Wissenschaftlich untersuchte Schadenfreiheit

Naturstein auf Flächenheizung

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Auf einem Flächenheiz- und Kühlsystem können empfindliche Natursteinarten schadenfrei verlegt werden. Der Beweis wurde durch eine wissenschaftliche Studie erbracht, die eine deutlich geringere Verformung von Naturstein auf einer Flächenheizung bzw. -kühlung gegenüber mineralischem Heizestrich belegt.

Jens O. Holthaus | be

Natursteinböden stehen durch ihre Fülle an Farben, Strukturen und Oberflächen hoch im Kurs. Optisch besonders beeindruckende Natursteinarten, wie Estremoz, Bianco Perlino oder Travertin, sind jedoch gleichzeitig extrem empfindlich. Dies betrifft insbesondere ihren Einsatz im Verbund mit einer Flächenheizung (Fußbodenheizung). In der Praxis klagen Verarbeiter, die sensible Natursteine auf üblichen Nasssystemen, bei denen Heizrohre im Estrich liegen, ausgeführt haben, über auffallend häufige Rissbildungen, bedingt durch die geringe Festigkeit dieser optisch attraktiven Natursteinarten.

Dabei ist, physikalisch betrachtet, Naturstein der ideale Belag für eine Fußbodenheizung, denn gegenüber einer keramischen Fliese ist nur ein Bruchteil der Nutzenergie erforderlich, um das Material aufzuheizen. Zudem ist die Wärmeleitfähigkeit von Naturstein bis zu drei Mal besser als bei einer Fliese. Unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit sind Natursteine also klar im Vorteil gegenüber Fliesen – wenn da nicht das Problem mit der Rissbildung wäre.

Entkoppelnde Wirkung belegt kaum Verformung

Eine geprüfte Lösung für das Problem eröffnet sich durch die Ausführung von Proline Energy, einer Fußbodenheizung im Trockenbausystem, die durch geringere Aufbauhöhe sowie kürzere Einbau- und Aufheizzeiten eine interessante Alternative zum klassischen, zeitaufwändigen Verfahren darstellt.

„Durch unseren permanenten Austausch mit dem Naturstein-Experten Detlev Hill hat sich herauskristallisiert, dass unsere Proline Energy-Flächenheizung den idealen Partner für Natursteine darstellt. Um einen Beweis für die entkoppelnde Wirkung des Aufbaus von Proline Energy zu erbringen, wurde die wissenschaftliche Untersuchung mit dem Titel ‚Verformung von Natursteinplatten auf Bodenheizsystemen mit geringer Aufbauhöhe‘ ins Leben gerufen“ , so Bauingenieur und Vertriebstechniker Manfred Rupprecht der Proline Systems GmbH.

Die Hochschule Augsburg, Fakultät für Architektur und Bauingenieurwesen, nahm sich der Fragestellung im Sommer 2016 an und untersuchte unter der Leitung von Prof. Dipl.-Ing. Manfred Schnell die unterschiedlichen Verformungen von Natursteinplatten auf Heizestrichen im Zusammenhang mit Proline Energy. Wissenschaftliche Unterstützung erhielt der ausführende Student Patrick Allerberger von Dipl-Ing. Detlev Hill, Naturstein-Experte in Deutschland.

Versuchsanordnung und Testreihen

Die wissenschaftliche Studie untersuchte in sechs verschiedenen Anordnungen die unterschiedlichen Verformungsverhalten der Natursteine Estremoz, Bianco Perlino und Travertin in Abhängigkeit zum eingesetzten Heizsystem. Bei den Belastungsproben wurde ein herkömmliches Heizsystem eines Estrichaufbaus sowie die Proline Energy Fußbodenheizung in zwei Aufbauvariante miteinander verglichen: einmal in Verbindung mit der Entkopplungsplatte Energy Pes und alternativ mit Nivelliermasse als Lastverteilschicht. Auf allen Aufbauten wurden die genannten Natursteinplatten verlegt.

Um Schwachstellen der Platten und Fugen festzustellen, wurden bei diesen Versuchen keine Kreuzfugen verwendet, sondern Platten im Format 80 x 20 cm im Halbverband sowie geeignete Formate im Römischen Verband verlegt.

In verschiedenen Aufheizphasen (45/60/ 65/70 °C Vorlauftemperatur) simulierten die Augsburger Wissenschaftler praxistypische Gegebenheiten. Die gemessenen Maßveränderungen wurden ausgewertet und führten zu folgendem Ergebnis:

Kritische Verformung und Schäden beim Einsatz von Heizestrich

Beim Versuchsaufbau mit dem klassischen Nasssystem bzw. Estrich verformten sich die Natursteinplatten sehr viel mehr als bei Proline Energy. Ferner wurden cirka fünf Tage nach Abkühlen Risse auf der Oberfläche des Bianco Perlino sichtbar. Somit konnte wissenschaftlich festgestellt werden, dass das Verformungsverhalten eines Heizestrichs unter Temperatureinfluss deutlich größer ist als mit Proline Energy BasicLine. Das Verformungsverhalten des Estrichs führte bei den sensiblen Natursteinarten darüber hinaus zu nachweislichen Schäden. Bei der Ausführung von Proline Energy BasicLine mit Energy Pes blieben diese Schäden aus. Der Maximalwert der Ausdehnungen war bei dem Heizestrich etwa drei Mal so hoch wie beim Trockenbausystem.

Hierdurch wird nachvollziehbar, dass das System aus Rohrträgerelementen von Proline Energy BasicLine eine sehr viel bessere Entkopplungsfähigkeit aufweist und gegenüber Schäden durch Verformung im Vergleich zum Heizestrich schützt.

Somit konnte wissenschaftlich festgestellt werden, dass optisch ansprechende, mechanisch jedoch empfindliche Natursteinarten und Verlegearten auch ohne Kreuzfugen schadenfrei auf Proline Energy BasicLine mit der Entkopplungsplatte Energy Pes ausgeführt werden können.

Flächenheiz- und Kühlsysteme
in Trockenbauweise

Proline bietet mit Energy zwei wasserführende Systeme für Flächenheizung bzw. -kühlung an: Energy BasicLine (aus expandiertem Polystyrol) und NatureLine (aus Holzweichfasern) mit aufkaschierten Wärmeleitplatten aus Aluminium. Beide Systeme können als Rohrträgerelemente in Trockenbauweise ohne Estrich verlegt werden. Mit einer äußerst geringen Einbauhöhe (ab 32 mm) sowie einem geringen Flächengewicht, kurzen Reaktionszeiten und geringen Vorlauftemperaturen von nur cirka 30 °C bieten die beiden Systeme optimale Voraussetzungen, um die Anforderungen der EnEV 2014 mit den verschärften energetischen Anforderungen an Neubauten seit 1. Januar 2016 zu übertreffen und selbst in der Sanierung zu unterschreiten.

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