Strahlend effizient - Deckenheizung als kombinierte Heiz-Kühl-Decke/Klimadecke

Klimadecke

Strahlend effizient – die Deckenheizung

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Flächenheizungen sind eine energiesparende und bewährte Technik zur Raumerwärmung, für die an der Decke meist ausreichend freie Fläche zur Verfügung steht. Als abgehängte Decke im Trockenbau lässt sich eine Deckenheizung einfach einbauen und speziell als kombinierte Heiz-Kühl-Decke/Klimadecke sehr effizient nutzen.

Markus Hoeft

Wärme steigt nach oben! Dieses Bild hat sich uns eingeprägt und wird im Alltag immer wieder einmal bestätigt, etwa wenn man in einem gut beheizten Zimmer auf die Leiter steigt oder in der Sauna seinen Sitzplatz einige Stufen höher wählt. Mit dieser Erfahrung im Hinterkopf erscheint es im ersten Moment so, als könne eine Heizung an der Decke überhaupt nichts bewirken.
Tatsächlich aber erfüllt eine Deckenheizung ihre Funktion sehr effizient – und dies nicht erst seit jüngster Zeit. Bereits einige Jahrzehnte lang werden Deckenstrahler in Werkstätten, Fabrikhallen oder ähnlichen Gebäuden zur gezielten Erwärmung einzelner Bereiche oder Arbeitsplätze eingesetzt. In der Außen-Gastronomie sind oben angebrachte Strahler zwar umstritten, physikalisch aber in jedem Falle wirksam.
Decke als ungestörte Fläche
Wie die Bezeichnung als Decken- oder Terrassenstrahler schon andeutet, handelt es sich in beiden Fällen um Strahlungsheizungen, deren Strahlung kein Oben oder Unten kennt und deshalb auch von der Decke kommen kann. Das Prinzip dieser Strahlungsheizungen wird bereits vielfach in Wohn-, Büro- oder öffentlichen Gebäuden angewendet, denn alle Flächenheizungen, also auch Fußboden- oder Wandheizungen, sind in erster Linie Strahlungsheizungen. Ihre Wirkung ist umso höher, je mehr Fläche für eine ungestörte Wärmeabstrahlung zur Verfügung steht. Und die größte ungestörte Freifläche ist in der Regel die Decke.
Während einzelne Strahler, etwa in Fabrikhallen oder in der Gastronomie, oft elektrisch betrieben werden, bieten sich für komplette Raum- oder Gebäudeheizungen vor allem Warmwasser-Systeme an, die mit allen gängigen Heizungsarten kombiniert werden können.
Wie alle Flächenheizungen ist auch eine Deckenheizung besonders für den Betrieb mit regenerativen Energien interessant, weil die Vorlauftemperaturen relativ niedrig sind und so das Leistungsvermögen von Wärmepumpen oder solarthermischen Anlagen besonders gut ausgenutzt werden kann.
Das erwärmte Wasser fließt in Rohrmäandern durch die Decke und erhöht die Temperatur von deren Oberflächen, die dadurch zu großen Wärmestrahlern werden. Die Strahlung wird von den Hüllflächen des Raums sowie seinen Einrichtungsgegenständen absorbiert und von dort sekundär als Wärme an die Raumluft abgegeben. Wegen dieses indirekten Effekts erwärmt eine Deckenheizung auch nicht unmittelbar den bestrahlten Raum.
Mehr Gestaltungsfreiheit im Raum
Gegenüber herkömmlichen Konvektions-Heizkörpern haben alle Flächenheizungen – und damit auch die Deckenheizung – den Vorteil der deutlich reduzierten Luftumwälzung im Raum. Speziell Allergiker profitieren von der staubärmeren und weniger trockenen Luft. Bei allen Konvektionsheizungen streicht die erwärmte Luft an vergleichsweise kalten Bauteiloberflächen entlang.
Damit Personen im Raum die Asymmetrie zwischen der Luft- und der Oberflächentemperatur nicht zu stark empfinden, müssen Konvektionsheizungen auf etwa 2–3° mehr Raumtemperatur eingestellt werden, was ein abermals erhöhter Energiebedarf für die ohnehin schon höheren  Vorlauftemperaturen bedeutet.
Der wichtigste Vorteil von Flächenheizungen gegenüber Konvektoren ist aber wohl der eingesparte Platz für die Heizkörper, der nun für Laufwege, Möbel oder auch nur einen großzügigen freien Raumeindruck zur Verfügung steht. Anders als Strahlungsheizungen müssen Konvektions-Heizungen für ihre Funktion unbedingt unten im Raum angebracht werden, wo sie mit den anderen Raumnutzungen um den Platz konkurrieren. Womit auch das eingangs verwendete Sprachbild etwas zurechtzurücken wäre: Wärme steigt nicht unbedingt nach oben, wie an der von oben kommenden Sonnenstrahlung zu bemerken ist. Es ist die warme Luft, die sich nur nach oben bewegen kann.
Schnelle Abstrahlung mit Unterdecken
Die am meisten verwendete Form der Flächenheizung dürfte derzeit die Fußbodenheizung sein. Sie hat viele Vorteile, aber eben auch einige Einschränkungen. So reduziert die Möblierung die verfügbare Abstrahlfläche für Wärme. Zudem verlangt ein trittsicherer Fußboden bestimmte Schichtdicken und damit Massen im Aufbau.
Die Masse des Estrichs und gegebenenfalls des Fliesenbelags erhöht jedoch die Trägheit der Heizung, während eine Deckenheizung, speziell in der Form als leicht abgehängte Unterdecke, wenig Masse aufweist und damit vergleichsweise schnell reagiert.
Auch bei der Gegenüberstellung von Wand- und Deckenheizung ist es vor allem die große und weitgehend ungestört verfügbare Fläche, die für die Decke spricht. Wandflächenheizungen schränken die Freiheit bei der Möbelstellung ein und sind vor allem durch nachträgliche Befestigungen in der Wand gefährdet.
Doppelnutzen: Heizen und Kühlen
Aber auch Deckenheizungen haben Einsatzgrenzen, die sie sich übrigens mit den anderen Flächenheizungen teilen. Vor allem ist die Oberflächentemperatur der wärmeabgebenden Fläche so zu begrenzen, dass Menschen im Raum keine ausgeprägte Strahlungs-Asymmetrie empfinden. Oder anders formuliert: Die Decke (analog: der Fußboden, die Wand) darf nicht als offenkundig warm zu spüren sein, weil sonst das Behaglichkeitsgefühl eingeschränkt wäre.
Die Strahlungs-Asymmetrie ist abhängig von der Einbauhöhe, der Oberflächentemperatur und den Flächenanteilen der Heizdecke sowie den Temperaturen der sonstigen Umgebungsflächen. Bei eher kleinen Einbauhöhen und einem relativ hohen Heizwärmebedarf sollte man den Wert berechnen lassen bzw. die Fachberatung des Anbieters fordern. Im Umkehrschluss wird klar, dass die Deckenheizung vor allem in gut gedämmten Gebäuden sowie bei vergleichsweise großen Raumhöhen ihre Vorteile ausspielt. Wobei viele Hersteller davon ausgehen, dass sich auch Bürogebäude und selbst Wohnhäuser mit den dort jeweils typischen Geschosshöhen mit Deckenheizungen erwärmen lassen.
Für Büro- und Verwaltungsgebäude sind Deckenheizungen gerade auch dann interessant, wenn die Decke sowohl heizen als auch kühlen kann. Wegen dieser möglichen Doppelfunktion werden Heiz- und Kühldecken oft auch als Klimadecken bezeichnet. Gerade angesichts der heute beliebten großflächigen Verglasungen mit ihrer verstärkten Wärmeeinstrahlung sowie der intensiven Wärmeentwicklung nicht nur durch die Menschen selbst, sondern auch die Kommunikations- und Computertechnik ist eine Kühlung oft unverzichtbar.
Eine Klimadecke kann dabei kostensparend zwei Funktionen mit einer Anlagentechnik abdecken und die wenig beliebte Klimaanlage überflüssig machen.
Allerdings sind für die Sommerperiode auch hier Wärmetauscher, Grundleitungen und ähnliche Investitionen für die endgültige Abführung der Wärme aus dem Gebäude einzuplanen. Die Belegung der Decke mit Heiz-/Kühlregistern muss für beide Funktionsweisen optimiert werden, was eventuell Kompromisse erfordert. Abgesehen von der Umschaltung von Heizen auf Kühlen sowie den für Kühldecken erforderlichen Taupunktwächtern entsteht jedoch im Raum selbst kein zusätzlicher anlagentechnischer Aufwand.
Trockenbau mit Gips oder Metalldecken
Eine Klimadecke kann wie eine Betonkernaktivierung in die Rohdecke integriert oder unterhalb der Rohdecke mit eingeputzten Rohrregistern ausgeführt werden. In beiden Fällen verbietet sich dann jedoch der Einsatz einer abgehängten Unterdecke, und die Flexibilität dieser Umbauten ist eingeschränkt. Günstiger kann es deshalb sein, die Klimadecke selbst als abgehängte Unterdecke im Trockenbau zu verwirklichen. Eine oberseitige Wärmedämmung lenkt die Wärme dabei gezielt nach unten, so dass wenig Energie verloren geht und vor allem der Hohlraum über der Decke für Installationen zur Verfügung steht.
Für den Aufbau der Unterdecke bieten sich vor allem fugenlose Gipsplattendecken oder Metalldecken an. Bei aktiven Systemen liegen die wasserdurchflossenen Rohre direkt im Deckenelement, also in den Einfräsungen einer Gipsplatte oder in einem Metall-Sandwichelement. Möglich ist aber auch die getrennte Ausführung in zwei Schichten, bei denen zuerst die Heizung an einer Unterkonstruktion montiert und in einem zweiten Schritt mit (passiven) Gipsplatten oder Metallpaneelen von unten geschlossen wird. Wärmeleitbleche sorgen dabei für einen schnellen und verlustarmen Wärmeübergang von den Rohren auf die Wärmeverteilschicht.
Doch welchen Weg auch immer man wählt, die Funktion der Klimadecke ist im fertigen Zustand praktisch nicht mehr zu erkennen. Die fugenlose Gipsdecke sieht aus wie gewohnt und auch bei den Metalldecken stehen faktisch alle bekannten Gestaltungsvarianten als Paneel-, Raster- oder Bandrasterdecken zur Verfügung. Selbst die für abgehängte Unterdecken typischen Zusatzfunktionen lassen sich planen, etwa Lochplatten und ggf. hinterlegte Vliese zur Verbesserung der Raumakustik. Ebenso ist die Integration von Leuchten, Lüftungsauslässen oder anderen Einbauteilen möglich, sofern schon bei der Rohrbelegung die entsprechenden Freiräume vorgesehen werden.
Und schließlich lassen sich neben kompletten Decken auch Teilflächen oder einzelne Segel unterhalb der Deckenebene thermisch aktiv ausrüsten. Dann steht zwar nicht die vollständige Deckenfläche als Strahler zur Verfügung, dafür gewinnt man jedoch gestalterische oder auch funktional zu nutzende Freiräume.

» Mehr zum Thema Flächenheizung finden Sie auf unserer »Themenseite.
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