Durchbruch der Flächenheizung in den 1970er Jahren
Erste Fußbodenheizungen („Hypokaustum“) finden sich schon bei den Römern. Auch die Koreaner verwendeten bereits um 700 n.Chr. die Fußbodenheizung („Ondol“): Dabei wurde Feuerrauch durch einen Hohlraum unterhalb der Wohnräume geleitet und der Steinfußboden damit erwärmt. Der Durchbruch von Flächenheizsystemen hat sich hierzulande seit den 1970er Jahren rasant vollzogen. Zunächst nur Problemlöser als Niedertemperatursystem während der ersten Ölkrise, wurde die Fußbodenheizung aufgrund der vielen positiven Erfahrungen immer häufiger verwendet. Nach und nach wurde das gängige Nasssystem (s.u.) durch ein Trockensystem erweitert und die Fußbodenheizung um die Wand- und Deckenheizung ergänzt. Seit einigen Jahren schließlich werden Flächenheizsysteme vermehrt auch zur Flächenkühlung eingesetzt. Ihren Einsatz finden Flächenheiz- und -kühlsysteme heute nicht mehr nur in Ein- und Zweifamilienhäusern, sondern auch in Büros, Kindergärten, Schulen, Museen, Ladengeschäften, Sporthallen, Industriehallen, Kirchen usw.
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Vorteile der Flächenheizung
- Freie Raumgestaltung: Flächenheizsysteme verschwinden „unsichtbar“ in Boden, Wand oder Decke. Störende Heizkörper entfallen. Dadurch wird wertvoller Raum gewonnen und die architektonische Gestaltungsfreiheit erhöht.
- Geringere Betriebskosten: Die Flächenheizung nutzt eine größere Fläche zur Wärmeübertragung. Deshalb schafft sie bereits mit einer niedrigen Vorlauftemperatur (35 bis 40 °C) eine angenehme Raumtemperatur. Weil zudem bei einer Flächenheizung die Durchschnittstemperatur von Boden- und Wandflächen im Raum höher ist als bei konventionellen Heizsystemen, kann bei gleichem Temperaturempfinden die Raumlufttemperatur sogar um ca. 1 bis 2° C niedriger gehalten werden. Das senkt die Verbrauchskosten.
- Für regenerative Energien bestens geeignet: Grundsätzlich lassen sich für Flächenheizungs- und -kühlsysteme die unterschiedlichsten Energiequellen nutzen – ob Heizkessel mit Öl, Gas oder Holz, ob Elektrizität, Fernwärme oder regenerative Energien. Aufgrund ihrer niedrigen Temperaturanforderungen sind Flächenheizungen aber für den Einsatz mit regenerativen Energien wie Solarthermie oder Wärmepumpe ganz besonders geeignet.
- Behaglich durch Strahlungswärme: Ein gleichmäßiges Temperaturprofil verhindert eine unangenehm starke Luftzirkulation. Die Strahlungswärme der Flächenheizung sorgt dafür, dass die übertragene Wärme als besonders angenehm empfunden wird. Es gilt: Je niedriger die Temperatur der Heizfläche und je höher der Anteil der Strahlungswärme, desto größer ist die thermische Behaglichkeit.
- Ideal für Allergiker: Anders als bei Konvektionsheizkörpern verringert die Flächenheizung Luftbewegungen. So wird weniger Staub aufgewirbelt. Darüber hinaus entzieht die Wärme den temperierten Flächen Feuchtigkeit, sodass Bakterien, Schimmelpilze und Hausstaubmilben keine Lebensgrundlage mehr haben. Allergiker profitieren also von einem besseren Raumklima.
- Heizen und Kühlen: Mit einer Flächenheizung können die Räume im Sommer ohne viel Aufwand auch gekühlt werden. Angesichts der heute beliebten großflächigen Verglasungen mit ihrer verstärkten Wärmeeinstrahlung sowie der intensiven Wärmeentwicklung in Räumen durch Menschen und auch Kommunikations- sowie Computertechnik ist eine Kühlung oft unverzichtbar.
- Nicht teurer: Eine Studie der Technischen Universität Berlin belegt, dass eine Flächenheizung gegenüber einer konventionellen Radiatorheizung nicht teurer sein muss.
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Nachteile der Flächenheizung
- Träges System: Der spezielle Aufbau von Flächenheizungen hat ein eher träges Heizverhalten zur Folge: Es dauert immer ein wenig, bis die Wärme im Raum spürbar wird.
- Wärmeverluste bei schlechter Dämmung: Sind Bauteile schlecht gedämmt, geben Flächenheizungen einen Großteil der Wärme nach außen ab.
- Ökobilanz bei elektrischen Flächenheizungen: Elektrische Modelle sind bei Fußbodenheizungen noch weit verbreitet. Diese verursachen hohe Betriebskosten und können u.U. für eine schlechtere Ökobilanz sorgen.
- Sanierung von Flächenheizungen schwierig: Bestimmte Arten der bei Flächenheizungen verwendeten Kunststoffrohre können mit der Zeit verstopfen. Allerdings gibt es mittlerweile ein Verfahren, das die Sanierung von außen und innen möglich macht – ohne den aufwendigen Aus- und Wiedereinbau der Heizungsrohre.
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Große Systemvielfalt
Die Installation einer Flächenheizung ist unter nahezu allen baulichen Umständen in Neubau und Bestand möglich – und das nicht nur, weil man sie in Boden, Wand und Decke einsetzen kann, sondern auch, weil es sie in vielen unterschiedlichen Einbauvarianten gibt.
Zunächst werden Flächenheizungen danach unterschieden, ob sie mit Warmwasser oder elektrisch betrieben werden. Bei der ersten Variante wird warmes Wasser durch Kupfer- oder Kunststoffrohre geleitet, bei der zweiten sorgen elektrisch gesteuerte Platten für eine gleichmäßige Wärmeverteilung. Wegen der hohen laufenden Betriebskosten (Stromkosten) eignen sich elektrische Fußbodenheizungen allerdings in erster Linie als zusätzliche Heizungen für begrenzte Bereiche (z.B. Badezimmer oder Arbeitsplatz). Im Gegensatz dazu sind Fußbodenheizungen, die mit Warmwasser arbeiten, auch für den Dauerbetrieb bzw. als alleinige Heizungsmethode geeignet.
Die Fußbodenheizung ist die derzeit am häufigsten verwendete Flächenheizung. Folgende Systeme (Warmwasser) stehen dabei laut Bundesverband Flächenheizungen und Flächenkühlungen e.V. (BVF) zur Verfügung:
- Klassische Nasssysteme nach DIN EN 1264 als a) Rohrsysteme auf einer Dämmplatte im Nassestrich oder b) Rohrsysteme in der Dämmplatte mit Nassestrich.
- Trockenbausysteme als a) Rohrsysteme in einer Dämmplatte mit Trockenestrich – meist verbunden mit Wärmeleitblechen –, b) Rohrsysteme in einer Trockenausbauplatte – mit oder ohne zusätzlicher Dämmschicht – sowie c) Rohrsysteme auf einer Dämmplatte in Gussasphaltestrich – meist unter Verwendung von Kupferrohren.
- Spezielle Verbundkonstruktionen aus Rohrsystemen auf einem Altuntergrund in Ausgleichsmasse.
Wird für eine Flächenheizung auf Wände oder Decke zurückgegriffen, steht laut BVF wiederum ein Nasssystem – das Rohrsystem im Wand- bzw. Deckenputz – zur Verfügung. Außerdem gibt es auch hier Trockenbausysteme: zum einen Rohrsysteme in einer Trockenausbauplatte oder Rohrsysteme in einer Unterkonstruktion mit Ausbauplatte.
Im Vergleich zum Nasssystem sind beim Trockenbausystem deutlich geringere Aufbauhöhen (ab 20 mm ohne Belag) sowie ein niedrigeres Flächengewicht möglich. Außerdem können, sofern es sich um eine Fußbodenheizung handelt, die Bodenbelagsarbeiten sofort beginnen. Allerdings sind Trockenbausysteme meist teurer als Nasssysteme. Was Aufbauhöhe sowie Flächengewicht betrifft, ist wiederum die elektrische Fußbodenheizung gegenüber den Warmwasser-Systemen im Vorteil: Hier sind Aufbauhöhen ab 3 mm zu verwirklichen.
Insbesondere beim nachträglichen Einbau von Flächenheizungen – also im Sanierungs- bzw. Modernisierungsfall – spielen niedrige Aufbauhöhen und geringes Flächengewicht eine wichtige Rolle bei der Entscheidung für ein System.
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Verlegearten
Heizrohre von Flächenheizungen können auf unterschiedliche Art und Weise verlegt werden:
- Mäander-Verlegung: Hier wird das Heizrohr wechselweise in parallelen Linien verlegt. Über die gesamte Fläche ergibt sich so eine ungleichmäßige Oberflächentemperatur. Im Bereich des Vorlaufs ist die Wärmeleistung am größten. Diese Verlegeart wird meistens für kleine Räume bzw. Räume mit geringem Heizbedarf oder auch im Randbereich genutzt.
- Doppelmäander-Verlegung: Hier wird das Heizrohr ebenfalls wechselweise in parallelen Reihen verlegt. Der Verlegeabstand wird jedoch verdoppelt und der Rücklauf des Heizrohrs zwischen den bereits verlegten Heizrohren zurückgeführt. Dadurch liegen Vor- und Rücklaufleitungen nebeneinander, was zu einer gleichmäßigen Wärmeverteilung führt.
- Schneckenverlegung (spiralförmige Verlegung): Hier wird das Heizrohr vom Rand der Verlegefläche her gleichmäßig in spiralförmigen Kreisen zur Mitte des Raumes geführt. Dabei wird der doppelte Verlegeabstand eingehalten. Nach Erreichen der Raummitte wird das Heizrohr in einer S-förmigen Wendeschleife in gleicher Form innerhalb der verlegten Heizrohre zurückgeführt. Auch hier wird eine gleichmäßige Beheizung ermöglicht, weil Vor- und Rücklaufleitung nebeneinander liegen.
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Schnittstellenkoordination
Bei Planung und Ausführung einer Flächenheizung sind zahlreiche Akteure beteiligt – beispielsweise Architekt, Bauherr, Fachplaner, Heizungsbauer sowie Estrichleger und Bodenleger bei einer Fußbodenheizung. Eine rechtzeitige Abstimmung zwischen den Gewerken ist unerlässlich, wenn die Flächenheizung dauerhaft sicher und effizient betrieben werden soll. Am leichtesten lässt sich die Schnittstellenkoordination umsetzen, wenn alle Beteiligten die jeweiligen auszuführenden Arbeitsschritte detailliert aufzeichnen und protokollieren. In Zusammenarbeit mit anderen Fachverbänden hat der Bundesverband Flächenheizungen und Flächenkühlungen e.V. deshalb den Informationsdienst „Schnittstellenkoordination bei Flächenheizungs- und Flächenkühlungssystemen in bestehenden Gebäuden“ sowie „Schnittstellenkoordination bei Flächenheizungs- und Flächenkühlungssystemen in Neubauten“ erstellt. Diese enthalten z.B. zahlreiche Checklisten sowie wichtige Hinweise zum Planungs- und Bauablauf (beispielsweise zu Fugen, Schüttungen, Randdämmstreifen, Wärmedämmung, Schallschutz u.v.m.). Die Dokumente sind auf der Webseite des BVF abrufbar.
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Geeignete (Boden-)Beläge
Eine Fußbodenheizung ist mit vielfältigen Bodenbelägen kombinierbar – ob keramische Fliesen, Natur- oder Betonstein, Textilbeläge oder PVC, Linoleum, Parkett, Laminat oder Kork. Diese müssen allerdings explizit für die Anwendung mit Fußbodenheizung geeignet sein (Kennzeichnung). Auch bei der Wandheizung ist die Verkleidung der beheizten Flächen mit Naturstein, Fliesen oder harten Bekleidungen meist problemlos möglich.
Grundsätzlich sollte ein Belag, der gemeinsam mit einer Flächenheizung zum Einsatz kommt, sowohl resistent gegen Temperaturschwankungen, als auch leicht durchgängig für Wärme sein. Optimale Beläge bei einer Flächenheizung sind deshalb Fliesen und Stein. Diese besitzen eine hohe Wärmeleitfähigkeit und speichern zudem Wärme, wodurch das System besonders effizient arbeitet.
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Geeignete Putze
Frei verlegte Rohrleitungen an Wand und Decke werden beim Nasssystem in Putz eingebettet. Die Dicke der Putzüberdeckung über Rohrscheitel beträgt in der Regel 10 mm. Bei Verwendung von traditionellen Materialien beträgt die Putzstärke insgesamt meist 30 bis 35 mm. Geeignet sind Kalk-, Gips-, Lehm- oder Silikatputze. Putze mit Zementanteilen von mehr als nur wenigen Prozent sind für den Einsatz mit Flächenheizungen nicht geeignet, da sie häufig zu starr aushärten und sich aufgrund der Wärmeausdehnung flächig von Wand oder Decke lösen bzw. Risse entwickeln können. Über den Heizrohren sollte beim Verputzen ein Armierungsgewebe eingearbeitet werden.
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Wann eignet sich welche Flächenheizung?
Die Fußbodenheizung ist die heute am meisten verwendete Flächenheizung.
Ist bei Sanierung oder Modernisierung der nachträgliche Einbau einer Fußbodenheizung nicht möglich, kommt häufig eine Wandheizung zum Einsatz. Gegenüber der Fußbodenheizung hat die Wandheizung einige Vorteile:
- Die seitliche Wärmeeinstrahlung ist wirkungsvoller sowie physiologisch günstiger und wird als angenehmer empfunden.
- Eine Wandheizung schützt durch ihre Einbaulage sehr gut vor Feuchte und Schimmel an sonst kühlen Außenwänden.
- Die Vorlauftemperatur des Heizkreises muss nicht durch spezielle Regelungsvorrichtungen begrenzt werden, wie es die DIN für Fußbodenheizungen vorsieht.
Doch die Wandheizung hat auch Nachteile gegenüber der Fußbodenheizung:
- In der Regel ist die Außenwandfläche geringer als die Fußbodenfläche. Durch Fensterflächen wird sie weiter reduziert.
- Durch die geringere Fläche ist eine höhere Vorlauftemperatur notwendig.
- Die beheizten Flächen von Wandheizungen dürfen nicht mit großen Möbeln zugestellt werden. Das würde die Beheizung des Raumes beeinträchtigen.
- Werden Außen- und Innenwandflächen beheizt, kann es bei kalten Temperaturen zu einer spürbaren Luftzirkulation kommen. Das schränkt die Behaglichkeit ein.
- Beim Bohren in die Wand muss der Verlauf der Heizungsrohre beachtet werden.
Die Deckenheizung wiederum hat gegenüber der Fußboden- und Wandheizung folgende Vorteile:
- Bei der Deckenheizung steht immer die volle Heizfläche zur Verfügung, da sie nicht durch Möbel „zugestellt“ oder durch Fensterflächen beeinträchtigt wird.
- Speziell in der Form als leicht abgehängte Unterdecke weist die Deckenheizung wenig Masse auf. Damit reagiert sie vergleichsweise schnell und weniger träge als beispielsweise die Fußbodenheizung.
Allerdings hat die Deckenheizung auch Einsatzgrenzen: Die Oberflächentemperatur muss begrenzt werden, da Menschen sonst eine „Strahlungs-Asymmetrie“ empfinden, sprich: Die Decke darf nicht spürbar zu warm sein, da dies die Behaglichkeit einschränken würde. Soll die Deckenheizung unter unbeheizten Dachräumen installiert werden, muss zudem auf eine gute Wärmedämmung geachtet werden. Denn nur so wird verhindert, dass ein Teil der Heizenergie ungenutzt verloren geht. Deshalb sind Deckenheizungen eher für gut gedämmte Gebäude mit vergleichsweise hohen Räumen geeignet. Sie kommen überwiegend in Büros, Verkaufsräumen oder Lagerhallen zum Einsatz.
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» Einen Live-Mitschnitt eines Webinars des Fachbereichs „Flächenheizung /-kühlung“ des Bundesverbands der Deutschen Heizungsindustrie (BDH) vom 7. November 2017 können Sie hier kostenlos anfordern.
Weitergehende Informationen zum Thema Flächenheizung erhalten Sie in den folgenden Fachbeiträgen, und in unserem Downloadbereich zum Thema Heizung – Klima – Lüftung »
