Dünnschichtsysteme

Klassische wasserführende Flächenheiz- und -kühlsysteme lassen sich oft im Altbau nicht einsetzen, weil die erforderliche Konstruktionshöhe nicht zur Verfügung steht oder bei Holzbalkendecken Statikprobleme entstehen können. Daher werden von vielen Anbietern spezielle Systeme wie Dünnschicht- oder Trockensysteme für den nachträglichen Einbau teilweise mit Trockenestrichen als Last- und Wärmeverteilschicht angeboten. Diese Konstruktionen sind grundsätzlich leichter und können erheblich dünner aufgebaut werden. Zwei Beispiele aus der Praxis.

Die Flächenheizung ist in neuen Gebäuden Standard. Sie bietet sich aber auch für die Installation im Gebäudebestand an, zumal die energetische Sanierung mit Flächenheizsystemen durch verschiedene Förderprogramme vom Staat finanziell gefördert wird.

Je nach Projektanforderung kommen Rohrsysteme, Flächenheizelemente oder Kapillarrohrsysteme zum Einsatz, die leichter sind und somit besonders für Holzbalkendecken keine übermäßige Belastung bedeuten. Wassergeführte dünnschichtige Verbundsysteme benötigen nur 15 - 20 mm Aufbauhöhe.

Welche Dämmvorschriften sind zu beachten?

Um die Anforderungen an Funktion und Wohnkomfort zu erfüllen, müssen bei der Planung und Ausführung der Flächenheizung einige Aspekte beachtet werden. Ein wichtiger Punkt ist die Wärme- und Trittschalldämmung. Sie ist unerlässlich für den wirtschaftlichen und komfortablen Betrieb. Der Gebäudeplaner hat die Aufgabe, die Dämmschichten insbesondere im Bereich der beheizten und gekühlten Fußbodenkonstruktionen entsprechend den gesetzlichen Vorschriften und Normen richtig auszuwählen und zu dimensionieren. Für die Flächenheizung und Flächenkühlung in Gebäuden mit normalen Innentemperaturen gilt die DIN EN 1264-4 mit den in der Tabelle 1 festgelegen Mindest-Wärmeleitwiderständen für die Dämmschicht unter der Heiz- und Kühlebene.

Ob eine Dämmung oberhalb der Kühlund Heizdecken vorzusehen ist oder nicht, ist von den individuellen Gebäudeund Anlagenanforderungen abhängig. Bei Neubauten ist in der Regel das über der Kühl- und Heizdecke liegende Geschoss im Fußboden gedämmt, das Kühl-Heizsystem muss somit nicht mit einer Dämmschicht bedeckt werden.

Bei nachträglichem Einbau in Bestandsgebäude ist jedoch stets zu prüfen, ob das Kühl- und Heizregister nach oben an einen ungedämmten Fußboden oder an eine ungedämmte Dachfläche grenzt. Um eine unerwünschte Leistungsabgabe / Verluste an die darüber liegenden Räume zu vermeiden, kann eine Dämmauflage entweder direkt auf dem Heiz-Kühlregister aufgelegt oder an der Rohdecke befestigt werden.

Die richtige Hydraulik und Regelung von Flächenheiz- und -kühlsystemen

Dazu stehen verschiedene Technologien zur Verfügung. Je nach Anforderung und Randbedingungen kann ausschließlich geheizt oder ausschließlich gekühlt werden. Eine zentrale Umschaltung ermöglicht den Heiz- oder Kühlbetrieb mit demselben System (Zweileitersystem). Aber auch das zeitgleiche individuelle Heizen- und Kühlen einzelner Räume ist denkbar (Vierleitersystem).

Welches Konzept auch immer zum Einsatz kommt, wichtig ist in allen Fällen eine optimale Regelung der Raumtemperatur sowie der hydraulische Abgleich des Systems. Der hydraulische Abgleich ist für die Flächenheizung von besonderer Wichtigkeit, stellt er doch einen einwandfreien und effizienten Betrieb der Heizungsanlage sicher. Er ist dafür verantwortlich, dass die richtigen Wassermengen in den einzelnen Räumen bedarfsgerecht verfügbar sind. Auch störende Geräusche, die vorwiegend dann entstehen, wenn man Fehlverhalten der Heizungsanlage mit den falschen Maßnahmen zu beheben versucht, werden vermieden. Zudem erhöht der hydraulische Abgleich den Komfort.

Wie sieht das Ganze in der Praxis aus?

Projekt 1: Nachrüstung eines Deckenheiz- und Kühlsystems im EFH

Bei dem nachfolgenden Projektbeispiel geht es um ein Einfamilienhaus, welches mit einer kombinierten Heiz-/Kühldecke ausgestattet wurde. Es handelt sich um eine sogenannte Nasslösung. Dieses System kann auf Grund des kleinen Rohrdurchmessers von 10 mm unter der Decke eingeputzt werden. Das ermöglicht sehr geringe Aufbauhöhen und ist ideal für die Nachrüstung einer Flächenheizung.

Nachgefragt

IKZ-HAUSTECHNIK: Gerade im Baubestand fehlen oftmals belastbare Zahlen, zum Beispiel zur erforderlichen Raumheizlast oder den erforderlichen Heizwassermengen. Eine gewisse Unschärfe bei der Auslegung wird sich also nie gänzlich vermeiden lassen. Macht es vor diesem Hintergrund überhaupt Sinn, das Gebäude umfangreich nachzurechnen oder bietet sich nicht vielmehr eine vereinfachte Heizlastberechnung an?

Alexandra Borke: Der BVF hat hierfür ein überschlägiges Berechnungsverfahren entwickelt, womit sich ein hydraulischer Abgleich über die Kalkulation der einzelnen Heizkreiswassermengen mit ausreichender Genauigkeit für eine Vielzahl typischer Systeme durchführen lässt. Basis ist die spezifische Heizlast nach Baujahren, eine vorgegebene Spreizung und Pauschalwerte für den Druckverlust von unterschiedlichen Komponenten. Der 2018 erschienene BVF-Rechner setzt das Verfahren leicht und verständlich in einer MS-Excel Tabelle um. Er steht kostenfrei auf www. flaechenheizung.de zur Nutzung bereit und ermöglicht die Eingabe der gebäudespezifischen Werte sowie im Endergebnis die Berechnung der Wassermengen je Heizkreis sowie die Gesamtwassermenge und die Förderhöhe.

IKZ-HAUSTECHNIK: Es gibt inzwischen einen Dschungel an Systemen für die Nachrüstung einer Flächenheizung. Jedes mit seinen individuellen Stärken und Schwächen. Inwieweit kann der Bundesverband hier für Fachplaner und Installateure Orientierung bieten?

Alexandra Borke: Einen Überblick über die verschiedenen Systeme und Leistungen der einzelnen Anbieter erhalten Installateure über den Flächenheizungsfinder auf der Internetseite des BVF. Über eine Filterfunktion hat der Nutzer die Möglichkeit, für sein spezielles Projekt schnell und einfach passende Unternehmen mit Kontaktdaten und weiterführenden Informationen zu finden. Abgefragt werden beispielsweise die Höhe des Fußbodenaufbaus und ob ein Nass- oder ein Trockenaufbau gewünscht wird. Spezielle Anwendungen wie Bäder, Freiflächen oder Kühldecken finden genauso Erwähnung wie die Frage nach der Einbauvariante an Boden, Wand oder Decke.

IKZ-HAUSTECHNIK: Der nachträgliche Einbau einer Flächenheizung kann im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude mit bis zu 45 % gefördert werden, wenn er im Zusammenhang mit der Erneuerung der Heizungsanlage vorgenommen wird. Worauf ist bei der Beantragung der Fördermittel zu achten?

Alexandra Borke: Der wichtigste Grundsatz lautet: Erst den Förderantrag stellen, dann starten. Wichtig ist ebenfalls, die Fördersumme korrekt anzusetzen. Ist sie zu hoch angesetzt, dann ist das nicht tragisch. Es wird ohnehin nur die in der Schlussrechnung genannte Summe angesetzt. Ist sie aber zu niedrig angesetzt, kann der Förderantrag nachträglich nicht angepasst werden. Es sollten also im Vorfeld sämtliche förderfähigen Umfeldmaßnahmen berücksichtigt werden.

Voraussetzung für alle Maßnahmen ist außerdem die Durchführung eines hydraulischen Abgleichs der Heizungsanlagen. Das sollte heute aber ein genereller Standard bei der Modernisierung eines Heizungssystem sein.

Die hydraulische Anbindung der Heiz-/ Kühldecke von Wavin erfolgte nach Tichelmann über Tigris Metallverbundrohr mit einem Durchmesser von 16 mm. Somit ist eine gleichmäßige Durchströmung aller Wasserkreise gewährleistet.

Die hydraulische Grenze eines Wasserkreises ist auf Grund des kleinen Rohrdurchmessers von 10 mm auf 40 m begrenzt. Das entspricht bei den empfohlenen Verlegeabständen einer Fläche von 10 m².

Sowohl das Erd-, als auch Obergeschoss wurden mit einer kombinierten Heiz-/ Kühldecke ausgestattet. Dafür sind 2 Verteiler vorgesehen. Verteiler Nr. 1 mit 7 Kreisen befindet sich im Erdgeschoss. Verteiler Nr. 2 ist für das Obergeschoss mit 6 angeschlossenen Kreisen vorgesehen.

Basis der Projektierung ist die Heizlastberechnung nach DIN EN12831 bzw. die Kühllastberechnung gemäß VDI 2078.

Der hydraulische Abgleich erfolgte anhand der errechneten Auslegungsvolumenströme. Da für dieses Projekt ein 2-Leitersystem mit zentraler Umschaltung der Betriebsarten vorgesehen war, erfolgt der hydraulische Abgleich mit dem größten Massenstrom. Dies ist in diesem Fall der Heizfall.

Die in der oberen Übersicht rot markierten Heizkreise 6 und 7 versorgen gemeinsam den Raum Wohnen im Erdgeschoss.

Gemäß Auslegungstabelle betragen hier die Volumenströme im Heizfall 213 bzw. 239 kg/h. Nach Umrechnung in l/min werden die Werte von 3,55 bzw. 3,98 l/min über die Durchflussmengenmesser-/-begrenzer der betreffenden Wasserkreise am Verteiler Nr. 1 manuell eingestellt.

Mit Hilfe dieser Vorgehensweise erhält jeder Wasserkreis den errechneten Volumenstrom. Ein funktionierender hydraulischer Abgleich sowie eine einwandfreie Funktion der Deckenkühlung-/-heizung wird somit sichergestellt.

Projekt 2: Nachrüstung einer Fußbodenheizung im EFH

Bei dem zweiten Praxisbeispiel handelt es sich um die Sanierung eines Einfamilienhauses, welches mit einer Fußbodenheizung ausgestattet wurde. We gen der geringen möglichen Aufbauhöhe wurde hier ein Trockenbausystem (Lindner SE) ausgewählt. Dieses System kann als Fertigteilestrich auf Grund des Rohrdurchmessers von 12 mm und einer Gesamtdicke von 33 mm direkt auf der Dämmung verbaut werden.

Nach Abstimmung wurden eine zentrale Anordnung des Verteilers und die sternförmige Verlegung der durchlaufenden Zuleitungen zu den einzelnen Heizkreisen geplant. Die Heizrohre wurden mäandrisch angeordnet. Die maximale Heizkreislänge wurde mit 85 m festgelegt um die Druckverluste in den Rohrleitungen möglichst gering zu halten.

Grundlage für die Berechnung des hydraulischen Abgleichs war die enge Abstimmung mit allen am Bau beteiligten Personen: Mit dem Bauherrn wurde ausgewählt welche Bodenbeläge in den einzelnen Räumen verlegt werden sollen. Somit konnte der Wärmedurchlasswiderstand für die Berechnung bestimmt werden. Die gewünschten Raumtemperaturen und Heizflächen wurden durch den Bauherrn ebenfalls individuell festgelegt. Der Planer stellte die Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 zur Verfügung, mit Angabe der erforderlichen Leistung (Watt) je Raum. Die Werte der Heizlast dienten zusammen mit den Angaben der Heizflächen sowie der gewünschten Bodenbelagsarten als Datengrundlage für den hydraulischen Abgleich.

An den Durchflussbegrenzern des Heizkreisverteilers wurden nach der Installation die errechneten Durchflussmengen in l/min für jeden Heizkreis eingestellt. Die Werte wurden der Auslegungsberechnung entnommen. Somit wird jeder Heizkreis mit der Wärmemenge (W) versorgt die erforderlich ist um die gewünschte Raumtemperatur zu erzielen.

Autorin: Alexandra Borke, Technikreferentin beim Bundesverband Flächenheizungen und Flächenkühlungen

www.flaechenheizung.de