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Vielfältiger Einsatzbereich

Flächenheiz- und -kühlsysteme eignen sich gleichermaßen für Neubau- und Objektinstallationen

Ob Neubau oder Sanierung – der Marktanteil von Fußbodenheizungen steigt. Ein Grund ist der Einsatz von Wärmeerzeugern mit niedrigen Systemtemperaturen.

Das Roth „ClimaComfort Trockenbau-System“ bietet Flexibilität in der Verlegung bei einem minimalen Gesamtaufbau von 43 mm. Zum System gehört ein formstabiles Metallverbundrohr. Bild: Roth Werke

Das „Klettsystem“ von Uponor kann sowohl ohne Setzwerkzeug als auch von einer Person auf der Dämmplatte montiert werden. Bild: Uponor

Das Markenkupferrohr „cuprotherm CTX“ ist in den Abmessungen 14 x 2 mm, 16 x 2 mm und 20 x 2 mm erhältlich und als offenes System konzipiert. CTX-Kupferrohre sind mit freigegebenen Verbindern anderer Hersteller kombinierbar, im Gegenzug sind CTX-Pressverbinder auch mit flexiblen Kupferrohren ausgewählter Fremdhersteller kompatibel. Bild: Wieland-Werke

Die „Fonterra-Systemplatten“ von Viega sind ausrollbar. Werkseitig aufgebrachte Montageclips sorgen für den nötigen Halt des Polybuten-Rohres. Bild: Viega

 

Flächenheiz- und -kühlsysteme haben in den vergangenen Jahren einen zunehmend hohen Marktanteil eingenommen und werden auch in der derzeit anhaltend starken Bautätigkeit im Neubau- und Objektsektor von vielen Bauherren und Investoren bevorzugt. Die Installation von Flächenheiz- und -kühlsystemen ist nicht an Raumgeometrien gebunden und erspart die Investition in unterschiedliche Systeme für Wärmeverteilung und Kühlung. Der Hauptbestandteil von Flächenheizungen, Flächenkühlungen und Thermischer Bauteilaktivierung sind Heizrohre, die am Markt vorwiegend als Kunststoffrohre in unterschiedlichen Rohrtypen sowie auch aus Kupfer zur Auswahl stehen.

Flächenheizungen übernehmen im Neubau zunehmend die gesamte Wärmeverteilung. Der Heizlast moderner Neubauten mit Werten zwischen etwa 35 und 75 W/m² steht eine mit Flächenheizung erreichbare Wärmestromdichte von rund 80 W/m² gegenüber. Damit lässt sich der Wärmebedarf vollständig mit einer Fußbodenheizung decken. So sind unter dieser Voraussetzung nur noch in Räumen oder Gebäudeteilen mit erhöhtem Wärmebedarf zusätzliche Wärmeabgabesyteme wie beispielsweise Heizkörper nötig. Nach Daten des BDH (Bundesindustrieverband Deutschland Haus-, Energie- und Umwelttechnik) hat der Einsatz von Flächenheiz- und -kühlsystemen in Deutschland seit 2005 um über 70% zugenommen. Ein wesentlicher Grund für den immer größer werdenden Marktanteil von Flächenheizung und -kühlung ist der Einsatz von Wärmeerzeugungssystemen mit niedrigen Systemtemperaturen.

Doppelfunktion für Heizen und Kühlen
Flächenheizungen geben die Heizenergie als Strahlungswärme in den Raum ab. Im Vergleich zu Wärmeabgabesystemen mit hohem Konvektionsanteil minimiert sich dadurch die Luftbewegung. Der Wohnraumhygiene kommt dabei zugute, dass die Umwälzung der Raumluft und damit Staubverwirbelungen weitgehend vermieden werden. Durch den großflächigen Strahlungswärmeaustausch bieten Flächenheizungen zudem den Vorteil, dass sie auch als Flächenkühlung betrieben werden können. Wärme wird somit aus der Raumluft abtransportiert, ohne dass störende Luftströmungen entstehen. Flächenkühlsysteme kommen besonders in Nichtwohngebäuden zum Einsatz, z.B. in Büro- und Verwaltungsgebäuden. In modernen Gewerbeobjekten sorgen großflächige Glasfassaden und ein hoher Wärmedämmstandard für zusätzliche Kühllasten und somit dafür, dass die Fensterlüftung zur Wärmeabfuhr nicht mehr ausreicht. Bis zu einer bestimmten Außentemperatur können zur Deckung der Kühllast jedoch geringe Temperaturdifferenzen ausreichend sein. Ein Flächenheizsystem, das auch zur Kühlung genutzt werden kann, ermöglicht hierbei die Senkung der Raumtemperatur. Dafür eignet sich am besten die Kombination mit einer reversibel arbeitenden Wärmepumpenanlage.

Zeitsparende Verlegung und Lösungen für ­unterschiedlichste Verlegesituationen
Effizienz ist bei Flächenheizungen und Flächenkühlungen nicht nur aus energetischer Sicht gefragt, sondern auch bei der Installation. Die Montagefreundlichkeit zählt daher für SHK-Fachunternehmen zu den wesentlichen Kriterien bei der Auswahl der Systeme. Der Systemaufbau für Nassbau-Flächenheizsysteme nach DIN 18560 besteht je nach Anforderung an den Dämmwert sowie abhängig von Unterbau und Statik aus Dämmplatten, auf deren Oberfläche das Heizrohr direkt befestigt oder zwischen den Haltenoppen einer Noppenfolie eingelegt wird. Aufgedruckte Verlegeraster auf Tackerplatten sowie durch die Formgebung von Noppenplatten oder Trockenbauelementen vorgegebene Verlegeabstände sorgen für Maßgenauigkeit bei der Verlegung. Einige Systeme ermöglichen auch eine wirtschaftliche Ein-Mann-Montage, die beispielsweise bei Noppenplatten oder Rohren mit werkseitig aufgebrachtem Klettband möglich ist. In Altbauten ist die maximal verfügbare Aufbauhöhe für die Fußbodenheizung oftmals durch die Höhe der bestehenden Bodenkonstruktion, durch die Geschosshöhe sowie durch die statische Belastbarkeit der Deckenkonstruktion begrenzt. Estrichsysteme in Trockenbauweise eignen sich aufgrund ihrer meist geringen Flächengewichte besonders für die Altbausanierung. Einen weiteren Vorteil bieten Estriche in Trockenbauweise besonders dann, wenn ein schneller Baufortschritt gefordert ist.

Vielfalt an Kunststoff- und ­Verbundrohren
Das Marktangebot stellt bei den Heizrohren eine Vielfalt verwendbarer Rohrtypen, Rohrwerkstoffe und Rohrdimensionen zur Auswahl. Die Anforderungen an Rohrleitungen aus Kunststoffen für Warmwasser-Fußbodenheizungen sind in der DIN 4726 festgelegt. Diese Norm gilt für Kunststoffrohrleitungen aus vernetztem Polyethylen (PE-X, hohe Dichte; PE-X-MD, mittlere Dichte), Polypropylen (PP-R) und Polybuten (PB). Zu den wesentlichen Anforderungen der DIN 4726 zählt die Sauerstoffdichtheit des Rohres, um Korrosionsschäden innerhalb des Heizungssystems durch Sauerstoffdiffusion zu vermeiden. Dazu darf bei einer Temperatur von 40°C die auf das Rohrinnenvolumen bezogene Sauerstoffdurchlässigkeit maximal 0,1 g/(m³ · d) betragen. Für Kunststoffrohre mit einer höheren Sauerstoffdurchlässigkeit müssen die Herstellerunterlagen eine Aussage über erforderliche Korrosionsschutzmaßnahmen treffen. Mögliche Maßnahmen zum Schutz vor sauerstoffinduzierter Korrosion können eine Systemtrennung oder die Zugabe von korrosionshemmenden Heizwasserzusätzen sein.
Für Trockenbausysteme werden überwiegend Mehrschicht-Verbundrohre eingesetzt. Der wichtigste Grund hierfür sind die Verlegeeigenschaften: Je nach Ausführung der Trockenbauelemente für Fußbodenheizungen bietet die vorgeformte Rohrführung nur begrenzten Halt für das eingelegte Rohr, sodass hier formstabile Heizrohre verlegetechnisch günstiger sind.

Rohrdimensionen für Heiz- und Kühlrohre
Die Rohrquerschnitte für Flächenheizungen und -kühlungen werden durch folgende Faktoren bestimmt: -
– Wärme- oder Kühlleistung,
– Massenstrom im Heizkreis,
– Temperaturspreizung,
– Rohrlänge des Kreises,
– Verlegeabstand der Heiz-/Kühlrohre.

Vorrangig sind für die Auswahl des Rohrdurchmessers der Druckverlust und die Größe des Heiz- bzw. Kühlkreises maßgebend. Für die Wärme- oder Kühlleistung ist die Rohrdimension zunächst von untergeordneter Bedeutung, da der Leistungsunterschied zwischen den einzelnen Nennweiten sehr gering ist. Die Eckparameter in Tabelle 1 dienen als Anhaltswerte für die maximale Heizkreislänge in Abhängigkeit von der Rohrdimension. Die am Markt verfügbaren Flächenheiz- und -kühlsysteme bieten Rohrdurchmesser von 8 mm für extrem flache Systemaufbauten bis 25 mm (bei Bedarf auch größer), zum Beispiel für großflächige Industrieflächenheizungen.

 


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