Flächentemperierung
Marktübersicht Flächenheizungssysteme
Auch der deutsche Dichter und Schriftsteller Heinrich Heine dürfte ein Fan dieser Heizform gewesen sein. Sein überliefertes Zitat "Den Kopf halt kühl, die Füße warm, das macht den besten Doktor arm" steht bis heute als Synonym für den zentralen Vorteil der Flächenklimatisierung. Dennoch dauerte es bis in die 1970er Jahre, bis sich diese endgültig breitenwirksam durchsetzen konnte. Dafür dann jedoch mit einer hohen Schlagzahl an Weiterentwicklungen und mit einer erstaunlichen Geschwindigkeit der Marktdurchdringung.
Flächenheizung bietet behagliche Wärme
Heute schätzen deren Nutzer*innen vor allem den hohen Grad der Behaglichkeit. Zudem bietet die Flächenklimatisierung eine völlig freie architektonische Gestaltungsvielfalt des Eigenheims, da keine Heizkörper oder Rohre in der Planung berücksichtigt werden müssen. Hinzu kommt der hygienische Aspekt, da die durch Radiatoren unvermeidliche Staubaufwirbelung nicht stattfindet und die trockene Wärme am Boden von Hausstaubmilben und Schimmelpilzen nicht geschätzt wird.
Auch in Sachen Energieeinsparung punktet die Flächenklimatisierung. Sie benötigt eine deutlich geringere Vorlauftemperatur als etwa Radiatoren-Systeme, was sie vor allem für die Nutzung von Wärmepumpen in Kombination mit Solarenergie attraktiv macht. Selbst der noch vor kurzer Zeit ins Rennen gebrachte Nachteil, dass sich die Flächenheizung und -kühlung nicht in der Sanierung einsetzen lässt, ist in der Zwischenzeit längst ausgeräumt. Denn die Industrie bietet für nahezu alle Sanierungsherausforderungen entsprechende Systeme an.
Wachsender Sanierungsmarkt für Flächenheizungen
Im Neubau ist die Fußbodenheizung mittlerweile bekanntlich Standard. Dessen Planung, Dimensionierung und Einbau gehören heute zu den klassischen Basisaufgaben von Heizungsinstallateur*innen. In den letzten Jahren ist sie aber auch in der Sanierung immer stärker nachgefragt. Selbst wenn eine Kernsanierung, also ein Komplettaustausch des Bodens, nicht umsetzbar ist, lässt sich eine Fußbodenheizung in der Regel mit den am Markt verfügbaren Systemen realisieren. Kern und Mark ist in diesem Zusammenhang die verfügbare Aufbauhöhe. Das heißt: Wird der Bodenbelag inklusive Estrich nicht komplett getauscht, ist die verfügbare Höhe oft zu gering für herkömmliche Systeme. Daher gibt es für die Nachrüstung spezielle Sanierungslösungen mit geringer Aufbauhöhe. Der Unterboden muss in diesem Fall nicht abgetragen werden. Die Verlegung ist allerdings zumeist etwas aufwendiger und daher teurer, da die kleiner dimensionierten Rohre auch ein Mehr an Regelkreisen benötigen. Um die Flexibilität zu erhöhen, enthält die Verguss- beziehungsweise Ausgleichsmasse einen gewissen Kunststoffanteil - auch diese liegt bei den Kosten höher als ein normaler Estrich, aber dafür wird sie in einer geringeren Menge benötigt.
Zusätzlich zu einem energieeffizienten Arbeiten der Anlage ist die Schnelligkeit, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit in der Verlegung ein entscheidendes Auswahlkriterium. Dieses betrifft weniger die Endkonsument*innen als den Installateur. Für eine rasche und flexible Verlegung bieten die Produzenten unterschiedliche Lösungen an: Tackerplatten mit aufgebrachten Verlegerastern, Platten mit Haltenoppen, Klebe-, Steck-oder Klettsysteme helfen ebenso wie Trockenbauelemente mit vorgegebenen Abständen bei einer Montage nach Maß. Weitere Komponenten, die die Installation vereinfachen, sind spezielle Heizkreisverteiler mit Steckverbindungen oder drahtlose Funkregelungen. So legen viele Hersteller ihr Hauptaugenmerk auch auf die Weiterentwicklung ihrer Systemlösungen.
Kühlung ist bei der Flächenheizung inbegriffen
Ein weiterer Vorteil dieser Systeme ist, dass sie im Sommer auch für die Raumkühlung herangezogen werden können. Zwar erreichen sie natürlich nicht die Leistung von herkömmlichen Klimatisierungslösungen, dafür bekommt man dieses Feature sozusagen ohne großem Aufwand dazu. Denn die Rohre liegen ja bereits im Fußboden und die Kühlung benötigt lediglich eine zusätzliche Regelungstechnik sowie eine Kältequelle. So kann kaltes Wasser über die bestehende Verrohrung geführt werden. Diese Funktionserweiterung verursacht kaum Zusatzkosten. Zu beachten gilt dabei jedoch, dass Kondensat vermieden werden muss, um Schäden am System bzw. Bauwerk zu vermeiden. Daher sollte die Vorlauftemperatur nicht unter 18 Grad liegen und ein Taupunktsensor zusätzlich eingebaut werden. Will man dennoch kältere Temperaturen mit der Fußbodenheizung erzeugen, wird es deutlich teurer. Denn dann ist ein eigenes Luftfeuchtemanagementsystem erforderlich.
Auf welche Art der Flächenkühlung dann auch immer die Wahl fällt - über den Boden, die Wand oder die Decke - das Thema Kühlung ist eindeutig eines, das immer wichtiger wird. Denn es gibt viele Zahlen, die den Klimawandel und die damit verbundene Erwärmung unseres Breitengrades belegen. Gab es in Eisenstadt beispielsweise im langjährigen Durchschnitt 66 Sommertage mit über 25 Grad Celsius, waren es 2018 schon 110. Und noch ein Vergleich: 1977 gab es keinen einzigen Tag über 30 Grad, heute haben wir im Durchschnitt 35 Hitzetage über 30 Grad.
Geht es um größere Bau- bzw. Sanierungsprojekte, bieten sich neben dem Boden auch noch Wände und Decken zur Klimatisierung an. Vor allem die Deckenheizung wird von Expert*innen empfohlen, da diese physikalisch betrachtet auch in Sachen Kälteleistung deutliche Vorteile bringt. Über die Deckenfläche wird mittels "stiller Kühlung" Kälte in den Raum eingebracht bzw. die Wärme aus dem Bereich der höchsten Temperatur abgeführt. Durch das Absinken der kühlen Luft erhält hat man eine ideale Luftdurchmischung. Diese so genannte "Aktivdecke" harmoniert durch die niedrigen Systemtemperaturen mit erneuerbarer Energie und senkt die Transmissionswärmeverluste der Außenwände. Menschen schätzen ihren geräuschlosen Betrieb ohne die kalte Zugluft einer Klimaanlage.
Aktivierter Betonkern
Spricht man über Flächenheizung und -kühlung, darf auch die Betonkernaktivierung nicht außer Acht gelassen werden. Diese ist speziell für Gewerbe- und Bürogebäude eine gute Alternative, kommt aber auch immer stärker beim Neubau von Einfamilienhäusern zum Zug. Die Betonkerntemperierung nutzt das Prinzip, die thermische Speichermasse von Bauteilen zum gleichmäßigen Kühlen beziehungsweise Heizen zu verwenden. Im Kühlfall wird die durch das Bauteil aufgenommene Wärmeenergie über die integrierten Rohrleitungen abgeführt. Im Heizfall erwärmen die Rohrleitungen das Bauteil, das die Wärme über die Oberfläche wieder in den Raum abgeben kann. Aufgrund der hohen Dämmstandards der Gebäudehülle und des bei einer Betonkernaktivierung großflächigen Energieaustausches, überwiegend durch Strahlung, sind im Vergleich zur Raumtemperatur nur leicht höhere bzw. geringere Oberflächentemperaturen notwendig.
Geregelter Betrieb
Um mit derartigen Systemen aber auch wirklich ein optimales Raumklima zu erreichen, braucht es auch die entsprechende Regelung. Ist bereits eine Fußbodenheizung vorhanden, deren Effizienz noch nicht oder nicht mehr zufriedenstellend ist, gibt es die Möglichkeit der Nachrüstung mittels smarten Regelungen. Der Vorteil derartiger Systeme, die sowohl für Neu- als auch Altbau geeignet sind, liegt im automatischen hydraulischen Abgleich. Durch eine selbstständige Regelung von Temperatur und Wassermenge pro Heizkreis wird der größtmögliche Wohnkomfort erzielt. Dasselbe gilt auch, wenn die Fußbodenheizung zusätzlich zur Raumkühlung verwendet wird - die Umstellung des Betriebes von Heizen auf Kühlen erfolgt automatisch. Für Endkund*innen heißt das: Ein manuelles Umschalten von Winter- auf Sommerbetrieb entfällt. Für Fachinstallateur*innen fällt ein langwieriges Einregulieren der Anlage weg, da der Abgleich selbstständig im Betrieb durchgeführt wird.
Infrarotheizungen: Hauptsächlich Plug-and-Play-Systeme
Auch Infrarotheizungen zählen zu den Flächenheizungen. Sie sind allerdings für Installateur*innen nur selten ein Geschäftsmodell, da sie in der Regel als Plug-and-play-Systeme angeboten werden, die lediglich an der Steckdose angedockt werden müssen. In manchen Fällen können sie aber durchaus Sinn machen. Nämlich dort, wo punktuell und nur für kurze Zeit (zusätzlich) geheizt werden soll - beispielweise als Zusatzheizung im Bad oder im Wintergarten bzw. Kellerstüberl. Denn im Hinblick auf die zuletzt deutlich gestiegenen Strompreise macht diese Art der Energie wohl eher als Antrieb für eine Wärmepumpe Sinn. Denn die derart erzeugte Heizenergie liegt im Verhältnis von eins zu vier: aus einem Kilowatt Strom erlöst man circa vier Kilowatt Heizenergie, wobei die Infrarotheizung nur mit einem Verhältnis von eins zu eins aufwarten kann.
EU-Norm für die Flächenklimatisierung
In der Norm EN 1264 (letzte Aktualisierung: 31. August 2021) bzw. der nationalen "ÖNORM EN 1264" werden Regelungen zu Flächenheizungs- und Flächenkühlungssysteme, z. B. der Fußbodenheizungen getroffen. Sie umfasst die verschiedenen raumflächenintegrierten Systeme und beschreibt die zugehörigen Komponenten.
Der Inhalt ist in fünf Teile gegliedert. Der erste Teil erläutert Symbole und liefert Definitionen im Zusammenhang mit Fußbodenheizungen. Anschließend nennt Teil 2 zwei Methoden zur Bestimmung der Wärmeleistung. Teil 3 und 4 behandeln die Dimensionierung und Installation von Fußbodenheizungen. Im Teil 5 wird auf die Bestimmung der Wärme- und Kühlleistung eingegangen.