INFORMATIONSDIENST FLÄCHEN HEIZUNG Richtlinie zur Herstellung beheizter Fußbodenkonstruktionen im Wohnungsbau Stand: März 1998 Bundesverband Flächenheizungen e.v., Hochstraße 113, 58095 Hagen
Herausgegeben vom: Bundesverband Flächenheizungen e.v. Hochstraße 113, 58095 Hagen Tel.: 0 23 31 / 20 08 50, Fax: 0 23 31 / 20 08 40
Die Fußbodenheizung hat in den letzten Jahrzehnten bei der Raumheizung immer mehr an Bedeutung gewonnen. Nahezu jedes zweite Ein- und Zweifamilienhaus wird heute mit einer Fußbodenheizung ausgestattet. Aber auch in Büros, Schulen, Kindergärten, Museen, Ladengeschäften, Sporthallen, Industriehallen, Kirchen, Frei- und Grünflächen findet die Fußbodenheizung aufgrund ihrer Vorteile in verstärktem Maße Eingang. Die wesentlichen Vorteile sind: Kostengünstige Installation Wirtschaftliche und energieeffiziente Betriebsweise Behaglichkeit aufgrund niedriger Oberflächentemperaturen Freie innenarchitektonische Gestaltung Kein Renovierungs- und zusätzlicher Reinigungsaufwand für Heizflächen Günstigste raumlufthygienische Verhältnisse Zukunftsorientiert und umweltfreundlich durch die Nutzbarkeit alternativer Energien Die vorliegende Richtlinie bezieht sich auf beheizte Fußbodenkonstruktionen im Wohnungsbau und ähnlich genutzte Gebäude. Um eine sachgerechte Planung durchzuführen und eine dauerhaft funktionsfähige Fußbodenkonstruktion beheizt oder nicht beheizt herzustellen, sind die nachfolgenden Gesetze und DIN- Normen anzuwenden: Wärmeschutzverordnung DIN 1055 DIN EN 1264 DIN 4102 DIN 4108 DIN 4109 DIN 4725 Teil 4 DIN 18161 DIN 18164 DIN 18165 DIN 18195 DIN 18202 DIN-NORMEN Lastannahmen für Bauten Fußboden-Heizung Systeme und Komponenten Brandschutz im Wärmeschutz im Schallschutz im Korkerzeugnisse als Dämmstoffe für das Bauwesen Schaumkunststoffe als Dämmstoffe für das Bauwesen Faserdämmstoffe für das Bauwesen Warmwasser- Fußbodenheizung Bauwerksabdichtungen Toleranzen im DIN 18336 VOB, Teil C: Abdichtarbeiten DIN 18353 VOB, Teil C: Estricharbeiten DIN 18560 DIN 44576 Estriche im Bauwesen Elektrische Raumheizung, Fußboden speicherheizung Allgemeine Konstruktionsprinzipien Der Aufbau von beheizten Fußbodenkonstruktionen erfolgt auf einem tragenden Untergrund (z. B. Beton- oder Holzbalkendecke). Die Estrichkonstruktion besteht aus einer beheizten Estrichplatte (Lastverteilungsschicht), die auf einer Dämmschicht aufliegt. Die Beheizung der Estrichplatte der Warmwasser-Fußbodenheizung erfolgt durch Wärmezufuhr mittels warmen Wassers. Die Heizrohre aus Kunststoff oder Kupfer sind in oder unter der Estrichplatte angeordnet. Die Estrichplatte der Elektro-Fußbodenheizung wird durch elektrische Heizleitungen erwärmt. Warmwasser-Fußbodenheizung Bei der Warmwasser-Fußbodenheizung kann der Estrich sowohl als Baustellenestrich als auch als werkgemischter Trockenestrich bzw. Fertigestrich oder Fertigteilestrich hergestellt Nach DIN 18560 Teil 2 werden die beheizten Fußbodenkonstruktionen nach der Lage der Heizrohre bzw. der elektrischen Heizleiter in folgende Bauarten eingeteilt: Bauart A und C mit Heizrohren innerhalb des Estrichs (Naßsystem) und Bauart B mit Heizrohren unterhalb des Estrichs (Trockensystem). Elektro-Fußbodenheizungen Schwimmende Estrichplatte mit direkt eingebetteten elektrischenheizleitungen oberhalb der Dämmschicht auf einem tragenden Untergrund (z. B. Beton- oder Holzbalkendecke). Bauliche Voraussetzungen für beheizte Fußbodenkonstruktionen Abdichtungsmaßnahmen des tragenden Untergrundes gegen Bodenfeuchtigkeit oder nicht drückendes Wasser sind vom Bauwerksplaner festzulegen. Diese Maßnahmen müssen nach DIN 18 195 Bauwerksabdichtungen ausgeführt sein. Es ist notwendig, daß die Innenputzarbeiten abgeschlossen sind.
Abstand zur Dämmung Bauart A: Schwimmende Estrichplatte mit Heizrohren innerhalb des Estrichs oberhalb der Dämmschicht, die auf einem tragenden Untergrund vollflächig aufliegt. Der Abstand der Heizrohre zur Dämmung ist systembedingt unterschiedlich gemäß Tabelle 1. Tabelle 1: Unterteilung von Bauart A nach dem Abstand der Heizrohre zur Dämmung: Bauart A1 A2 A3 Abstand zur Dämmung 0 bis 5 mm >5 bis 15 mm > 15 mm Bauart B: Schwimmende Estrichplatte mit Heizrohren unterhalb des Estrichs innerhalb der Dämmschicht. Fliesen- oder Plattenbelag Dünn- oder Mittelbettmörtel Estrich Heizelemente Fertigteilestrich Bei Trockensystemen kann die lastverteilende Estrichplatte auch als Fertigteilestrich hergestellt sein. Elektrische Heizleitungen Abdeckung Dämmschicht Bauart C: Heizelemente in einem Ausgleichsestrich, auf dem der Estrich als Lastverteilungsschicht oberhalb einer zweilagigen Trennschicht (z. B. PE-Folie) aufgebracht wird. Die Dicke des Ausgleichsestrich muß mindestens 20 mm größer sein als der Durchmesser der Heizelemente. Die oberhalb der Trennschicht muß nach DIN 18560 Teil 2; Tabelle 2 für die Estrichfestigkeitsklasse ZE 20/AE 20 mindestens 45 mm betragen. Ausgleichestrich tragender Untergrund Trennschicht Tabelle 2: Nenndicken und Festigkeit bzw. Härte von Heizestrichen auf Dämmschichten nach DIN 18 560 Teil 2 für Verkehrslasten bis 1,5 kn/m 2 Estrichart Bauart Überdeckungs- Bestätigungsprüfung mm 1)2) höhe in mm Biegezugfestigkeit ß BZ in N/mm 2 min. min. kleinster Einzelwert Mittelwert min. A1 45 + d 45 Anhydrit AE 20 A2 50 + d Zement ZE 20 A3 45 + d 25 3) 2,0 2,5 B, C 45 Eindringtiefe (Härte) in mm bei (22±1) C max. bei (40±1) C max. Gußasphalt GE 10 A1 35 15 1 2 1) d ist der äußere Durchmesser der Heizelemente. 2) Die Zusammendrückbarkeit der Dämmschicht darf höchstens 5 mm betragen. 3) Die Summe der Abstände der Heizelemente von der Ober- und der Unterfläche der Estrichplatte muß mindestens 45 mm betragen.
Der Wandputz muß bis zum tragenden Untergrund (Beton- oder Holzbalkendecke) herab reichen. Der tragende Untergrund muß den statischen Anforderungen zur Aufnahme der Fußbodenkonstruktion und der vorgesehenen Verkehrslast genügen. Die Höhenlage und die Ebenheit der Oberfläche des tragenden Untergrunds müssen bezüglich der Winkeltoleranzen und der Ebenheitstoleranzen der Anforderung der DIN 18202, Tabelle 2 und Tabelle 3, Zeile 2, entsprechen. Zur Überprüfung der waagerechten Höhenlage des Unterbodens, der vorgegebenen Einbaudicke der Fußbodenkonstruktion und der höhengleichen Anschlüsse muß in jedem Raum ein Meterriß angelegt Hierbei ist von dem Höhenbezugspunkt auszugehen, der vom Bauwerksplaner bzw. von der Bauleitung vorzugeben ist. Rohrleitungen, Elektroleitungen o. ä., die auf dem tragenden Untergrund verlegt sind, müssen festgelegt sein. Durch einen Ausgleich ist wieder eine ebene Oberfläche zur Aufnahme der Dämmschicht mindestens jedoch der Trittschalldämmung zu schaffen. Die dazu erforderliche Konstruktionshöhe ist bei der Planung zu berücksichtigen. Ungebundene Schüttungen dürfen für den Ausgleich nicht verwendet Soll die beheizte Fußbodenkonstruktion z. B. in Duschen o.ä. ein wirksames Gefälle (> 1,5 %) erhalten, ist dieses Gefälle im tragenden Untergrund herzustellen, um die Forderungen nach einer gleichmäßigen Dicke des Estrichs zu erfüllen. Vorhandene Bauwerksfugen im tragenden Untergrund müssen eine gleichmäßige Breite haben, vollkantig sein, geradlinig und fluchtgerecht verlaufen. Über Bauwerksfugen sind auch in der Dämmschicht und im Estrich Fugen anzuordnen. Der tragende Untergrund muß augenscheinlich erkennbar trocken sowie frei von Verunreinigungen und losen Bestandteilen sein. Außentüren sowie Fenster müssen eingebaut sein, wobei erforderlichenfalls nicht verglaste Fensteröffnungen durch Folien zu schließen sind. Beim Einbringen des Estrichs dürfen Raumlufttemperaturen und Baustofftemperaturen nicht unterhalb +5 C liegen. Fußboden-Direktheizung: Die Heizleitungen sind in oder unter der Estrichplatte angeordnet. Die beträgt mindestens 45 mm. Die Überdeckung der Heizleiter beträgt mindestens 25 mm. Elektro-Fußboden-Direktheizungen mit Flächenheizelement: Bauteile für Fußbodenheizungen Wärme- und Trittschalldämmung Für die wirtschaftliche und komfortable Nutzung von beheizten Fußbodenkonstruktionen ist die Wärmeund Trittschalldämmung ein wichtiges Bauteil. Heizrohre und Heizleitungen Wichtige Bauteile einer Fußbodenheizanlage sind die Heizrohre aus Kunststoff oder Kupfer und die elektrischen Heizleitungen. Bei Heizrohren erfolgt die Wärmezufuhr durch warmes Wasser. Bei Heizleitungen wird der Effekt der Erwärmung eines stromdurchflossenen Leiters als Wärmequelle genutzt. Fußboden-Speicherheizung: Die Heizleitungen sind in oder unter der Estrichplatte angeordnet. Die beträgt ca. 80 mm. Die Verlegung der Flächenheizelemente erfolgt überwiegend in Altbauten auf vorhandenem Untergrund. Die Flächenheizelemente werden nach dem Verlegen mit Dünn- bzw. Mittelbettmörtel abgedeckt. Die Heizleitungen sind unmittelbar unter keramischen Belägen angeordnet und mit einem Schutzleitergeflecht umgeben. Weitere Informationen können unter anderem dem Informationsdienst Flächenheizung Heizrohre und elektrische Heizleitungen des Bundesverbandes Flächenheizungen e. V. entnommen Meßstellen für die Messung der Belegreife des Estrichs Zur Messung des Feuchtigkeitsgehaltes sind in der Heizfläche bei Bauart A geeignete Stellen auszuweisen. Nach DIN 4725 Teil 4 sind mindestens 3 Meßstellen je 200 m 2 bzw. je Wohnung auszuweisen. Abweichend von dieser Mindestanforderung wird empfohlen, darüber
hinaus mindestens eine Meßstelle in jedem Raum auszuweisen. Estrich und Wärmeverteilschicht Der Estrich ist bei der Fußbodenheizung nicht nur das lastverteilende Bauteil für die Aufnahme des Bodenbelages und der Verkehrslasten, sondern zugleich auch die Wärmeverteilschicht. Am häufigsten wird dieses Bauteil aus Zementestrich erstellt. In zunehmenden Maße werden auch Fließestriche auf Calciumsulfat Basis verarbeitet. Bei Trockensystemen (Bauart B) werden, insbesondere bei Altbausanierungen überwiegend Trockenestrichplatten eingesetzt. Bei der gesamten Konstruktion handelt es sich um einen schwimmenden Estrich. Die Anforderungen für einen schwimmend verlegten, beheizten Estrich (Heizestrich) sind in DIN 18 560, Teil 2 festgelegt. Schwimmend auf der Dämmung bedeutet, daß die Estrichplatte keinerlei Verbindungen mit aufgehenden und angrenzenden Bauteilen haben darf. Dies wird dadurch verhindert, daß an allen aufgehenden und angrenzenden Bauteilen (Wänden, Säulen, Rohrleitungen, Treppen etc.) ein Randdämmstreifen verlegt wird. Der Randdämmstreifen muß im eingebauten Zustand eine Bewegungsmöglichkeit von mindestens 5 mm sicherstellen. Randdämmstreifen sowie ggf. die hoch geführte Abdeckfolie der Wärmedämmung müssen bis nach Fertigstellung des Oberbodenbelags stehen bleiben. Erst danach werden sie bündig abgeschnitten. Der Randdämmstreifen ist erforderlich, weil dadurch Schallbrücken verhindert Durch die Anordnung von Randdämmstreifen werden Randfugen hergestellt, die zusätzlich die Funktion von Bewegungsfugen übernehmen. Die Estrichplatte dehnt sich durch Erwärmung aus, so daß die thermische Längenänderung von der Randfuge nach allen Richtungen zerstörungsfrei aufgenommen werden kann. Die Nenndicke der Estrichplatte richtet sich nach dem Konstruktionsprinzip entsprechend Tabelle 2 gemäß der DIN 18560 Teil 2. Bei anderen als den angegebenen Festigkeitsklassen ist eine von Tabelle 2 abweichende Dicke möglich, die jedoch bei den Bauarten A1 und A3 mindestens (30 + d) mm, bei der Bauart A2 (35 + d) mm und bei den Bauarten B und C mindestens 30 mm betragen muß. Dabei muß in einer Eignungsprüfung nachgewiesen werden, daß der Estrich hinsichtlich der Tragfähigkeit bei Stein- und keramischen Bodenbelägen auch hinsichtlich der Durchbiegung einem Zementestrich der Festigkeitsklasse ZE 20 mit einer Dicke von 45 mm entspricht. Heizestriche Estriche beheizter Fußbodenkonstruktionen, sogenannte Heizestriche, unterscheiden sich in ihrer mörteltechnologischen Zusammensetzung in keiner Weise von nicht beheizten Estrichen im Wohnungsbau. Der Heizestrich kann als Baustellenestrich auf Zement oder Calciumsulfat-Basis (z. B. Anhydrit) mit mindestens der Festigkeitsklasse 20 erstellt Fließestriche mit Zement oder Calciumsulfat als Bindemittel sind für Warmwasser-Fußbodenheizungen geeignet. Bei der Elektro-Fußbodenheizung dürfen Fließestriche mit Zement oder Calciumsulfat-Bindern nur verwendet werden, wenn sie vom Hersteller des Estrichs für diesen Temperaturbereich freigegeben sind. Die Temperatur im Bereich der Heizrohre und elektrischen Heizleitungen darf bei Calciumsulfatund Zementestrichen 60 C auch im Störungsfall nicht auf Dauer überschreiten. Bei der Herstellung von Heizestrichen aus Calciumsulfat oder Zement dürfen nur solche Zusatzmittel verwendet werden, die den Volumenanteil der Luftporen des Mörtels um nicht mehr als 5% erhöhen. Zementestriche Der Zementestrich sollte in einer weichplastischen Konsistenz eingebracht Die Plastizität des Zementestrichs kann durch geeignete Zusatzmittel verbessert Beim Einbringen darf die Temperatur des Zementestriches 5 C nicht unterschreiten. Sie soll anschließend wenigstens 3 Tage auf mindestens 5 C gehalten Ferner ist der Estrich wenigstens 3 Tage, bei niedrigen Temperaturen oder langsam erhärtenden Zementen entsprechend länger, vor dem Austrocknen und auch danach noch wenigstens 1 Woche vor schädlichen Einwirkungen z. B. durch Wärme und Zugluft, zu schützen, um das Schwinden gering zu halten. Dies ist bei kleineren Bauwerken im allgemeinen ohne besondere Maßnahmen sichergestellt, wenn das Bauwerk geschlossen ist. Zementestrich sollte nicht vor Ablauf von 3 Tagen begangen und nicht vor Ablauf von 7 Tagen höher belastet Calciumsulfatestriche Bei Calciumsulfatestrichen ist darauf zu achten, daß die meisten Calciumsulfat Hersteller eine Begrenzung der Estrichtemperatur unterhalb der in der DIN 18 560 Teil 2 angegebenen maximalen Temperatur von 60 C im Bereich der Heizelemente vorschreiben. Die Vorlauftemperaturen sind demzufolge entsprechend zu begrenzen. Bewegungsfugen sind wie bei Zementestrichen notwendig. Beim Einbringen darf die Temperatur des Calciumsulfatestriches 5 C nicht unterschreiten. Sie soll anschließend wenigstens 2 Tage auf mindestens 5 C gehalten Ferner ist der Estrich wenigstens 2 Tage vor schädlichen Einwirkungen, wie z. B. Wärme, Schlagregen und Zugluft zu schützen. Dies ist bei kleineren Bauwerken im allgemeinen ohne besondere Maßnahmen sichergestellt, wenn das Bauwerk geschlossen ist. Calciumsulfatestrich soll unbehindert austrocknen können und darf nicht einer dauernden Feuchtigkeitsbeanspruchung ausgesetzt Calciumsulfatestrich sollte nicht vor Ablauf von 2 Tagen begangen und nicht vor Ablauf von 5 Tagen höher belastet Calciumsulfatfließestriche Calciumsulfatfließestriche sind unter Beachtung der von den Bindemittel Herstellern erarbeiteten Verarbeitungsrichtlinien als Heizestrich geeignet. Es ist besondere Sorgfalt bei der Verlegung der Dämmung und vor allem der Abdeckung notwendig. Die wannenartige Abdeckung bzw. Ausbildung der Dämmung muß der Konsistenz des Fließestrichs entsprechend dicht sein. Andere Abdeckun-
gen sind zulässig, sofern die gleichwertige Funktion erbracht wird. Beispielsweise kann eine Dämmschichtabdeckung entfallen, wenn Systemdämmstoffplatten eingesetzt werden, die eine in ihrer Funktion gleichwertige Oberfläche haben und das Eindringen von Estrichmörtel an den Fugen der Platten wirksam verhindern. Beim Einbringen und für die anschließende Zeit gelten die gleichen Bedingungen wie bei Calciumsulfatestrichen. Gußasphaltestriche Eine thermisch stabilisierte Variante der Gußasphaltestriche findet als Heizestrich Verwendung. Hierbei ist auf die hohe Verlegetemperatur des Gußasphaltestrichs zu achten. Detaillierte Informationen sind den Unterlagen der Anbieter zu entnehmen. Bewehrung Eine Bewehrung von Estrichen auf Dämmschichten ist grundsätzlich nicht erforderlich. Jedoch kann eine Bewehrung insbesondere bei Zementestrichen zur Aufnahme von Stein- oder Keramischen Belägen zweckmäßig sein, weil dadurch die Verbreiterung von eventuell auftretenden Rissen und der Höhenversatz der Rißkanten vermieden Das Entstehen von Rissen kann durch eine Estrichbewehrung nicht verhindert Estrichbewehrungen sind insbesondere bei ihrer Verwendung in Calciumsulfatestrichen gegen Korrosion zu schützen. Die Bewehrung ist im Bereich von Bewegungsfugen zu unterbrechen und bei Heizestrichen etwa im mittleren Drittel der Estrichdicke anzuordnen. Bewegungsfugen Über die Anordnung der Fugen ist ein Fugenplan zu erstellen, aus dem Art und Anordnung der Fugen zu entnehmen sind. Der Fugenplan ist vom Bauwerksplaner zu erstellen und als Bestandteil der Leistungsbeschreibung dem Ausführenden vorzulegen. Bei der Festlegung von Fugenabständen und Estrichfeldgrößen sind die Art des Bindemittels, der vorgesehene Belag und die Beanspruchung, z. B. durch Temperatur, zu berücksichtigen Bei beheizten Zementestrichen, die zur Aufnahme von Stein- oder keramischen Belägen vorgesehen sind, und elektrisch beheizten Zementestrichen sollen bei Flächengrößen ab etwa 40 m 2 Estrichfelder, durch Bewegungsfugen getrennt, angelegt Bei Flächen unter 40 m 2 sollen auch dann Bewegungsfugen angelegt werden, wenn eine Seitenlänge 8 m überschreitet. Das Seitenverhältnis der Estrichplatte sollte nach Möglichkeit das Verhältnis 1 : 2 nicht überschreiten. Heizregister bzw. Heizmatten sollen durch Bewegungsfugen nicht geteilt In Türen treffen normalerweise Flächen unterschiedlicher Größe aufeinander. Hier sind Schein- oder Bewegungsfugen anzuordnen. Heizkreise dürfen Bewegungsfugen nicht kreuzen. Heizrohre und elektrische Heizleitungen dürfen Bewegungsfugen nur als Anbindeleitungen in geschützter Form (z. B. Rohrhülsen) kreuzen. Soll an Bewegungsfugen ein vertikaler Versatz verhindert werden, so sind in diesem Bereich die Estrichplatten mit geeigneten Dübeln zu verbinden, so daß die horizontale Ausdehnung nicht behindert wird. Ausführung der Bewegungsfugen Die Fugen müssen so ausgebildet sein, daß mindestens 5 mm komprimierbarer Raum zwischen den Estrichflanken vorhanden ist. Bewegungsfugen reichen, außer bei Bauart C, von Oberkante Wärmedämmung bis zur Oberkante des Bodenbelages und dürfen nicht von Bewehrungen bzw. Trägermatten überbrückt Sie sind nach Fertigstellung elastisch zu verfüllen oder mit Fugenprofilen zu verschließen. Bauart C bietet die Möglichkeit, die Fugen im Heizregisterbereich und im Oberbau unterschiedlich zu gestalten. Scheinfugen (Kellenschnitte) Scheinfugen, Kellenschnitte oder angeschnittene Fugen genannt, sind Sollbruchstellen zum Abbau der beim Abbinden von Zementestrich entstehenden Spannungen. Damit die Estrichplatte nicht unkontrolliert reißt, wird der frische Estrich vom Estrichleger unter Beachtung der Verletzungsgefahr für die Heizrohre und Heizleitungen mit der Kelle etwa zu maximal 1/3 in der Dicke angeschnitten. Der Schwindriß erfolgt dann gezielt an diesem Kellenschnitt. Nach dem Erreichen der Belegreife sind die Kellenschnitte kraftschlüssig, z.b. mit Kunstharz zu verschließen. Fußbodenkonstruktionen für den Altbau Konventionelle Fußbodenheizungskonstruktionen lassen sich oft im Altbau nicht einsetzen, weil die erforderliche Konstruktionshöhe nicht zur Verfügung steht oder bei Holzbalkendecken Belastungsprobleme entstehen können. Für eine konventionelle Konstruktion wird ca. 65 mm Estrich benötigt. Das bedeutet eine zusätzliche Belastung von ca. 130 kg/m 2 durch den Estrich. Daher werden von vielen Anbietern spezielle Systeme z. B. Trockensysteme mit Trockenestrichen als Lastund Wärmeverteilschicht für den nachträglichen Einbau angeboten. Diese Konstruktionen sind leichter und können erheblich dünner aufgebaut Für Warmwasser-Fußbodenheizungen werden hier spezielle, vorgefertigte Elemente zur Aufnahme der Heizrohre verwendet, die in der Regel aus Polystyrol, Polyurethan etc. hergestellt sind. Für die Elektro-Fußbodenheizungen wurden hierfür Flächenheizelemente entwickelt. Das vorkonfektionierte Heizelement hat eine Bauhöhe von weniger als 3 mm und eignet sich für die Altbausanierung. Die Verlegung der Flächenheizelemente kann direkt auf jeden vorhandenen Untergrund erfolgen. Abgedeckt werden die Flächenheizelemente mit Dünn- bzw. Mittelbettmörtel. Abschließend werden Fliesen oder keramische Platten in einem für die Fußbodenheizung geeigneten Dünnbettmörtel verlegt. Die speziellen Lösungen für den Altbau sind technisch sehr vielfältig und deshalb an dieser Stelle nicht umfassend darstellbar. Es wird hier auf die Unterlagen der einzelnen Systemanbieter verwiesen.