Wärmeübergabe mit Flächen-, Strahlungs-, Fußleisten-Heizung

Transkript

1 Die Wunschliste der Renovierung: Verschönerung Immobilie, Verbesserung Wohnqualität und - komfort, Energieeinsparung Wir sind mitten in der Diskussion um die Vorzüge von Konvektions- und Strahlungswärme: Was ist besser? Sind normale Heizkörper / Radiatoren noch zeitgemäß? Man unterscheidet zwischen Konvektions- und Strahlungsheizungen. Konvektionsheizungen erwärmen die Luft und verteilen diese durch Luftwirbelbildung. Typisches Beispiel sind die Heizkörper unterhalb der Fenster. Sie benötigen Vorlauftemperaturen von C, sie erwärmen nur die Luft, und die geht beim Lüften dann relativ schnell verloren. Sie verwirbeln die Luft und wirbeln Staub auf, was manchen Menschen auf die Bronchien schlägt. Die Strahlungsheizung erhitzt ein Bauteil, das dann über Stunden Wärme an den Raum abgibt, vergleichbar in etwa mit Sonnenstrahlen auf der Haut. Zu den klassischen Strahlungsheizungen zählen traditionelle gemauerte Kachelöfen, zu den heutigen die Fußboden-, Decken- und, Wandheizungen. Strahlungsheizungen benötigen mit C geringe Vorlauftemperaturen. Deshalb können solche Wärmeträger sehr gut mit Sonnenkollektoren und Wärmepumpen betrieben werden. Vor der Fläche einer Wandheizung können keine Möbel stehen, Bilder-, Schrank- und Regalwände sind nicht sinnvoll. Diesen Nachteil gleicht die Fußleistenheizung teilweise aus. Hier werden wasserführende Leitungen in Fuß- oder Randleisten verlegt. Die aufströmende Wärme erhitzt nicht nur die Luft, sondern auch die Wand. Gleichzeitig sorgt sie dafür, dass die Raumluftfeuchtigkeit nicht an kalten Wandoberflächen kondensieren kann. Die Unterschreitung des Taupunktes und die Reduzierung von Hausstaubmilben spielen hier eine wichtige Rolle. Wie warm braucht es der Mensch und bei welchen Temperaturen fühlt er sich behaglich und wohl? Ausschlaggebend ist weniger die messbare Temperatur als vielmehr der thermische Komfort, das Wohlfühlgefühl. Das ist im Winter anders als im Sommer. Im Winter haben Luftgeschwindigkeit, tatsächliche Temperatur und die Temperatur der umgebenden Oberflächen sehr großen Einfluss. Wird im Winter ein Raum mit Flächenheizung beheizt, kann man sich bereits bei einer relativ geringen Lufttemperatur von C behaglich und warm fühlen. Die Temperatur der umgebenden Oberflächen spielt eine große Rolle (siehe Grafik). Eine Differenz von mehr als 3-4 zur Raumluft Seite 1 von 8

2 empfinden wir als Zugerscheinung. Die relative Luftfeuchtigkeit wird subjektiv empfunden, sollte aber im Bereich von 40-50% liegen. Effizienz der Heizung Der ganzjährige Vollkondensationsbetrieb eines Gas-Brennwertkessels ist in der Praxis kaum möglich. Ausgehend von einer Betriebsweise der vorhandenen Radiatoren mit Systemtemperaturen von 70/55 C beziehungsweise optimiert mit 55/45 C ergeben sich gegenüber einer Flächenheizung mit 45/35 C Nutzungsgradunterschiede von 5-7 % zugunsten des Flächenheizsystems. Bild 3 zeigt den Zusammenhang zwischen Rücklauftemperatur und Wirkungsgrad bei Gas-Brennwertgeräten quantitativ auf. Effizienz und Einsparpotenzial moderner Wärmeerzeuger in Bestandsgebäuden hängen wesentlich vom verwendeten Heizsystem in der Wärmeübergabe ab. Flächenheizungen werden als angenehm und thermisch behaglich empfunden. Durch den hohen Anteil an Strahlungswärme erreicht eine Flächentemperierung eine gleichmäßige Wärmeverteilung bei etwa 2-3 C geringerer Raumlufttemperatur im Vergleich zu konvektiven Heizsystemen. Anders als im hochwärmegedämmten und luftdicht konstruierten Neubau ist thermische Behaglichkeit im Altbau keine Selbstverständlichkeit. Hohe Räume, ungleichmäßige Wandtemperaturen und die überwiegend konvektive Wärmeabgabe konventioneller Radiatoren wirken sich besonders negativ auf das Behaglichkeitsempfinden der Bewohner aus. Die Reduzierung der Raumlufttemperatur bedeutet 6% weniger Verluste je Grad. Die Wandheizung eignet sich aufgrund der Erhöhung der Wandoberflächentemperatur sehr gut zur Beheizung von Altbauten. Besonders vorteilhaft ist dabei die Montage an den Außenwänden. Möglich ist auch die Kombination mit diffusionsoffenen, kapillar aktiven Innendämmsystemen. Trockenbau-Wandheizungen erlauben aufgrund ihrer geringen Rohrüberdeckung besonders geringe Vorlauftemperaturen bei maximalen Oberflächentemperaturen gem. DIN 1264 von etwa 35 C. Damit lässt sich in der Regel die Heizlast von Altbau-Wohnräumen bei Systemtemperaturen von 45/35 C und 20 C Raumtemperatur mit 70 W/m 2 abdecken. Flächenkühlung Hat der Wohnraum transparente, raumhohe Glasflächen, Wintergärten oder Dachstudios, erhöht sich der solare Eintrag im Sommer, so dass oft eine Kühlung der Räume notwendig wird. Mit einer Flächenkühlung an Decke, Wand oder Boden kann die Raumtemperatur um 4-6 abgesenkt werden, was zu einer Erhöhung der thermischen Behaglichkeit beiträgt. Sollen bestehende Bodenbeläge weiter genutzt werden, so ist die Wandheizung auf Innenwänden eine Alternative. In der Praxis erfolgen dann oftmals Teilrenovierungen einzelner Seite 2 von 8

3 Zimmer oder das schrittweise Renovieren von Etage zu Etage, bei gleichzeitiger Weiternutzung des Wohnraums. Nicht alle Beläge sind für Bodenheizungen geeignet. Keramische Fliesen und Steinböden leiten und speichern die Wärme besser als Holz oder Teppich. Je besser der Bodenbelag dämmt, desto weniger eignet er sich für eine Fußbodenheizung. Stellt der Boden gleichzeitig die Wärmegrenze zum kalten Keller oder zum Erdreich dar? Ist ein Keller vorhanden, kann die Wärmedämmung auf der Kaltseite aufgebracht werden. Dadurch kann die Aufbauhöhe im Wohngeschoss verringert werden. Ist unter dem Wohnbereich nur Erdreich, muss die Dämmung natürlich auf die Bodenplatte unter das Heizungssystem. Hier bietet die Industrie heute viele Systeme mit unterschiedlichen Aufbauten an. Deckenheizung Sie erfolgt heute meist in Trockenbauweise mit vorgefertigten Elementen. Bilder, Grafiken (c) Uponor, SBZ Seite 3 von 8

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5 Planung (nicht nur) bei Wärmepumpe Je niedriger die Vorlauftemperatur, desto geringer auch die Stromrechnung für die Wärmepumpe: Beispiel: Ein 40m² großer Raum habe bei -12 C außen und 20 C innen einen Heizleistungsbedarf von 2160 Watt. Aufgrund der geplanten Einrichtung kommen nur 30 m² als wirkungsvolle Wärmeabgabefläche in Frage. Die Fußbodenheizung muss also im Schnitt 2160/30 = 72 Watt Heizleistung / m² abgeben können. Ausführungsbeispiele: 1. Die Preiswert-Bauweise: Bei 20cm Verlegeabstand zwischen den einzelnen Rohren der Fußbodenheizung sind z. B. 72 Watt/m² mit einer Vorlauftemperatur von 40 C und einer Rücklauftemperatur von 35 C möglich. 2. Die Wärmepumpen-Bauweise: Bei 10cm Verlegeabstand zwischen den einzelnen Rohren der Fußbodenheizung sind z. B. 72 Watt/m² mit einer Vorlauftemperatur von 36 C und einer Rücklauftemperatur von 30 C möglich. Durch diese Absenkung der mittleren Betriebstemperatur um 4,5 K muss sich die Wärmepumpe weniger anstrengen. Für den Bauherrn bedeutet das hier im Beispiel eine Senkung der Stromkosten für seine künftige Wärmepumpe um rund 11% - und das jedes Jahr. Der Verlegeabstand ist deshalb ein entscheidender Einflussfaktor für die künftige Stromrechnung. Im Bild rechts ist die Fläche in der Mitte frei, hier wird später noch eine Leichtbauwand montiert (evt Dübel im Fußboden). Rechts sieht man das rote Schutzrohr im Bereich der späteren Dehnungsfuge des Estrichs. Verlegt wurde 16 mm starkes Schicht-Verbundrohr im mittleren Verlegeabstand von etwa 12 cm, in den Bädern teilweise auch deutlich unter 10 cm. Randstreifen - Dämmung Wird der störende Randdämmstreifen zu früh, d. h. genau bis Oberkante Estrich abgeschnitten, besteht die Gefahr, dass später insbesondere Fliesenkleber und Fugenmörtel bis zur Wand fließen können und dort aushärten. Dehnt sich nun beim Aufheizen die Estrichplatte aus, so drücken Kleber und Mörtel sofort auf die Wand. In der Folge sind Abplatzungen und Risse möglich, weil kein Dehnungsspielraum mehr zwischen Mörtel, Kleber und der Wand ist und somit eine wichtige Funktion des Randdämmstreifens außer Kraft gesetzt wurde. Deshalb und um Gewährleistungsstress zu vermeiden gilt: Randdämmstreifen immer vom Fliesen-, bzw. Parkettleger abschneiden lassen und zwar möglichst nach dem Verlegen der Bodenfliesen und des Parketts (Ausnahme: Vorheriges Verkleben von Abdichtfolie und Abdichtbändern in Feuchträumen). Bild: Seite 5 von 8

6 Strahlungsheizung? Bei konventioneller Heizung wird die Raumluft durch den Heizkörper erwärmt und gerät dadurch in Rotation: die warme Luft strömt über dem Heizkörper nach oben, bewegt sich an der Decke entlang, fällt bei zunehmender Abkühlung an der gegenüberliegenden Wand herunter und strömt auf dem Fußboden wieder zurück in Richtung Heizkörper. Die höchste Temperatur herrscht unmittelbar unter der Decke, die niedrigste am Boden. Infrarotstrahlung ist eine Wärmestrahlung, die direkt wirkt: Sie erwärmt Ihren Körper über die Haut, sowie Wände, Boden und im Strahlungsbereich befindliche Gegenstände - unmittelbar. Heizelemente senden (wie die Sonne oder offenes Feuer) Infrarotstrahlen aus, die nicht primär die Raumluft erwärmen, sondern alle festen Körper, auf die sie auftreffen. Boden, Wände, Decke, Möbel nehmen die Wärmestrahlung direkt auf, erwärmen sich und geben ihrerseits wieder Wärmestrahlung ab. So erwärmt sich indirekt auch die Raumluft, allerdings nicht aufgrund punktueller massiver Erhitzung durch einen kleinflächigen Heizkörper, sondern aufgrund milder, großflächiger Heizelemente Die geringere Erwärmung der Umgebungsluft hat den positiven Nebeneffekt, dass sich die relative Feuchtigkeit konstant verhält. Quelle: Arbeitsgemeinschaft Ziegeldecke im Güteschutz Ziegelmontagebau e. V. Quelle: Bosy Grafik: climasystem Seite 6 von 8

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