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Die Fußbodenheizung gehört zur Gruppe der Flächenheizungen.

Erste Fußbodenheizungen wurden bereits von den Römern verwendet (Hypokaustum), später, etwa 700 n. Chr., auch von den Koreanern, die Fußbodenheizung "Ondol".

Der große Durchbruch der Fußbodenheizung hat sich seit den 1980er Jahren rasant vollzogen. Ein wichtiger Grund dafür ist die Behaglichkeit. So ermöglicht es etwa eine Fußbodenheizung, selbst im Winter im Haus barfuß zu gehen. Ein weiterer Vorteil ist die architektonische Freiheit der Raumgestaltung. Dazu kommen noch die hygienischen Aspekte einer Fußbodenheizung. Staubaufwirbelung findet nicht statt. Durch die gleichmäßige Flächenwärme wird das Wachstum der Hausstaubmilben und die Schimmelpilzbildung verhindert.

Warmwasser-Heizungen

Im oder unter dem Heizestrich werden Rohre aus überwiegend Kunststoff oder seltener Kupfer verlegt. Als Kunststoff kommen verschiedene Materialien zum Einsatz. Der am meisten verwendete Kunststoff ist das vernetzte, sauerstoffdichte (ansonsten Korrosionsgefahr im Heizungskessel) Polyethylen (PE-X). Die Verlegung erfolgt entweder modular, mäanderförmig oder bifilar (Schneckenform). Der bifilaren Verlegung wird nach Möglichkeit der Vorrang gegeben, da mit dieser Verlegeart eine gleichmäßige Wärmeverteilung im beheizten Raum erreicht wird. Die modulare Verlegung erfolgt auch bei der Betonkernaktivierung. Schließlich gibt es noch Verlagearten mit Kunststoffkapillarrohrmatten, wobei die parallel angeordneten PP-Röhrchen (Abmessungen z. B. 4,3 mm x 0,8 mm) vorzugsweise im Gleichsinn durchflossen werden. Die kleinen Rohrabstände von 15 bis 30 cm bewirken eine sehr geringe, praktisch nicht merkbare Temperaturwelligkeit auf der Fußbodenoberfläche. Die Anwendung bei der Betonkernaktivierung führt zu einer sehr homogenen Bauteiltemperaturverteilung, wodurch die Wärmespeicherkapazität gegenüber großen Rohrabständen stark steigt.[1] Die Fußbodenheizung wird nochmals in Nasssysteme (Zementestrich oder Anhydritestrich, sehr häufig aufgrund der besseren Wärmeübertragung in Fließestrich) und Trockensysteme (Trockenestrichplatten) unterschieden. Beim Nasssystem werden die Rohre im Estrich installiert.

Nasssysteme

Beim Nasssystem gibt es dabei verschiedene Möglichkeiten, um das Rohr im Estrich zu fixieren:

die Rohre werden auf Trägermatten aus Stahl mit Klammern befestigt
die Rohre werden auf Klemmschienen aus Stahl oder Kunststoff befestigt
die Rohre werden mit Klammern auf einer Trägerdämmung befestigt (wegen der Beschädigung der Schutzschicht zur Dämmung und der Dämmung eigentlich nicht zulässig)
die Rohre werden zwischen eine Stahlwabenplatte eingefädelt
Trockensysteme

Beim Trockensystem befinden sich die Rohre unterhalb des Bodenbelages. Die Befestigung erfolgt dort auf der Trägerdämmung, die mit Nuten und Wärmeleitlamellen ausgestattet ist. Die Wärmeleitbleche sollen der besseren Wärmeverteilung dienen. Das Trockensystem eignet sich für niedrige Fußbodenaufbauten und wird im Altbau oder in der Gebäudemodernisierung eingesetzt. Trockensysteme können auch mit direkt aufgelegten Oberböden (Estrichziegeln, Fliesen, schwimmendes Parkett und Laminat) ausgeführt werden und führen dadurch zu einer weiteren Reduzierung der Vorlauftemperatur und zu einer schnelleren Auf- und Abheizphase.

Eine weitere Variante der Trockensysteme besteht aus Trockenestrichplatten mit einer vorgefertigten Fräsung, die die Heizungsrohre fixiert. So fasst dieses System die vormals getrennten Komponenten - Trockenestrichplatten und Fußbodenheizung - früherer Systeme zusammen. Die geringe Montagezeit kommt besonders Architekten zugute, die in öffentlichen Einrichtungen, wie Schulen und Kindergärten, nur die Ferienzeiten zum Einbau zur Verfügung haben. Außerdem kann dieses vereinfachte System auch vom Privatmann verlegt werden, so dass der Bauherr nur noch für die Rohranschlüsse einen Heizungsbauer benötigt.

Neuere Fußbodenheizungssysteme werden verstärkt für die Gebäuderenovierung konzipiert, ohne dabei in die bestehenden Fußbodenaufbauten einzugreifen. Dabei entstehen sehr niedrige Aufbauhöhen ab ca. 8 mm. Eine spezielle Ausgleichsmasse ist die Grundlage für den Bodenbelag.

Warmwasserverteilung

ei beiden Systemen wird zur Wärmeverteilung ein Heizkreisverteiler benötigt. Alle Heizkreise (Rohrleitungsschleifen) werden jeweils mit einem Vorlauf und Rücklauf an den Heizkreisverteiler angeschlossen. An dem Heizkreisverteiler kann jeder einzelne Heizkreis mittels eines Ventils hydraulisch abgeglichen werden. Der hydraulische Abgleich ist erforderlich, da die einzelnen Bauteile der Fußbodenheizung (z. B. Heizkreisverteiler, Rohrkreise etc.) verschieden hohe Strömungswiderstände erzeugen. Eine gleichmäßige Wärmeverteilung ist nur mit gleich hohen Durchsätzen in allen Heizkreisen möglich. Durch in den Heizkreisverteiler integrierteDurchflussmengenmesser kann der Volumenstrom (in Liter pro Minute) optisch sichtbar gemacht werden. Die Energiezufuhr wird mit Thermostaten (Raumregler), deren Temperaturfühler im Heizbereich (z. B. Wohnzimmer) montiert werden, geregelt. Der Thermostat gibt ein elektrisches Signal an den Stellmotor, der dann das entsprechende Ventil am Heizkreisverteiler öffnet bzw. schließt. Die Heizleistung beträgt bei gut gedämmten Wohngebäuden etwa 50 bis 100 W/m2. Zudem kann bis zu einer bestimmten Fläche (abhängig vom Durchflusswiderstand der eingesetzten Fußbodenheizung), die Fußbodenheizung direkt an den bestehenden Heizkreislauf angeschlossen werden. Die Regelung erfolgt dann über ein RTL-Ventil (return temperature limiter, deutsch: Rücklauftemperaturbegrenzer), das im Rücklauf der Fußbodenheizung montiert wird.

Es sind zahlreiche Verlegearten der Rohre möglich. Um eine weitestgehend gleichmäßige Wärmeverteilung im Raum zu erreichen, sollten Rohre mit gegenläufiger Warmwasser-Fließrichtung verlegt werden. Dies wird erreicht, indem die Vor- und Rückläufe jeweils nebeneinander angeordnet werden.

Anwendungen in Gewerbe- und Kommunalbauten

Neben den auch im Wohnungsbau verwendeten Fußbodenheizungen kommen hier Industrieflächenheizungen oder Schwingbodenheizungen (Sporthallen) zum Einsatz. Lufterhitzer erhitzen die Luft im Raum, die beim öffnen der Hallentore aber sofort entweicht. Es dauert lange und ist mit hohem Energieaufwand verbunden, die Hallentemperatur wieder zu erbringen. Bei einer Bodentemperatur von z.B. 10 ºC und einer Lufttemperatur von 20 ºC ergibt sich arithmetisch eine empfundene Temperatur von nur 15 ºC. Daher ist für eine akzeptable thermische Umgebungstemperatur eine Bodentemperierung zu empfehlen. Bei einer Fußbodenheizung besteht die Beheizung einer Halle aus Strahlungswärme. Diese steht ihren Nutzern auch noch während der geöffneten Hallentore zur Verfügung. Nach Schließung der Hallentore spürt der Nutzer diese behagliche Strahlungswärme in kürzester Zeit wieder.

Raumklimatisierung mit Warmwassersystemen

Fußbodenheizungssysteme werden auch zur Fußbodenkühlung genutzt. In Verbindung z. B. mit Wärmepumpen und der Erdwärme bietet sich diese Variante an. Die Oberflächentemperatur des Fertigfußbodens sollte 20 ºC nicht unterschreiten und 29-35 ºC - je nach Standort - nicht überschreiten (siehe Abschnitt Randbedingungen). Weiterhin sollte der Taupunkt mit einem entsprechenden Feuchtigkeitsfühler überwacht werden und die Vorlauftemperatur entsprechend regeln. Die Vorlauftemperatur des Kaltwassers beträgt in der Regel 16 ºC bei einer Spreizung von 2 bis 3 ºC.

 

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