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Thema: Heizkörper- Flächenheizungssysteme

Bild: Viega

 

Bis vor etwa 25 Jahren wurden zu Heizzwecken Radiatoren und Heizkörper vorwiegend unterhalb der Fenster von Räumen montiert. Mithilfe der Konvektion und Wärmestrahlung geben sie ihre Wärme an den Raum ab. Heute werden Neuanlagen oft mit Flächenheizsystemen ausgestattet, die vorwiegend Strahlungswärme abgeben. Die Vielzahl der angebotenen Systeme ermöglicht komfortable und energieeffiziente Lösungen. Zudem kann die Raumgestaltung freier und offener durchgeführt werden. Die heiztechnischen Vorteile einer Flächenheizung liegen im niedrigeren Systemtemperaturniveau in Verbindung mit schneller Regelbarkeit. Dieses erhöht die Lebensqualität in den Aufenthaltsbereichen. So können bei gleich bleibender Behaglichkeit die Raumtemperaturen um 1 bis 3°C abgesenkt werden. Dies führt wiederum zu einer Absenkung des Energiebedarfes bzw. der Heizkosten. Die Flächen können auch zum Klimatisieren bzw. Kühlen der Räume genutzt werden.

Unterschiede zwischen Radiatoren, Heizkörpern, ­Konvektoren
Radiatoren bzw. Heizkörper werden meist unterhalb der Fens­ter und Konvektoren teilweise in Bodenschächten eingebaut. Diese geben über ihre Flächen Strahlungswärme und erwärmte Luft an den Raum ab.
In Abhängigkeit der Heizkörperausführung (Glieder-, Röhren-, Flachheizkörper) sowie Konvektoren und deren Einbausituation ändert sich das Verhältnis von Strahlungswärme und Konvektion. Bei großer Oberfläche des Heizkörpers wird eine entsprechend große Wärmestrahlung (1) bis 30% in den Raum abgegeben. Die von den Flächen und durch die Öffnungen in die Schächte des Heizkörpers von unten einströmende kühle Raumluft wird erwärmt. Es entsteht eine Luftzirkulation bzw. Konvektion (2). Die warme Heizluft steigt nach oben, verlässt den Heizkörper kühlt auf ihrem Weg im Raum wieder ab. Die kältere Raumluft fällt nach unten und strömt zum Heizkörper zurück.
Bei Deckenstrahlplatten ist der Strahlungsanteil sehr hoch (>80%) und die Konvektion sehr gering.
Bei Konvektoren ist die Strahlungswärme sehr gering, jedoch die Konvektion mit (>90%) sehr hoch. Konvektoren werden meist in geringem Abstand über oder im Boden eingebaut. Bei ihnen können in den Raum gerichtete oder direkt vor der Kaltfläche zirkulierende Luftströmungen (3) getrennt auftreten. Durch den Einbau von Ventilatoren kann die Konvektion verstärkt werden, was zu einer höheren Heizleistung führt.
Heizköper können mit hohen Vorlauftemperaturen betrieben werden und heizen dementsprechend schnell die Räume auf. Ihr Nachteil ist jedoch, dass – je nach Raumgröße – unterschiedliche Temperaturzonen auftreten können. Ebenso, dass Staub durch die Luftumwälzung mitgerissen werden kann. Zudem können Krankheitserreger oder Schimmelsporen verbreitet werden.
Die Einbauart bzw. die Montage und Anschlussweise von Wandheizkörpern oder Konvektoren hat erheblichen Einfluss auf deren Leistungsverhalten. Der Vorlauf sollte bei Heizkörperlängen über 1 m möglichst wechselseitig erfolgen. Beim Einbau in Nischen müssen der Wandabstand, die Nischenhöhen, der Luftaustritt, der Lufteintritt und eine wirksame Schachthöhe eingehalten werden. Das Abdecken mittels einer Fensterbank oder „nur“ eines leichten Stoffvorhangs führt bereits zu merklichen Leistungsminderungen.

In der Regel sind die meisten Nischen 200 mm höher als die wirksame Schacht- bzw. Bauhöhe (h4). Die Heizkörperbreite richtet sich nach der Nischenbreite abzüglich des Platzes für die Anschlussleitung bzw. das Ventil. Für das Entlüftungsventil und/oder eine Entleerungseinrichtung muss ebenfalls ausreichend Platz berücksichtigt werden. In der Regel wird der Heizkörper 150 bis 250 mm schmaler als die Nische.
Kleine Ursachen führen rasch zur Minderung der Strahlungs- und Konvektionswärmeleistung. Beispiele der Minderung:

  • Verstellen durch Möbel bis >80%,
  • Gardinen, die über den Heizkörper oder sogar bis zum Boden führen bis >60%,
  • Heizkörperverkleidungen mehr als 15%,
  • Montage unter Arbeitsplatten (Küche) >50%,
  • Bodenabstand <100 mm über 50%,
  • ungünstige Anschlusssituation z.B. bei Säulenradiatoren ca. 40%,
  • extreme Staubverschmutzungen in den Schächten 35-60%,
  • Abdeckungen der Luftaustrittsöffnungen durch Ablegen von z.B. Ordnern oder Trocknung von Kleidung bis 70%.


Flächenheizungen
Wand-, Decken- oder Fußbodenflächen können durch den Einbau elektrischer Heizelemente oder wasserführender Leitungssysteme für Flächenheizsysteme genutzt werden. Die heiztechnischen Vorteile sind die geringere Vorlauf- bzw. Anlagentemperatur und die Erwärmung der Räume vorwiegend durch Wärmestrahlung.

Warme Beine, kühler Kopf. Dies erhöht das Wohlbefinden. Die großflächige, milde Wärmeübertragung mit niedrigen Systemtemperaturen, den verringerten Luftbewegungen und der geringe Staubtransport wirken sich positiv auf das Behaglichkeitsempfinden aus. Die Raumtemperatur kann so um 1-3°C abgesenkt werden. Dies führt zu 6-15% Energieeinsparung.
Die Flächen lassen sich leicht reinigen. Nassflächen in Schwimmbädern trocknen wesentlich schneller, wodurch die Rutschgefahr vermindert wird. Die Raumgestaltung besonders in Küchen und den Fensterbereichen in Aufenthaltsräumen kann frei und unabhängiger erfolgen. Ein weiterer Vorteil ist, dass Flächen einfacher als Heizkörper zur Kühlung von Räumen geeignet sind.

Aufbau und Wärmeverteilung
Der Aufbau hängt im Wesentlichen von der Anwendung und dem gewählten System ab. Es werden Trocken- und Nass-Systeme unterschieden. Der Aufbau und die Kombination der Dämmschichten müssen sich zudem nach der Belastung des Oberbodens und den einschlägigen DIN-Normen und Vorschriften richten.
Auf einem tragenden und ebenen Untergrund, z.B. Rohbeton, wird zunächst eine verrottungssichere Trennfolie, darüber eine Wärme- und Trittschalldämmung aufgebracht. Dieses sind Platten aus Polystyrolhartschaum, Polyurethanschaum oder Platten aus Mineralfaserdämmstoffen sowie Verbundplatten aus unterschiedlichen Werkstoffen. Die Dämmplatten werden fugenversetzt eingebracht, nachdem zuvor alle Unebenheiten der Rohdecke oder des Untergrunds sorgfältig beseitigt wurden.

Beim Verlegen der Fußbodenheizung im Nasssystem gibt es verschiedene Möglichkeiten, um das Rohr im Estrich zu fixieren: Die beiden gebräuchlichsten Methoden sind das Noppensystem, bei dem die Rohrschleifen in die Noppen der Platte gedrückt werden, und das Tackersystem, bei dem die Rohre mithilfe von Klammern auf der Wärmedämmung befestigt werden.
Ein lückenloser Randdämmstreifen ist an den Umfassungswänden aufrecht anzubringen. Dieser muss an jeder Stelle der Wand, an Türaussparungen und auch an Säulen oder Wandvorsprüngen eingebaut werden. Er muss sowohl die Trocknungsschrumpfung als auch die Temperaturausdehnung beim Heizbetrieb des einzubringenden Estrichs aufnehmen und Schallbrücken verhindern. Die Stärke des Estrichs richtet sich nach dem verwendeten System, dem verarbeiteten Estrichmaterial, seiner Verarbeitung und der aufzunehmenden Belastung.
Der Trocknungsvorgang des Estrichs muss langsam (2-4 Wochen) und nach genauen Temperierungsvorgaben erfolgen. Zu schnelles Trocknen oder zu hohe Temperaturen führen zur Zerstörung des Estrichs. Wenn der Estrich getrocknet ist, kann der Bodenbelag aufgetragen werden. Er kann aus Fliesen, Teppichboden oder Parkett bestehen. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass es durch die Beläge wie Teppich- und Parkettboden zu Temperaturstau in der Bodenheizfläche kommen kann. Deshalb ist die Auswahl des Bodenbelages vor Beginn genau zu prüfen.
Viele Hersteller bieten auch Dünnbettfußbodenheizungssys­teme an. Bei diesen sind dünne Metallplatten oder Folien zur besseren Wärmeverteilung auf einer Kompaktplatte angebracht. Diese werden dann nur noch mit Trockenbauplatten abgedeckt, auf die der Endbelag aufgebracht wird.
Die Auslegung einer Fußbodenheizung erfordert Grundkenntnisse über das verwendete System, während das Verlegen selbst Übung erfordert. Die einzelnen Leitungsstrecken dürfen nicht zu lang sein und sich nicht kreuzen. Diese sind an einen zentralen Verteiler anzuschließen. An den Außenwänden und unterhalb von Fensterbereichen müssen ggf. die Leitungen in geringerem Abstand als an Innenwänden verlegt werden. Deshalb ist für jeden Raum ein Verlegeplan zu erstellen.
Die Hersteller von Flächenheizsystemen können bei der Projektierung und/oder Ausführung wesentliche Unterstützung anbieten. Sie verfügen zudem über rechnergestützte Programme, die alle wesentlichen Parameter berücksichtigen und den Verlegeplan komplett erstellen können. Zudem ist es sinnvoll, die Lage und Führungsweise der Leitungen festzulegen, einzuhalten und zu dokumentieren. 

 


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