IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 17/1998, Seite 76 ff.



Warmwasser-Fußbodenheizung im Alt- und Neubau

Was gilt es aus technischer Sicht zu beachten, wenn eine Fußbodenheizung in einem Neubau oder Altbau eingebaut werden soll? Welche Systeme gibt es und unter welchen Randbedingungen empfiehlt sich das eine besser als das andere?

Allgemeines

Bevor die Fragen aus der Einleitung beantwortet werden, muß der Unterschied zwischen Altbau und Neubau geklärt werden. Ab wann ist ein Bauwerk (Gebäude zu Wohn- und anderen Aufenthaltszwecken) alt? Zählen die Jahre, die Bauweise oder die Ausstattung? Sprechen wir also besser vom Gebäudebestand, denn um den geht es ja, wenn modernisiert und dabei auch die Heizungsanlage nicht nur erneuert, sondern auch ein anderes Heizsystem gewählt wird. Also sind Fußbodenheizungen zu unterscheiden zwischen Systemen für die Nachrüstung im Bestand und für den Neubau, bei dem die besonderen Belange der Fußbodenheizung in der Planung und dem Bauablauf berücksichtigt werden können.

Bild 1: Konstruktion der Verlegesysteme.
Legende:
1 Tragender Untergrund
2 Dämmschicht
3 Heizrohr
4 Heizestrich (Last- und Wärmeverteilschicht) Abdeckung und Trennschicht (nur bei Naßestrich)
5 Ausgleichestrich
6 Montagesystem

Das heutige zur Verfügung stehende Nachrüstungspotential haben wir wohl nicht zuletzt auch der Zaghaftigkeit und Skepsis der Fachkollegen zu verdanken, die der Aufforderung des Herrn Ing. Edmund Rudolf aus Wien nicht oder zumindest nicht ausreichend nachgekommen sind. In der "Zeitschrift für Heizungs-, Lüftungs- und Wasserleitungstechnik sowie einschlägige Gebiete" vom 15.August 1897 beginnt Herr Rudolf seinen Fachaufsatz mit den Worten (Zitat): "Obwohl der Heizungstechniker seltener in die Lage kommt, Fußbodenheizungen zu entwerfen und auszuführen, so wird ihm diese Art der Heizung im Allgemeinen nichts Neues sein, da die Fußbodenheizung von der Krankenhausanlage zu Eppendorf-Hamburg, ausgeführt 1885 bis 1889, und von den Pavillons des St. Jakobsspitals in Leipzig, ausgeführt 1890, genügend bekannt sein dürfte." Er beendet seine Ausführungen mit der Aufforderung (Zitat): "Zum Schluß spreche ich den bescheidenen Wunsch aus, daß meine Auseinandersetzungen den Fachgenossen Anlaß geben, sich mit der Fußbodenheizung zu beschäftigen und die Ansichten in der Fachpresse zur Veröffentlichung kommen mögen, um auch auf dem Gebiete der Fußbodenheizung Fortschritte zu erzielen."

Zwar handelt es sich bei der kommentierten Fußbodenheizung um eine Warmluftfußbodenheizung nach dem Hypokaustenprinzip, doch wird im gleichen Zuge auch von Dampf als Wärmeträger berichtet. Hier soll allerdings nun nicht darüber spekuliert werden, ob eine frühere Einführung der Fußbodenheizung auf Warmwasserbasis uns des Nachrüstungspotentials beraubt oder früher zu einer allgemein größeren Akzeptanz der Fußbodenheizung geführt hätte. Es ist trotzdem beachtenswert, daß in Deutschland heute fast jeder zweite Bauherr eines Einfamilienhauses und ca. jeder fünfte Bauherr im gesamten Baubereich sich für eine Fußbodenheizung entscheidet.

Tabelle 1: Technische Daten von Fußbodenheizungssystemen; Randbedingungen: Rohrabstand 150 mm, Heizmitteltemperatur 40C, Raumtemperatur 20C, Bodenbelag 0,10 (m2 K)/W, Rohrmaterial PE-X, Konstruktion auf Geschoßtrenndecke
 

Trockensystem Bauart C

Naßsystem Bauart A

 

PE-X 14 mm, 25 mm, Überdeckung, Trockenausbau

PE-X 14 mm, 30 mm, Überdeckung, Estrich naß

Noppenplatte als Dämmschicht, PE-X 14 mm, 30 mm, Überdeckung

Noppenplatte als Dämmschicht, PE-X 17 mm, 30 mm, Überdeckung

Standard-
Dämmschicht, PE-X17 mm, 45 mm, Überdeckung

Wärmestromdichte ...W/m2

56

74

69

71

68

Grenzwärmestromdichte ...W/m2

63*

95

89

85

99

Konstruktionshöhe ca. ... mm

60 bis 75

65 bis 80

80 bis 90

85 bis 95

100 bis 110

Flächengewicht ca. ... kg/m2

32

54

85

85

125

Die Grenzwärmestromdichte wird durch die maximale Heizmitteltemperatur bestimmt, bei der die max. zulässige Fußbodentemperatur von 29C noch nicht überschritten wird.

* Hier wird die Grenzwärmestromdichte durch die max. für die Trockenausbauplatten zulässige Heizmitteltemperatur bestimmt.

Die heutige Fußbodenheizung

Diese heutige Situation der Fußbodenheizung ist sicher auf die Nutzererkenntnis zurückzuführen, daß eine Fußbodenheizung mit einem Minimum an Energieaufwand ein Raumklima erzeugt, das auf die besonderen Wärmeabgabebedingungen des Menschen abgestimmt ist, also optimale Behaglichkeit herstellt. Da der menschliche Körper ständig Wärme produziert, muß er sie auch an die Umgebung abgeben können. Folglich muß die Umgebungstemperatur der Flächen und der Luft, im Mittel, immer unter der Körpertemperatur liegen. Die großflächige Fußbodenheizung mit ihrer milden Temperatur am Boden erfüllt diese Bedingungen optimal. Ganz abgesehen von dem Vorteil der sehr geringen Heizmitteltemperatur, die sowohl Energie einspart als auch den Weg zu alternativen Energienutzungsformen ebnet. Diese durch Erleben nachvollziehbaren besonderen Behaglichkeitskriterien haben nicht nur im Neubau, sondern auch in der Renovierung den Wunsch des Bauherrn nach einer Fußbodenheizung geweckt. Wer die Behaglichkeitszustände einer Fußbodenheizung erlebt, der trägt dieses "Erleben" weiter.

Das am Markt angebotene Sortiment von Fußbodenheizungen bietet sowohl für den Neubau als auch für die Renovierung entsprechende Fußbodenheizungskonstruktionen. Der Unterschied besteht in den Anforderungen durch die baulichen Gegebenheiten. Im Neubaubereich kann bereits in der Planung die Fußbodenheizung mit ihrer Konstruktion nahtlos einbezogen werden. In der Renovierung muß die Konstruktion der Fußbodenheizung jedoch auf die baulichen Belange Rücksicht nehmen. Diese Kriterien sind im wesentlichen Aufbauhöhe, Gewicht und Möglichkeit des Trockenausbau. Andererseits muß auch die Voraussetzung für die optimale Nutzung der Fußbodenheizung durch ausreichende Dämmungsmaßnahmen geschaffen werden, was in der Regel schon durch den Einbau von Fenstern mit einer hochwertigen Dämmklasse im Rahmen baulicher Renovierung gegeben ist. So werden in der Renovierung überwiegend sog. Trockenverlegesysteme eingesetzt im Gegensatz zu Naßverlegesystemen im Neubau.

Bild 2: Beispiel für ein Trockenverlegesystem.

Die Naß- und Trockenverlegung

Seit der Umsetzung der DIN 4725 (Warmwasser-Fußbodenheizungen) in die Europanorm DIN EN 1264 (Fußbodenheizung) sind diese Bezeichnungen in "Verlegesysteme mit Rohren unter dem Estrich" und "Verlegesysteme mit Rohren innerhalb des Estrichs" geändert worden, nachfolgend vereinfacht als Trockensystem (Bauart Typ B) bzw. Naßsystem (Bauart Typ A und Typ C) bezeichnet. Bild 1 zeigt die Konstruktionsweise im Querschnitt. Das Trockensystem ist deshalb für die Renovierung vorteilhaft, weil es mit Trockenausbauplatten als Last- bzw. Tragschicht abgedeckt werden kann. Dies spart Gewicht und Ausbauzeit weil die Trocknungszeit eines vor Ort eingebrachten "nassen" Estrichs entfällt. In den Bildern 2 und 3 sind die Ausführungsarten der beiden Konstruktionen vor Einbringung der Last- und Wärmeverteilschicht zu sehen.

Der konstruktive Unterschied der beiden Systeme liegt also in der Art der Einbettung der Rohre. Unter der Last- und Wärmeverteilschicht (Trockenausbauplatten oder Estrich) und in der Last- und Wärmeverteilschicht (Estrich). Außerdem sind Trockensysteme durch die Art der Last- und Wärmeverteilschicht selbst leichter als Naßsysteme. Aber auch einige Naßsysteme, bei denen die Heizrohre auf sogenannten Noppenplatten verlegt werden und eine reduzierte Estrichüberdeckung möglich ist, erreichen akzeptable Flächengewichte. Der Einsatz von Trockenausbauplatten als Last- und Wärmeverteilschicht ist bei diesen Systemen jedoch nicht praktikabel.

Bild 3: Beispiel für ein Naßverlegesystem.

Der wärmetechnische Unterschied liegt in der Form der Wärmeübergabe an die Last- und Wärmeverteilschicht, und zwar indirekt beim Trockensystem oder direkt beim Naßsystem. Dies hat Auswirkungen auf die erzielbare Wärmeleistung bei gleicher Heizwassertemperatur.

Beim Trockensystem liegen die Heizrohre in der Dämmschicht. Die Wärmeübertragung erfolgt i.d.R. durch Alu-Wärmeleitbleche die im Kontakt mit der Last- und Wärmeverteilschicht stehen. Je breiter diese Bleche sind, um so größer ist auch die erzielbare Wärmeleistung. Beim Naßsystem befinden sich die Heizrohre über der Dämmschicht und werden direkt in den "nassen" Estrich eingebettet, was zu einem guten Wärmeübergang, allerdings auch zu einem höheren Flächengewicht führt. Außerdem ist je nach Estrichart eine Trocknungszeit von bis zu 28 Tagen erforderlich. Bei einem Trockensystem entfällt diese Zeitverzögerung. Aus diesen Gründen werden in der Renovierung auch überwiegend Trockensysteme eingebaut. Niedrig und leicht in der Konstruktion und für "Trockenausbau" geeignet.

Als Heizrohre werden sowohl beim Trocken- als beim Naßsystem ca. zu 90% Kunststoffrohre und etwa 10% Kupferrohre eingesetzt. Bei den Kunststoffrohren hat sich das Rohrmaterial "vernetztes Polyethylen PE-X" aufgrund seines hohen Qualitätsstandards mit einem Anteil von ca.85 bis 90% durchgesetzt.

Einen Überblick über die wärmetechnischen und konstruktiven Daten der beiden beschriebenen Systeme gibt die Tabelle 1, in der bei gleicher mittlerer Heizmitteltemperatur von 40C und 150 mm Rohrabstand die Wärmestromdichten bei einem Bodenbelag von 0,10 (m2 K)/W und 20C Raumtemperatur sowie die Konstruktionshöhen und die Flächengewichte eingetragen sind. Es handelt sich um Werte gem. DIN EN 1264-2, die bei unterschiedlichen Herstellerkonstruktionen nur minimal abweichen. Die zusätzlich aufgeführten Werte der Grenzwärmestromdichte machen deutlich, daß bei geringer Überdeckung der Heizrohre die Wärmestromdichte im mittleren Heizmitteltemperaturbereich größer wird, jedoch die maximal zulässige Wärmestromdichte niedriger liegt als bei größerer Überdeckung.

Insgesamt bleibt festzustellen, daß die Hersteller von Fußbodenheizungen für alle Einsatzfälle des Alt- und Neubaus befriedigende Lösungen anbieten.


T e x t   u n d   B i l d e r :   D. F. Liedelt "velta", Norderstedt


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