Der Marktanteil von Flächenheizungen steigt von Jahr zu Jahr. Mehrere Gründe sind ausschlaggebend, diese Wärmeverteilsysteme herkömmlichen Radiatoren oder Kompaktheizkörpern vorzuziehen. Der für Raumheizkörper an den Wänden erforderliche Platz kann sinnvoller genutzt werden. Die Staubverwirbelung durch thermische Luftzirkulation (Konvektion) wird weitgehend vermieden. Flächenheizungen gewährleisten eine optimale Temperaturverteilung. Ohne Komforteinbuße sind um ca. 2 Grad K niedrigere Raumlufttemperaturen möglich. Und nicht zuletzt zeichnen sich Flächenheizungen durch geringere Systemtemperaturen aus. Dadurch lässt sich Primärenergie einsparen.
Flächenheizungen sind Niedertemperaturheizungen mit einem Vorlauf-Temperaturniveau von 35 °C (Neubau) bis max. 60 °C (Altbau) und eignen sich besonders in Kombination mit regenerativen Niedrigenergiesystemen wie Wärmepumpen. Zu den üblichen Arten von Flächenheizungen gehören Fußbodenheizungen, Wandheizungen und Deckenheizungen.
Aufbau und Funktionsweise von Fußbodenheizungen
Der Aufbau von Fußbodenheizungen erfolgt auf einem tragenden Untergrund, meist Beton- oder Holzbalkendecken. Die Estrichkonstruktion besteht aus einer beheizten Estrichplatte (Lastverteilungsschicht), die auf einer Dämmschicht aufliegt. Für die wirtschaftliche und komfortable Nutzung von Fußbodenheizungen ist die Wärme- und Trittschalldämmung ein wichtiger Bestandteil. Zu beachten und einzuhalten sind hierbei die Vorgaben zu den Mindest- Wärmeleitwiderständen der Dämmschichten (m²K/W) unter der Fußbodenheizung – beschrieben in der DIN EN 1264-4 Raumflächenintegrierte Heiz- und Kühlsysteme mit Wasserdurchströmung, Teil 4 Installation. Ebenso wichtig und zu berücksichtigen sind die Anforderungen aus dem Energiebedarfsnachweis gemäß EnEV.
Bei Heizestrichen werden drei Bauarten unterschieden. Bei Variante eins handelt es sich um Systeme, bei denen sich die Rohren innerhalb des Estrichs befinden. Denkbar ist aber auch, dass die Rohre unterhalb des Estrichs verlegt sind. Und Variante drei sind Systeme mit Rohren im Ausgleichsestrich, auf den der Estrich mit einer zweilagigen Trennschicht aufgebracht wird.
Bei der als Standard angewendeten sogenannten Nassverlegung befinden sich die Heizrohre im Estrich und sind auf Trägermatten mit Schellen oder Klipsen befestigt oder in Noppenplatten eingebracht. Im Unterschied dazu werden bei der Trockenverlegung die Heizrohre auf vorgefertigten Hartschaummatten in Rillen oder Kanälen verlegt, ohne später den Fließestrich oder die Trockenplatten zu berühren.
In der Regel werden vernetzte Kunststoffrohre von der Rolle (80 bis 120 m lang) verwendet und als Standard in Schlangen oder Spiralen verlegt. Die Verlegeabstände zwischen den Rohrschlangen betragen meist 50 bis 200 mm.
Zur Aufnahme der Wärmeausdehnung der Last- und Verteilschicht und zur Begrenzung der Wärmeleitung an Wände sind Randdämmstreifen erforderlich. Heizflächen mit einer Größe über 30 m² und einzeln geregelte Heizzonen benötigen Dehnungsfugen. Im Bereich von Türdurchgängen ist das meist erforderlich.
Bei Warmwasser-Fußbodenheizungen darf die mittlere Temperatur im Bereich der Heizelemente bei Gussasphaltestrichen 45 °C, bei Calciumsulfat- und Zementestrichen 55 °C auf Dauer nicht überschreiten. Während die Wärmeabgabe über den Fußboden nach oben in den Raum durch Konvektion (ca. 30 %) und Strahlung (ca. 70 %) erfolgt, wird sie nach unten durch die Wärmedämmschicht blockiert. Bei einer Oberflächentemperatur von 27 °C und einer Raumlufttemperatur von 20 °C beträgt die Wärmeleistung beispielsweise 70 bis 80 W/m².
Planung, Auslegung und Dimensionierung
Aufgrund der jährlich tausendfach verbauten Fußbodenheizung greifen Installateure gerne auf ihre Erfahrung und ihr handwerkliches Geschick zurück. Aber Vorsicht: verlässt man sich zu sehr auf die Erfahrung, geschieht es hin und wieder, dass die vereinbarten Raumlufttemperaturen bei strengem Frost nicht erreicht werden. Sofern die Unterdeckung nicht ausgeglichen werden kann, zum Beispiel mit einem Kaminofen, ist ein teurer und aufwendiger Austausch des Heizestrichs die Folge. Es kommt auch vor, dass die auf der Fußbodenoberfläche eines Raums gemessenen Temperaturen um mehrere Grad K voneinander abweichen. Dieser Effekt ist für den barfuß laufenden Bewohner unangenehm und wirkt sich negativ auf die Behaglichkeit aus. In Deutschland und Europa sind Anwendungsnormen geschaffen worden, die als sogenannte allgemein anerkannte Regeln der Technik gelten. Vor der Montage ist immer eine Heizlastberechnung zu erstellen und im Anschluss die richtige Bemessung der Fußbodenheizung durch den Planer zu ermitteln. Die so per Software ermittelten Daten geben dem Installateur eine genaue Bauanleitung zum Beispiel hinsichtlich der Einteilung der Heizzonen, der Verlegeabstände der Heizleitungen oder der einzelnen Rohrleitungslängen bezogen auf die gewählte Auslegungs-Vorlauftemperatur. Die baulichen Aspekte für den Installateur, angefangen vom tragenden Untergrund über Dämmschichten und Randdämmstreifen bis hin zur Verrohrung und Dichtheitsprüfung sind ebenso geregelt.
Energieeinsparung und Komfortsteigerung durch hydraulischen Abgleich
Unter dem hydraulischen Abgleich versteht man die Begrenzung des Wasservolumenstroms auf den Wert, welcher dem Wärmebedarf des zu beheizenden Raumes oder einer Teilanlage entspricht. Die hydraulische Einregulierung von Rohrleitungen in Gebäuden ist nicht nur eine ökonomische und ökologische Notwendigkeit sondern vom Verordnungsgeber eindeutig gefordert (EnEV). Neben der damit erzielten Energieeinsparung wird zugleich der Umweltschutz verbessert und der Komfort für den Nutzer durch das Ausbleiben von Über- und Unterversorgungen und lästigen Strömungsgeräuschen nachhaltig gesteigert.
Dipl.-Ing. Jens-Uwe Nieß, Servicepartner des Bauherren-Schutzbund e.V.
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