Temperierung im Bestand – was gilt es zu beachten?

Fossile Energien sind begrenzt und der Klimawandel schreitet voran. Effiziente und umweltfreundliche Heizsysteme sind daher ein entscheidender Faktor bei der Erreichung der Klimaziele. Deshalb steht die allgemeine Frage im Raum: Welches Heiz- und Kühlsystem ist nun für mein Projekt das richtige?

Zukunftssicher Sanieren

Die Flächenheizung und -kühlung wird auch als Wärmeübergabesystem für Niedertemperatur der Zukunft gesehen. Neben der thermischen Wohlfühltemperatur ist sie in der Betriebsweise kostengünstig, energieeffizient und mit einer Lebensdauer von mehreren Jahrzehnten vorbildlich. Zudem kann man bei diesen Systemen nicht nur heizen, sondern auch kühlen und dabei erneuerbare Energie nutzen. Des Weiteren verwandelt eine Flächenheizung das gesamte Gebäude in eine Art Energiespeicher, was wiederum eine kostengünstige und langfristige Speicherung zu Folge haben kann.

Während man beim Neubau die gesamte Bandbreite der Systeme nutzen und der Kreativität freien Lauf lassen kann, gestaltet sich die Suche nach einer geeigneten Flächenheizung und -kühlung für den Bestand meist etwas schwieriger. Dennoch, es gibt auch hier genug Möglichkeiten.

Grundlegend muss bei einem Sanierungsprojekt unterschieden werden, ob es sich um eine Modernisierung bestehender Heizsysteme oder eine energetische Sanierung inklusive Nachrüstung handeln soll. Hierbei stellt sich die Frage, welches System ist im konkreten Fall das Richtige und welche bestehende Fläche kann man dafür nutzen.

Die Qual der Wahl

Höhenbegrenzung, statische Herausforderungen und spezielle Bodenaufbauten – das alles gilt es zu berücksichtigen. Varianten wie Dünnschicht- oder Trockensysteme bieten sich daher besonders gut für die Sanierung an. Diese Systeme zeichnen sich durch geringe Aufbauhöhen von wenigen Millimetern (ab ca. 20 mm) aus und sind somit besonders für Altbauten oder Holzbalkendecken geeignet.

Dünnschichtsysteme haben einen minimalen Aufbau und sind ideal bei niedrigen Deckenhöhen oder gewichtstechnisch stark belasteten Unterkonstruktionen. Trockenbausysteme sind leichte Konstruktionen, die schnelle Installationen ohne Estrich ermöglichen. Der Hauptunterschied zwischen den beiden Systemen liegt in der Art und Weise, wie die Rohre verlegt werden, und deren Wärmeverteilung. Für beide Varianten bietet der Markt effiziente sowie bedarfsspezifische Heizlösungen an.

Zudem gibt es Systeme, die noch höhere Leistungen dank Temperaturverteilung erbringen können. Das spezielle Alu-Thermoleitblech von PYD samt Pyramidenprägung und spezieller Rohrrillenformung für einen optimalen Systemrohrkontakt steigert den Wirkungsgrad erheblich. Ein Beispiel: Die Wärmeleitfähigkeit von Estrich beträgt 1,5 W/m K, von Aluminium 200 W/m K. Aluminium leitet Wärme demnach 133-mal besser. Zusätzlich vergrößert die Pyramidenprägung die Heizfläche um weitere 30 % gegenüber einer glatten Fläche und garantiert so mit seiner zu Standardsystemen insgesamt rund 280 % größeren aktiven Fläche eine gleichmäßigere Wärmeübergabe in den Raum.

Auslegungssache

Flächenheizungen und -kühlungen erhöhen die thermische Behaglichkeit, indem sie die Umfassungsflächen eines Raumes erwärmen oder kühlen. Bei der Auslegung der Flächentemperierung mit Fußbodenheizungen gemäß DIN EN 1264 gelten daher folgende maximale Oberflächentemperaturen: 29 °C in Aufenthaltsbereichen und 35 °C in Randzonen In Bädern sowie Duschen sollte die Raumtemperatur plus 9 K nicht überschritten werden. Diese Werte sind Maximalwerte, keine Durchschnittswerte.

Für die Leistungsberechnung der Flächenheizung und -kühlung wird jedoch die mittlere Oberflächentemperatur herangezogen, die von jedem Systemhersteller in den Berechnungsunterlagen angegeben wird. Für Deckenheizungen gilt ein Grenzwert von 29 °C für die mittlere Oberflächentemperatur. Ab einer Heizleistung von etwa 60 W/m² erfolgt die Wärmestrahlung von der Decke spürbar und kann Unbehagen hervorrufen, weil man hier zwar einen warmen Kopf aber kalte Füße bekommt. Für Wandheizungen gilt ein empfohlener Grenzwert von 40 °C.

Kurzer Systemvergleich

Grundsätzlich stehen zwei Arten von Flächenheizungen und -kühlungen zur Verfügung: wassergeführt und elektrisch. Für die Kühlung sind jedoch nur Warmwasser-Flächenheizungen geeignet, elektrische Systeme bieten diese Möglichkeit nicht. Daher konzentriert sich diese Abhandlung im Weiteren auf wassergeführte Systeme.

Um die Effizienz von wassergeführten Heiz- und Kühlsystemen für Decke, Wand und Boden zu vergleichen, werden mehrere Kriterien herangezogen:

– Die notwendige Raumtemperatur für eine größtmögliche Behaglichkeit.

– Die operative Temperatur als gefühlte Luft- oder Oberflächentemperatur.

– Die Reaktionsgeschwindigkeit oder Trägheit des Systems auf Temperaturänderungen, was von der thermisch zu aktivierenden Masse abhängt.

– Die Über- und Untertemperatur im System, um die gewünschte Raumtemperatur zu erreichen – abhängig von der Wärmeleitfähigkeit der Systemdeckung.

– Die Kosten für Installation und Herstellung des Systems.

Jedes Temperierungssystem hat spezielle Anwendungsfälle. Bodensysteme werden besonders in Wohnräumen bevorzugt, denn warme Füße gehören zum Wohlfühlfaktor dazu. Außerdem bieten Fußbodenheizungen durch das erwärmte Heizwasser in den Rohren gleichmäßige Wärme und hohen Komfort. Der gesamte Boden wird dabei erwärmt, sichtbare Heizkörper werden nicht benötigt. Beim Kühlen wird kaltes Wasser durch die Rohre geleitet, um den Boden abzukühlen. Die abgekühlte Oberfläche absorbiert die Strahlungswärme, führt sie ab und sorgt für eine konstant angenehme Oberflächentemperatur und somit Behaglichkeit.

Bei der Sanierung mit einer Fußbodenheizung gilt es besonders auf die zur Verfügung stehende Höhe, statischen Herausforderungen und spezielle Bodenaufbauten zu achten. Doch was, wenn es sich um bewohnten Bestand handelt und man die Bodenfläche nicht kurzfristig freiräumen kann? Dann kommen Wand- und Deckensysteme ins Spiel. Sie sind oft baugleich mit der Fußbodenversion, aber der örtlichen Situation angepasst.

Für eine einwandfrei funktionierende Wandheizung oder -kühlung ist eine sorgfältige Planung unerlässlich. Flächensysteme an der Wand können auf gemauerten, Fertigteil- und Betonwänden sowie auf Trockenbauwänden installiert werden. Die Wand muss den statischen Anforderungen sowie den sogenannten Winkel- und Ebenheitstoleranzen der DIN 18202 entsprechen. Zu beachten ist jedoch: Alle Elektro- und Sanitärinstallationen in der betreffenden Wand müssen abgeschlossen sein und vorhandene Leitungen müssen festgelegt werden. Eine Nachrüstung ist hierbei nicht bzw. nur schwer möglich.

Deckenheizungen und Deckenkühlungen eignen sich primär für eine Modernisierung. Gerade die Trockenbauvarianten sind leicht und schnell zu montieren – auch im bewohnten Bestand. Sie sind optimal für hohe Räume geeignet, denn die Wärme strahlt gleichmäßig von oben nach unten und erwärmt dabei die Oberflächen. Damit sind diese wärmer als die Luft und strahlen eine angenehme Wärme aus, was zu einer hohen Behaglichkeit führt. Des Weiteren lassen sich die akustischen Anforderungen und Planungsrichtlinien zur Sicherung der Hörsamkeit in Räumlichkeiten nach DIN 18041:2016 hiermit leicht erfüllen.

Der besondere Vorteil von Deckensystemen liegt jedoch klar in der stillen Kühlung. Das Prinzip: Durch die Deckenrohre fließt kühles Wasser. Die abgekühlte Decke absorbiert die Wärmestrahlung des Raumes und führt diese ab. Durch den Strahlungsaustausch kühlen auch die anderen Oberflächen des Raumes runter und ermöglichen eine optimale Wärmeregulation plus Wohlfühlfaktor. Insgesamt ergibt sich eine hohe Energieeffizienz.

Fazit

Egal für welches System und welche Fläche man sich letzten Endes entscheidet – (fast) nichts ist bei einer Sanierung unmöglich. Wie auch im Neubau müssen unterschiedlichste Faktoren berücksichtigt werden, um die bestmögliche Variante zu finden. Relativ einfach und schnell ist die Nachrüstung bzw. Sanierung an der Decke. Aber auch die aufwendigere Variante am Fußboden ist bei geeigneter Unterkonstruktion eine sinnvolle Alternative. Wichtig ist vor allem, dass eine Flächentemperierung aktuell eine der – wenn nicht sogar DIE – effizienteste und nachhaltigste Temperierung in Gebäuden überhaupt ist.