
Rohrnetz und Pumpenbetriebspunkt prüfen	Softwarebericht samt Pumpenkennlinie	Ungünstigster Kreis, Druckverluste und 20-kPa-Modellannahme sind gekennzeichnet
Material und Montage planen	Isometrie und Stückliste	Längen, Fittings, Armaturen, Dämmsystem und offene Produktdaten sind ausgewiesen
Qualitätsprüfung und Übergabe	Prüfprotokoll mit Änderungsverzeichnis	Revisionsstand, Quellen, sichere Zuständigkeiten und Freigaben sind vorhanden

Mindestbestandteile der Abgabe: (a) eine 2D-CAD-Zeichnung mit eindeutigem Vorlauf/Rücklauf, Maßstab und Legende, (b) eine einfache Isometrie der Leitungswege mit Armaturen, (c) Heizflächenvergleich, (d) Hydraulik-Rechenblatt mit Einheiten und Rundungen, (e) Stückliste mit noch zu prüfenden Artikelnummern, (f) Prüfprotokoll. Modellrohrlängen dürfen zu Übungszwecken gewählt werden, müssen aber zu Zeichnung und Liste passen. Die Zeichnung soll beispielsweise ein Beispielnetz mit 24 m gemeinsamen Vor- und Rücklaufleitungen sowie nachvollziehbar bemaßten Abzweigungen abbilden; die tatsächlichen Leitungslängen sind aus der Zeichnung zu ermitteln.

Bewertungsraster und typische Fehler

Kriterium	Maximalpunkte	Erkennbarer Qualitätsnachweis
Auftragsanalyse und Raumbuch	15	Alle Randbedingungen, Unsicherheiten, Planstände
Heizlastverständnis und Wärmeverluste	15	Physikalisch richtige Größen, normgerechte Herkunft der Lastwerte
Heizflächen und Werkstoffe	20	Auswahl für reale Systemtemperatur; nachvollziehbarer Vergleich
Hydraulik und Pumpen	20	Rechenwege, korrekte Volumenstromsumme und kritischer Kreis
CAD, Schema und Stückliste	15	Lesbare, konsistente und prüfbare Unterlagen
Sicherheit, Recht, Umwelt und Datenschutz	10	Geltende Bezüge, Aufsicht und ressourcenschonende Variante
Reflexion und Präsentation	5	Fehlerkontrolle und begründete Entscheidung
Gesamt	100	Vor Freigabe offene Punkte schließen

Häufige Fehler und Gegenprüfung: U-Wert und Wärmeleitfähigkeit verwechseln; Watt statt Kilowatt in die Volumenstromformel einsetzen; Nenndurchmesser mit Innendurchmesser gleichsetzen; Heizkörperleistung bei falschen Temperaturen ablesen; die Druckverluste paralleler Stränge addieren; Pumpenhöhe mit Gebäudehöhe verwechseln; fehlende Rohrdämmung durch „warme Räume“ pauschal rechtfertigen; veraltete EnEV-Texte als aktuelle Regeln zitieren; Hersteller-Kv-Werte ohne Kennlinie in Ventilstellungen übersetzen. Führe vor Abgabe einen Einheitencheck, einen unabhängigen Überschlag und einen CAD-gegen-Stückliste-Abgleich durch.

Digital, nachhaltig und sicher arbeiten: Nutze versionierte, möglichst herstellerneutrale CAD-/BIM-Modelle mit definiertem Datenexport, überprüfe proprietäre Objektbibliotheken und kennzeichne KI-generierte Planungsinhalte zur eigenständigen Prüfung. Verarbeite nur fiktive Raum- und Kundendaten in offenen Übungen. Plane vermeidbare Materialabfälle, optimierte Vorlauftemperaturen, bedarfsgerechte Pumpen und Zugänglichkeit für Reparaturen. Betriebliches Prüfen unter Druck, Schneiden, Löten, Schweißen und Arbeiten an Elektrotechnik sind nicht Teil der eigenständigen Lernversuche. Simulation oder druckloses Modell sind die sichere Alternative.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Prüfe dein Fachwissen

Welche Kombination ist die tragfähige Grundlage für die Heizflächenauslegung? (Raumweise Heizlast und Leistung bei tatsächlichen Systemtemperaturen) (!Ausschließlich die jährliche Heizkostenabrechnung) (!Nur die verfügbare Wandlänge) (!Nur die Nennleistung des Wärmeerzeugers)

Was bedeutet ein niedriger U-Wert eines Bauteils im gleichen Temperaturgefälle? (Geringerer Wärmestrom je Quadratmeter) (!Höherer Wärmestrom je Quadratmeter) (!Immer höhere Lüftungswärmeverluste) (!Eine höhere elektrische Pumpenleistung)

Was ergibt das vereinfachte Bauteilmodell mit R gleich 3,47 Quadratmeterkelvin je Watt für den U-Wert? (Ungefähr 0,288 Watt je Quadratmeterkelvin) (!Ungefähr 3,47 Watt je Quadratmeterkelvin) (!Ungefähr 12 Watt je Quadratmeterkelvin) (!Ungefähr 104 Kilowatt je Quadratmeter)

Warum ist ein Überschlag aus Transmission und einfacher Lüftungsformel noch keine vollständige Norm-Heizlast? (Weil weitere normative Randbedingungen und gegebenenfalls Zuschläge geprüft werden müssen) (!Weil die Norm-Heizlast nur den Strombedarf der Pumpe bezeichnet) (!Weil Raumtemperaturen in der Norm-Heizlast keine Rolle spielen) (!Weil immer nur die Grundfläche benötigt wird)

Welche Spreizung liegt zwischen 45 Grad Vorlauf und 35 Grad Rücklauf? (Zehn Kelvin) (!Fünfunddreißig Kelvin) (!Fünfundvierzig Kelvin) (!Achtzig Kelvin)

Warum reicht die Heizkörper-Nennleistung bei einer anderen Temperaturkombination nicht als Auswahlbeleg? (Weil die abgegebene Leistung von Heizmittel- und Raumtemperatur abhängt) (!Weil alle Heizkörper stets die gleiche Leistung abgeben) (!Weil die Rücklauftemperatur grundsätzlich ohne Wirkung ist) (!Weil das Material allein jede Leistung festlegt)

Welcher Volumenstrom ist bei 1,2 Kilowatt und zehn Kelvin Spreizung für Wasser ungefähr erforderlich? (103 Liter je Stunde) (!12 Liter je Stunde) (!1200 Liter je Stunde) (!1030 Liter je Minute)

Welche Druckverlustbetrachtung ist für die Pumpenauswahl eines parallelen Zweirohrnetzes maßgebend? (Der ungünstigste hydraulische Kreislauf bei geplantem Gesamtdurchfluss) (!Die Summe aller parallelen Strangdruckverluste) (!Nur die senkrechte Gebäudehöhe) (!Nur die Rohrlänge ohne Armaturen)

Was ist das unmittelbare Ziel des hydraulischen Abgleichs? (Die berechneten Sollvolumenströme den Heizkreisen zuzuordnen) (!Alle Heizkreise vollständig zu drosseln) (!Jeden Heizkörper unabhängig von seiner Last gleich stark zu durchströmen) (!Die Dämmung sämtlicher Rohre zu ersetzen)

Was ist bei der Planung einer Leitung im unbeheizten Schacht zuerst zu prüfen? (Aktueller Rechtsstand sowie Lage und Dämmstoffkennwerte der Leitung) (!Nur die historische Energieeinsparungsverordnung von 2011) (!Ausschließlich die Farbe der Rohrisolierung) (!Nur der Außendurchmesser des Rohrpakets ohne Einbaulage)

Memory

Ordne jeweils den Fachbegriff der passenden Erklärung zu. Die Zuordnung wird im Spiel ausgewertet.

Raumheizlast	Erforderliche Wärmeleistung eines bestimmten Raums unter Auslegungsbedingungen
Spreizung	Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf
Dämmstärke	Dicke einer Wärmedämmschicht am Bauteil oder Rohr
Umwälzpumpe	Fördert den erforderlichen Volumenstrom durch den Heizkreislauf
Heizkreisverteiler	Verteilt Heizwasser auf mehrere angeschlossene Teilkreise
Isometrie	Räumlich anschauliche technische Darstellung der Leitungsführung

Drag and Drop

Ordne links den jeweils passenden Begriff zur Beschreibung rechts zu. Erkläre nach dem Versuch deine Zuordnung in eigenen Worten.

Passender Begriff	Beschreibung
Wärmedurchgangskoeffizient	Kennwert für den stationären Wärmedurchgang durch ein Bauteil
Niedertemperaturheizkörper	Abgabefläche, deren Leistung bei abgesenkten Systemtemperaturen nachgewiesen werden muss
Rohrnetzberechnung	Bestimmt Verteilung der Ströme und Druckverluste auf den Leitungswegen
Pumpenkennlinie	Zeigt den Zusammenhang zwischen Förderstrom und erreichbarer Förderhöhe
Stückliste	Geordnete Aufstellung der benötigten Bauteile und Mengen

Kreuzworträtsel

Finde die Fachwörter anhand ihrer präzisen Beschreibungen.

Heizlast	Wie heißt die unter Auslegungsbedingungen benötigte Wärmeleistung eines Raumes?
Spreizung	Welcher Begriff bezeichnet die Differenz zwischen Vorlauf- und Rücklauftemperatur?
Rücklauf	Wie heißt die Leitung, die abgekühltes Heizwasser vom Verbraucher zurückführt?
Dämmung	Wie heißt die Schicht, die unerwünschte Wärmeverluste einer Rohrleitung verringert?
Isometrie	Wie heißt eine räumlich wirkende technische Leitungsdarstellung?
Ventil	Welches Bauteil kann den Durchfluss begrenzen oder regeln?

LearningApps

Suche nach ergänzenden Übungen zur Wärmeverteilung; die externe Suche ist keine Behauptung, dass bereits eine konkrete geprüfte Lernapp zu diesem Titel existiert. Öffne externe Inhalte nur nach den Datenschutzregeln deiner Bildungseinrichtung.

Lückentext

Ergänze jeweils einen Fachbegriff oder die passende Größe. Achte darauf, dass jede Aussage nur eine Lücke hat.

Ergänze die Aussagen zur Wärmeverteilung.

Die zur Aufrechterhaltung der Normtemperatur benötigte Wärmeleistung eines Raums heißt .

Der Wärmedurchgang durch ein Bauteil wird unter anderem mit dem beschrieben.

Die Einheit der Wärmeleistung ist das .

Die Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf heißt .

In einem wassergeführten Netz bezeichnet der Begriff das geförderte Wasservolumen pro Zeit.

Der hydraulische stimmt die Sollströme der Heizkreise aufeinander ab.

Die Pumpe muss den Druckverlust des ungünstigsten überwinden.

Eine räumlich wirkende technische Leitungszeichnung nennt man .

Eine strukturierte Aufstellung benötigter Komponenten heißt .

Bei einer Flächenheizung sind die zulässigen zu berücksichtigen.

Offene Aufgaben

Leicht

1. Grundriss: Markiere auf einem fiktiven Raumplan Heizkörperstandorte, Vorlauf und Rücklauf in zwei Farben und notiere fünf offene Planungsfragen.
2. Wärmedurchgangskoeffizient: Berechne U für die Beispielwand einmal mit und einmal ohne Dämmschicht und erläutere den Unterschied für 12 m² und 30 K.
3. Heizkörper: Erstelle ein zweisprachiges Mini-Glossar mit sechs tatsächlich verwendeten deutschen und englischen Fachwörtern und passenden Symbolen.
4. Fußbodenheizung: Zeichne das Prinzip eines Heizkreisverteilers und beschrifte Vorlauf, Rücklauf, Durchflussanzeige und Regelmöglichkeiten.

Standard

1. Heizlast: Führe den überschlägigen Verlustvergleich zweier synthetischer Räume aus und kennzeichne die fehlenden Angaben für eine normgerechte Berechnung.
2. Rohrnetz: Berechne aus den 1.200 W und 800 W des Praxisfalls bei zehn Kelvin Spreizung die Sollströme und prüfe die Gesamtbilanz mit Einheiten.
3. Technisches Zeichnen: Erzeuge ein vereinfachtes Grundrissschema und eine Isometrie des Zweirohrnetzes in CAD; führe jede Leitung in einer Stückliste nach.
4. Wärmedämmung: Vergleiche zwei zulässige Rohrdämmstoffe unter gleichen Randbedingungen anhand von Leitfähigkeit, nötiger Dicke, Ressourcenaufwand und Kosten.

Schwer

1. Hydraulischer Abgleich: Lege für einen fiktiven dritten Raum einen zusätzlichen Heizkreis an; berechne neue Volumenströme und begründe die erforderliche Nachrechnung von Rohrnetz und Pumpe.
2. Heizkörperauslegung: Vergleiche anhand aktueller Herstellerdaten ein Heizkörper- und ein Flächenheizungskonzept für Raum B einschließlich Systemtemperatur, Behaglichkeit und Einbaugrenzen.
3. CAD: Baue ein versioniertes, kollisionsgeprüftes TGA-Teilmodell mit Bauteilliste, Änderungsprotokoll und datenminimiertem Export auf; dokumentiere die kritischen Prüfstellen.
4. Energieeffizienz: Entwickle eine Optimierungsvariante mit niedrigerer Systemtemperatur; prüfe Auswirkungen auf Heizflächenleistung, Sollvolumenstrom, Druckverlust und Betriebskosten ohne unbelegte Einsparversprechen.

Lernkontrolle

Bearbeite mindestens die folgenden Transferkontrollen unabhängig vom Multiple-Choice-Quiz. Deine Unterlagen sollen Rechenweg, Annahmen, Quellenstand, Einheit und Selbstkontrolle enthalten.

1. Wärmeübertragung: Eine zusätzliche Dämmlage verändert den U-Wert. Erkläre mit einer eigenen Wärmefluss-Skizze, warum der Temperaturabfall über die Schichten anders verteilt ist und wo Wärmebrücken unberücksichtigt bleiben.
2. Heizlastberechnung: Unterscheide deine vereinfachte Transmissions- und Lüftungsrechnung von der Norm-Heizlast. Benenne fünf projektrelevante Eingabedaten, die du vor einer Freigabe kontrollieren würdest.
3. Heizflächen: Ein Katalog zeigt hohe Nennleistung, doch die vorgesehene Vorlauftemperatur sinkt. Erkläre ein überprüfbares Vorgehen zur Auswahl einer ausreichend großen Heizfläche.
4. Hydraulischer Abgleich: Ein entfernter Heizkörper wird zu kalt und ein naher ist überversorgt. Entwickle eine Prüfreihenfolge, die Raumheizlast, Ventile, Sollströme, Druckverluste und Pumpe berücksichtigt.
5. Pumpen: Begründe, weshalb der Pumpenbetriebspunkt aus dem ungünstigsten Kreis und dem Gesamtdurchfluss abgeleitet wird und weshalb mehr Pumpendruck nicht grundsätzlich besser ist.
6. Technische Dokumentation: Prüfe eine fremde fiktive CAD-Isometrie gegen Stückliste und Rechenblatt; protokolliere mindestens drei sachliche Abweichungen und eine sichere Korrektur.
7. Nachhaltigkeit: Vergleiche einen planerischen Optimierungsvorschlag nach ökologischen, wirtschaftlichen und sicherheitstechnischen Kriterien und kennzeichne Unsicherheiten.

Lernfeedback: Vergleiche nach der Bearbeitung die Angaben in Zeichnung, Berechnung und Stückliste. Begründe Abweichungen, korrigiere sie mit Versionsvermerk und bitte zuerst eine Lernpartnerin oder einen Lernpartner, dann eine befugte Fachkraft um Rückmeldung. Ein bloßes richtiges Zahlenresultat ohne Datenbasis ist kein freigabefähiger Nachweis.

Lernnachweis

Abzugeben ist ein digitales, prüfbares Projektpaket zum beschriebenen fiktiven Bürotrakt. Es enthält ein Raumbuch, die als Vorgabe gekennzeichnete Norm-Heizlastquelle, einen Heizflächenvergleich für 45/35/20, ein Rechenblatt mit 103/69/172 l/h und Geschwindigkeiten, das hydraulische Netzschema, einen überprüften Pumpenbetriebspunkt oder eine explizit offene Auswahl, eine CAD-Isometrie mit Stückliste und ein Prüfprotokoll. Verwende das 100-Punkte-Raster im Fachkapitel für Selbst- und Fremdbewertung.

Kompetenzbelege: Du kannst auf dem Plan den Bedarf und Leitungsweg erklären, U-Wert und Heizlast korrekt unterscheiden, Herstellerdaten statt bloßer Nennwerte lesen, Rechenwege auf Plausibilität prüfen, die hydraulische Betriebsweise erläutern und offene sicherheits- oder rechtsrelevante Fragen an zuständige Personen weitergeben. Reiche zusätzlich eine kurze Reflexion ein: Welche Annahme hat das Ergebnis am stärksten beeinflusst? Welche Änderung würdest du vor einer echten Ausführung prüfen? Ein selbst gewähltes Szenario ist nur dann vergleichbar, wenn alle Randbedingungen und Bewertungen transparent bleiben.

Bewertungsgrenze: Dieses Lernpaket ist ein schulischer Kompetenznachweis, keine amtliche Anerkennung, keine Fachplanerfreigabe und keine Prüfungszulassung. Zuständige Kammer, Ausbildungsbetrieb und Berufsschule legen verbindliche Praxis- und Leistungsnachweise fest.

OER und Wikipedia

Verifizierte Grundlagen und Normenhinweise (Abruf und rechtlicher Stand: Oktober 2026):

• KMK: Rahmenlehrplan Technischer Systemplaner, Lernfeld 5 VAT, Druckseite 15.
• BIBB: Berufsprofil und Ausbildungsordnung, konsolidierte Vorschrift über die verlinkte Rechtsgrundlage.
• DIN EN 12831-1:2017-09 und DIN/TS 12831-1:2020-04 – Raumheizlast und nationale Ergänzungen; amtliche Normtexte sind urheberrechtlich geschützt und werden hier nicht abgedruckt.
• DIN EN 442-2:2015-03 – Heizkörperleistung; DIN EN 1264-2:2021-08 – Fußbodenheizungsleistung.
• DIN EN 12828:2014-07 – Planung wassergeführter Heizungsanlagen; Status und eventuelle Berichtigungen vor Projektfreigabe erneut prüfen.
• GModG, amtlich konsolidierte Fassung, insbesondere § 60c, § 69 und Anlage 8 – hydraulischer Abgleich bei erfassten Gebäuden und Rohrdämmung. Die ältere Bezeichnung EnEV im KMK-Rahmenlehrplan ist ein historischer Lehrplanbegriff.
• VdZ-Fachregel: Hydraulischer Abgleich – fachlicher Praxisleitfaden, Ausgabenstand und Förderregeln projektbezogen prüfen.
• VDI 2035 Blatt 1:2021-03 – Heizungswasser, Steinbildung und Korrosion.
• BAuA: aktuelle Technische Regeln für Betriebssicherheit – Gefährdungsbeurteilung, Instandhaltung und sichere Zuständigkeiten.
• Wikipedia: Heizlast und Wikipedia: Hydraulischer Abgleich – frei zugängliche Einführung, fachliche Aussagen anhand Primärquellen überprüfen.

Mediennachweise (Dateinamen, Lizenzangaben und Urheberschaft anhand der verlinkten Commons-Dateiseiten geprüft):

Videonachweise: Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 – einfach erklärt, „Haustechnik verstehen – Martin Schlobach“, publiziert 04.02.2026; Hydraulischer Abgleich: Die 4 Methoden einfach erklärt, „Kälte Klima Felix“, publiziert 25.01.2026. Beide sind externe, öffentlich angebotene Fachvideos; ihre Plattformlizenz bedeutet nicht, dass der Film als OER frei weiterverbreitet werden darf. Nur Einbettung beziehungsweise freiwilliges Öffnen über die Quellplattform, keine Kopie und kein Upload. Bei einer datenschutzsensiblen Nutzung stattdessen die vollständig im Text vorhandenen Beispiele und Papier-/CAD-Aufgaben verwenden.

Wikipedia zum Nachlesen:

Verknüpfte Lernbereiche

Wärmeverteilung und Heizflächenauslegung Wärmeübertragung und Wärmedurchgangskoeffizient Heizlast und Bauphysik Heizkörper und Fußbodenheizung Rohrnetz und Hydraulischer Abgleich Umwälzpumpe und Energieeffizienz Technisches Zeichnen und CAD Arbeitssicherheit und Datenschutz

Anschlussprojekte: Vergleiche verschiedene Dämmvarianten eines Modellgebäudes; entwickle ein Heizflächenkonzept für einen barrierearmen fiktiven Unterrichtsraum; simuliere Pumpenbetriebspunkte; exportiere eine kollisionsgeprüfte Isometrie und ein offenes Stücklistenformat. Verbindung zu Mathematik (Einheiten, Flächen, Gleichungen), Physik (Wärme und Druck), Chemie (Korrosion), Informatik (CAD/BIM), Wirtschafts- und Sozialkunde (Kosten und Kommunikation) sowie Nachhaltigkeit. Die Fachrichtungen Elektrotechnische Systeme und Stahl- und Metallbautechnik dienen hier ausschließlich als Vergleich für Schnittstellenplanung, nicht als zusätzliche Pflichtinhalte des Lernfeldes.

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