Effiziente Behaglichkeit

Dipl. Ing. Olaf Meier

Gesundes Raumklima und die zunehmende Nachfrage nach energieeffizienten Heizsystemen haben zu einem wachsenden Anteil von Flächenheizungen geführt. Laut Informationen des Bundesverbandes Flächenheizungen und Flächenkühlungen e.V. (BVF) haben Flächenheizungen im Bereich des Ein- und Zweifamilienhauses einen Marktanteil von 50 Prozent erreicht. Bei einer Flächenheizungen werden Heizungswasser führende Rohrleitungen im Fußboden, in der Wand oder in der Decke verlegt. Dies bietet auch für die Gestaltung von Gebäuden und Räumen neue Möglichkeiten, denn Heizkörper sind nicht mehr erforderlich. Werden die Rohrleitungen direkt im Bauteil integriert, spricht man von einer Bauteilaktivierung oder Betonkernaktivierung: Hierbei wird die gesamte durchflossene Massivdecke bzw. -wand als Übertragungs- und Speichermasse thermisch aktiviert. „Klassische“ Flächenheizungen werden dagegen auf dem Bauteil (Wand, Decke, Fußboden) montiert.

Der große Vorteil beider Systeme: Sie wärmen nicht durch Konvektion, sondern durch Strahlungswärme. Das führt dazu, dass die übliche Raumlufttemperatur von 21° C bei einem konventionell beheizten Gebäude bei gleicher Behaglichkeit um 2°C reduziert werden kann.

Dank der großen Fläche, über die die Wärme abgegeben werden kann, ist zudem nur eine niedrige Vorlauftemperatur erforderlich. Bei entsprechenden Voraussetzungen und sorgfältiger Planung der Wohnräume sind Vorlauftemperaturen von 25° – 35°C möglich. Das spart im Schnitt bis zu 12 % Energie.

Zudem können besonders wirtschaftlich Niedrigsttemperaturheizungen eingesetzt werden – Flächenheizsysteme sind damit auch die optimale Lösung für Brennwerttechnik, Solarkollektoren oder Wärmepumpen. Besonderer Clou – die Systeme können nicht nur als Heizung verwendet werden, sondern im Sommer auch zur Kühlung. Dazu muss einfach nur kühles Wasser durch die Rohrleitungen gepumpt werden.

Dabei lassen sich Flächenheizungen nicht nur bei Neubauten installieren, inzwischen gibt es auch zahlreiche Systeme für die Altbaumodernisierung. Dabei müssen Architekten und Planer allerdings einige Zielgrößen beachten. Die energetische Ertüchtigung – sprich die Wärmedämmung – des Baukörpers muss hierbei zusammen mit der notwendigen Erneuerung der Heiztechnik eine Einheit bilden.

In einer Broschüre des BVF beschreiben 15 beteiligte Fachverbände die Planung, den Einbau und die Inbetriebnahme von raumflächenintegrierten Systemen der Heizung und Kühlung. Insgesamt werden hier zur Zeit elf Systemlösungen in Nass- und Trockenausführung für den nachträglichen Einbau detailliert beschrieben.

Bei Neubauten empfiehlt sich dagegen die Bauteilaktivierung: Durch die thermische Aktivierung der Gebäudemasse ergibt sich nicht nur ein direkter Heiz- und Kühleffekt, sondern infolge der beteiligten thermischen Massen auch ein Absenken der Lastspitzen. Allerdings existiert für die derzeitige Konstruktions- und Betriebsvielfalt der thermischen Bauteilaktivierung im Bereich der Heizungs- und Klimatechnik kein vergleichbares Norm-Prüfverfahren.

Die Prüfverfahren für Flächenheizung und Flächenkühlung bzw. die Leistungsprüfung von Kühldecken sind für die Leistungsuntersuchungen von Bauteilen mit thermischer Bauteilaktivierung leider nicht anwendbar. Daher hat die Gütegemeinschaft Flächenheizungen und Flächenkühlungen e.V. eine eigene Prüfvorschrift erarbeitet: Mit dem Gütezeichen RAL-GZ 964 stehtprojektierenden Firmen und ausführenden Unternehmen im Bereich der thermischen Bauteilaktivierung ein Werkzeug zur Standardisierung und Qualitätssicherung zur Verfügung.

Auch wenn Flächenheizungssysteme inzwischen schon praxiserprobt und vielfältig eingesetzt werden – das Entwicklungspotenzial ist immer noch spannend. Wer sich einen Überblick über aktuelle Innovationen verschaffen will, dem ist u.a. das Duisburger inHaus-Zentrum zu empfehlen: Hier bündelt die Fraunhofer Gesellschaft die Potenziale von Fraunhofer-Instituten und Wirtschaftspartnern mit dem Ziel, gemeinsam neue Technik- und Anwendungs-Lösungen für Räume und Gebäude zu finden.

So testet die Josef Gartner GmbH am inHaus2, in dem Technologien für effiziente Nutzimmobilien erprobt werden, zum Beispiel insgesamt fünf innovative Fassaden mit einer Gesamtfassadenfläche von rund 1 800 m2. Darunter auch eine 520 m² große integrierte Fassade zum Heizen und Kühlen, mit der die West- und Nordfront des InHaus2 verkleidet wurde.

In ihren Fassadenprofilen aus Aluminium fließt warmes Wasser aus der Heizungsanlage. Über kühles Wasser können die Räume im Sommer entsprechend gekühlt werden. Diese Fassade wirkt wie eine Flächenheizung, die einen Kaltluftabfall vermeidet und ein behagliches Raumklima trotz verringerter Raumtemperaturen ermöglicht. Der Heizenergiebedarf kann um bis zu 10 % reduziert werden. In Kombination mit einer Betonkernaktivierung wird der Energieverbrauch noch weiter gesenkt.

Ein anderes Innovationsprojekt beschäftigt sich mit dem akustischen Problem von bauteilaktivierten Betondecken: Um ihre Heizleistung zu entfalten, sind hier Akustik-Unterdecken nicht möglich. Damit steht die wertvollste Fläche zur Raumbedämpfung nicht mehr zur Verfügung. In einem Raum des inHaus2 wurden daher in die Betondecke Streifen aus einem schalldämmenden Material integriert, die die Grundbedämpfung sicherstellen. Der inHaus-Partner Hochtief setzte hier 5 cm breite Streifen aus einem offenzelligen Glasschaum mit Achsabständen von 15 beziehungsweise 25 cm ein. Die Schichtdicke beträgt 2,5 beziehungsweise 5 cm. Dabei ist der Wärmeaustausch rechnerisch nur um 4 % gegenüber einer ungestörten Betondecke verringert. Die Schallabsorptionsgrade können mit einem Computerprogramm berechnet werden. Planer haben damit ein Werkzeug an der Hand, wenn beispielsweise die Streifengeometrie auf das Fassadenraster abgestimmt werden muss.

Gerade wenn es darum geht, nur einzelne Räume für einen gewissen Zeitraum zu heizen, ist eine elektrische Fußbodenheizung als Vollheizung oder Zweitsystem eine effiziente Lösung, die schnell und auf Knopfdruck für die gewünschte Wärme sorgt. Die Etherma Fußbodenheizung wird vorwiegend unter keramischen Fußböden in Badezimmer und Küchen verlegt. Auch in der Sanierung, wo geringe Bodenaufbauten benötigt werden, findet sie ihren Einsatz. Zur Verfügung stehen verschiedene Heizmatten: Beim Mattentyp NS wird eine 1-polige Heizleitung verwendet. Die Netzheizmatte DS hat im Gegensatz zur NS-Matte eine 2-polige Heizleitung. Diese Heizleitung erzeugt nur ein minimales elektrisches Feld (5–25 nanoTesla), wodurch sie als elektrosmogfreie Heizleitung gilt. Die Matte hat nur eine Anschlussleitung und ist einseitig selbstklebend. Die Netzheizmatte NS T ist ideal für Räume, in denen hochkonzentrierte Putzmittel verwendet werden, wie z.B. öffentliche Bäder, Toiletten, Lackierereien.

Die Lindner GFT hat die zwei Komponenten Trockenestrichplatte und Fußbodenheizung zusammengebracht und fertige Fußbodenelemente mit integrierten Heizrohren als komplettes System entwickelt. Durch das Norit Klick-System ist eine Verschraubung oder ein Verklammern der Elemente nicht erforderlich. In die bereits vorgefrästen Elemente werden die Heizrohre eingebracht. Mit der Norit-Vergussmasse wird die Fläche vergossen. Das gesamte System hat eine Aufbauhöhe von 33 mm.

Das neue Roth ClimaComfort Panel-System verwandelt Wände und Decken in schnell reagierende Energieflächen zum Heizen und Kühlen in Alt- und Neubau. Werkstoffe, Verfahrens- und Produkttechnik sind so ausgewählt, dass der Energiebedarf (Wärme/Kühlung) extrem reduziert wird. Wegen seiner sparsamen Funktionsweise bei einer Vorlauftemperatur von 35 °C eignet es sich für die Kombination mit Roth Wärmepumpen – auch in der Renovierung. Die Formgebung des ClimaComfort Panels ermöglicht die Rohrmontage durch einfaches Einrasten des Systemrohres Climacor S5. Passgenaue Trennhilfen gewährleisten die individuelle Raumflächenbelegung an Wänden, Decken und Raumschrägen. Die Trockenbauweise sorgt für kurze Montagezeiten. Das ClimaComfort Panel besteht aus einer EPS-Trägerplatte, die fest mit einem Aluminium-Wärmeleitblech verbunden ist. Es sorgt für eine gleichmäßige und schnelle Übertragung der Heiz- oder Kühlenergie.

Schütz Energy Systems bietet mit R 50 ein maßgeschneidertes Fußboden-Heizungssystem für die Renovierung. Basis des Belages bildet die Systemplatte R 50 mit Trittschall- und Wärmedämmung gemäß DIN EN 1264, bestehend aus Hartschaum-Platte mit überlappender Noppenfolie. Hierauf werden Heizrohre PE-Xa in einer Abmessung von nur 12,0 x 1,5 mm aufgebracht. Zuletzt tragen ausgewählte Schütz-Systempartner einen eigens entwickelten Hochleistungsboden auf Zementbasis als Lastverteilschicht auf. Die komplette Einbauhöhe der Fußbodenheizung beträgt dann insgesamt gerade einmal 5 cm. R 50 ist schnell eingebracht und kann schon am zweiten Tag nach der Verlegung geheizt werden. Die Aufheizzeit ist – im direkten Vergleich mit konventionellen Systemen – nur halb so lang. Weiteres Plus für die häufig problematische Statik älterer Häuser: Die Flächenlast beträgt nur 50 kg pro m2.

Die Flächenheizung NE/TE-S von Thermolutz ist ein Trockensystem der Bauart B nach DIN 18560. Unter dieser Bauart versteht man die lose Einbettung der Heizrohre von Fußbodenheizungen in Kanälen der Dämmschicht. Die Übertragung der Wärme vom Metall-Kunststoff-Verbundrohr zum oben liegenden Sportboden erfolgt über speziell geformte Wärmeleitbleche aus Stahl, die das Heizrohr umfangschlüssig umgreifen. Zusätzlich wird die gesamte Konstruktion vollflächig mit verzinkten Stahlblechtafeln abgedeckt. Darüber liegt schwimmend der flächenelastische Sportboden. Typische Sportbodenkonstruktionen bestehen aus einer 15 mm Elastikschicht, 2 x 9 mm Sperrholz-Lastverteilschicht und einem Bodenbelag aus Linodur.

Das Uponor Comfort Panel Hochleistung (HL) ist eine thermisch aktive Deckenplatte für den Einsatz zur Kühlung bzw. Heizung bei abgehängten Rasterdecken. Es empfiehlt sich insbesondere für den Einsatz in Bürogebäuden, sowohl bei Renovation als auch im Neubau. Die einfach und schnell zu montierenden Comfort Panels (HL) weisen durch die optimierte Wärmeleitfähigkeit zwischen Oberfläche und integriertem Rohrregister (PEX-Kunststoffrohre in der Dimension 10 x 1,5 mm) im Kühlfall eine Leistung von bis zu 92,5 W/m² bei einer Untertemperatur von 10 K auf. Eine weitere Option bietet das neue Comfort Panel HL bei seinem Einsatz zur Deckung von Heizlasten. Die sichtbare Unterseite des Comfort Panels (HL) besteht aus einer optisch anspruchsvollen Oberfläche, die mit hochwertigem weißen Vlies bespannt ist. Die Montage der Panels erfolgt durch Einlegen in die abgehängte Metallschienenkonstruktion der Decke. Bei der Schallabsorbtion erreicht das System bei einer Belegung von beispielsweise Aktiv/Passiv 60/40 % in Anlehnung an die DIN EN ISO 354 einen Schallabsorbtionswert von Aw=0,6 und entspricht somit der Schallabsorbtionsklasse C für „hochabsorbierend“. Bei einer Belegung bei gleich/kleiner 40 % Aktivanteil wird sogar Klasse B für höchstabsorbierend erreicht.

Das Trockensystem Fonterra Reno zur Flächentemperierung von Viega bietet vor allem bei der Sanierung von Wärmeverteilungen Vorteile: Es ist einfach zu verlegen, schont die Bausubstanz und kann durch das flexible Polybuten-Rohr 12 x 1,3 mm selbst bei niedrigen Temperaturen installiert werden. Für die Sanierung von großen Objekten hat der Systemanbieter jetzt Fonterra Reno XL im Programm. Damit kann die Verlegung noch schneller erfolgen, denn die Platten werden nicht verschraubt, sondern durch Klick-Technik verbunden. Basis des erweiterten Reno-Programms sind Grundplatten in der XL-Dimension 1 130 x 565 mm. Damit lassen sich große Flächen beispielsweise bei der Modernisierung der Wärmeverteilung im Büro- oder Gewerbebau verlegen. Durch ein spezielles Nut- und Feder-System lassen sich die Platten schnell montieren: Ähnlich wie bei Laminat oder Fertigparkett werden die Platten einfach mit einem Klick verbunden. Ohne Verschrauben bilden sie so auch auf Dämmung oder Schüttung eine stabile, 30 mm hohe Tragschicht zur Aufnahme der Heizkreise.

Wieland stellt mit „cupronova“ ein innovatives und leicht zu montierendes Wandheizungssystem vor, das sich insbesondere für Modernisierungsprojekte im Bestand eignet. Der cupronova-Unterwandheizkörper lässt sich so einfach wie ein Heizkörper montieren und bietet zugleich den Behaglichkeitsvorteil einer Flächenheizung. Das Wandheizelement wird mit Trockenbauplatten (Faserplatten, Gipskarton) beplankt und ist damit auch für die Heizungsmodernisierung bei bestehenden Gebäuden geeignet. Die integrierten Wärmeleitbleche ermöglichen eine großflächige Erwärmung mit vergleichsweise milden Oberflächentemperaturen. Beim Dachgeschossausbau kann der cupronova-Unterwandheizkörper zwischen den Dachsparren montiert werden. Ein waagerechter Einbau ist ebenfalls möglich.