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Die Geschichte der Fußbodenheizung

In der Entwicklungsgeschichte des Menschen war die Erzeugung des Feuers von ungeheurer Bedeutung. Am Lagerfeuer konnten die Menschen früherer Zeiten der lebensfeindlichen Umwelt trotzen und lange war die Nutzung der Wärmeenergie an das offene Feuer gebunden.

Erster Höhepunkt der Wärmeverteilungstechnik war die Hypokaustenheizung der Römer, bei der heiße Abgase einer Feuerstelle in ein Röhrensystem unter die Fußbodenplatten geführt wurde, und die damit als erste Fußbodenheizung zu bezeichnen war. Mit dem Untergang des Römischen Reiches geriet diese Technik aber wieder in Vergessenheit. Erst im 20. Jahrhundert war der Wärmeenergietransport mittels heißem Dampf - die Dampfheizung mit Temperaturen bis zu 300 °C, verfügbar.

Da aber die Heizleistung immer aus Heizfläche und Heizflächentemperatur resultiert, führte der Weg der technischen Entwicklung konsequent zur Senkung der Heizflächentemperaturen und zur Vergrößerung der Heizflächen.

Warum empfinden die Menschen eine Fußbodenheizung als angenehm?

Der Mensch hat ein Grundbedürfnis nach Wärme. Sie ist wesentliche Voraussetzung für das Gefühl von Behaglichkeit und Wohlbefinden.

Eine Fußbodenheizung bringt dem Bewohner die optimalen Verhältnisse thermischer Behaglichkeit, die er sich wünscht: Fußwärme, d.h. auch bei Verwendung sonst fußkalter Bodenbeläge wie aus Stein, verwandelt sich der Fußboden zu einer angenehm warmen Fläche, auf der man sich auch mit sehr leichtem Schuhwerk, in Strümpfen oder sogar barfuß bewegen kann. Kleinkinder, die naturgemäß viel am Boden krabbeln, bleiben gesund und sind weniger gefährdet sich zu erkälten.

Das Behaglichkeitsgefühl an den Füßen ist abhängig von der Oberflächentemperatur des Fußbodens und von der Isolation des Schuhbelags.

Folgende Bereiche können als behaglich eingestuft werden: Nackter Fuß 32 °C, in Strümpfen 28 - 30 °C, in leichten Hausschuhen 23 - 27 °C normale Straßenschuhen 20 - 25 °C, in schweren Straßenschuhen 15 - 20 °C.

Die Temperaturschichtung der Luft im Raum kommt der idealen Heizung am nächsten. Zwischen Kopf- und Knöchelhöhe unterscheiden sich die Temperaturen nur um wenige Zehntel Grad. Bei konventionellen Systemen können dies leicht 2 bis 4 Grad sein, bei Luftheizungen in ungünstigen Fällen sogar bis zu 15 Grad!

Der geringe Temperaturunterschied zwischen Heizfläche und Raumluft von nur 6 bis 8 Grad ist für die geringen Luftbewegungen in fußbodenbeheizten Räumen maßgebend.


Wie gesund ist eine Fußbodenheizung?

"Halt kühl den Kopf, die Füße warm, so machst Du bald den Doktor arm" sagt nicht zu Unrecht der Volksmund. Und kalte Füße sind seit ewigen Zeiten der Anfang von Erkältungskrankheiten.

Durch eine Fußbodenheizung wird die kältebedingte Verkrampfung der Gefäße in den Füßen aufgehoben und die Durchblutung erheblich verbessert.

Auch ist in den letzten Jahren eine Zunahme von Allergien zu beobachten ist, d.h.  immer mehr Menschen haben Probleme mit Hausstaub-Allergien, die von der Staubmilbe erzeugt werden, die aber besonders gern auf Nährböden mit hoher Luftfeuchte lebt. Die Fußbodenheizung ist von allen bekannten Heizsystemen die Technik, die die Böden erwärmt, dadurch trocknet und wegen der systembedingten, geringen Luftbewegungen am wenigsten Staub aufwirbelt und deshalb die Atemwege am wenigsten belastet.

Die Heizquelle im Fußboden bedeutet eine erhebliche Vergrößerung der Wärmefläche und ermöglicht, mit sehr niedriger Vorlauftemperatur, ein sehr angenehmes Raumklima zu erzeugen. Speziell Niedrigenergiehäuser, die z.B. einen sehr hohen Anteil an Solarenergie nutzen, werden mit Flächenheizung ausgestattet.


Wie warm darf die Fußbodenheizung sein?

Die Oberflächentemperatur bei beheizten Fußbodenkonstruktionen ist entscheidend für die Wärmeleistung einer Fußbodenheizung. Durch den Unterschied zwischen der Oberflächentemperatur und der umgebenden Raumlufttemperatur ist der Wärmestrom vom beheizten Fußboden zum Raum bestimmt.

In Europa ist die maximale zulässige Oberflächentemperatur auf physiologisch verträgliche Werte nach DIN 4725 (EN 1264) in der Randzone auf maximal 35° C, in der Aufenthaltszone auf maximal 29° C festgelegt.

Diese maximal zulässigen Oberflächentemperaturen dürfen an keiner Stelle des Raumes überschritten werden! Durch diese Grenzen sind Fußbodenheizungen in ihrer Leistungsabgabe beschränkt. So kann eine Fußbodenheizung bei einer Norminnentemperatur von 20° C in Aufenthaltszonen maximal 100 W/m² abgeben.
In Randzonen kann eine Fußbodenheizung maximal 175 W/m² abgeben.


Wie wirtschaftlich ist eine Fußbodenheizung?

Die Entwicklung der Heizsysteme nahm ihren Anfang mit kleinen Wärmeabstrahlungsflächen mit glühender Hitze (Kohleöfen) weiter über Radiatoren mit mittlerer Temperatur, letztlich wurden die Heizflächen immer größer und ermöglichten immer niedrigere wirtschaftlichere Temperaturen.

Nur mit Fußbodenheizung, die mit Niedrigtemperaturen von 35°C - 45°C arbeiten kann, ist es möglich, sich schon heute die Zukunft mit der Nutzung alternativer Energiequellen wie Solar-Energie, Wärmepumpen, Erdwärme usw. zu erschließen bzw. zu sichern.

Konvektive Systemen (z.B. Heizkörper) benötigen dagegen höhere Temperaturen, sind für alternative Energien weniger geeignet und erwärmen in erster Linie die Raumluft. Mauerwerk der Wände und Decken bleiben dabei verhältnismäßig kalt. Für Menschen, die im Strahlungsaustausch mit diesen Flächen stehen, wirkt sich dieser Temperaturunterschied drastisch aus: Je größer die Differenz zwischen Umgebungs- und Körperwärme, umso mehr Wärme gibt der Mensch ab. Er friert, obwohl die Lufttemperatur bereits 20 Grad überschritten hat.

Anders dagegen die Strahlungsheizung wie die Fußbodenheizung: Die umgebenden Flächen werden erwärmt und die Lufttemperatur kann somit bei gleicher Empfindung um bis zu 2 Grad niedriger gehalten werden und bedeutet im Ergebnis eine Energieeinsparung von jährlich bis zu 12%.


Eine Fußbodenheizung hat auch „unsichtbare“ Vorteile!

Ein weiterer, zunächst nicht sichtbarer, aber wesentlicher Vorteil der Fußbodenheizung erschließt sich für den Bauherrn im Bereich der Gestaltung. Eine Fußbodenheizung unterscheidet sich von allen gebräuchlichen Heizsystemen dadurch, dass sie völlig unsichtbar ist aber dennoch wirkungsvoll arbeitet.

Kein Heizkörper stört das Bild, Wände, Fenster und Fußbodenoberflächen werden nicht durch sichtbare Installationen gestört oder limitiert. Eine Fußbodenheizung schafft im Vergleich mit anderen konventionellen Heizsystemen beachtliche architektonische Freiräume.

Es gibt keine Zwänge bei

  • der Fensterbrüstungs- oder Fassadengestaltung
  • keine "Vorhang- Probleme" als Folge der Abschirmung
  • keine Wandnischen als wärme-technische Schwachstellen in der Gebäudehülle
  • keine Einschränkung bei der Möblierbarkeit und Nutzung von Wandflächen
  • keine Reinigungsprobleme mit verstaubten Heizkörpern
  • Auch die Verletzungsgefahr die von Heizkörpern ausgeht und von der speziell Kinder, Behinderte oder alte Menschen betroffen sind gibt es nicht. 

Welche Fußbodenheizungssysteme gibt es?

Warmwasser Fußbodenheizungen arbeiten heute im allgemeinen als Niedrigtemperaturheizungen und zählen zu den modernsten und komfortabelsten aller Heizsysteme.

Die Möglichkeit unterschiedlichste Energiequellen zu nutzen macht die Warmwasser-Fußbodenheizung zu einer Allround Heizung. Heizkessel mit Öl, Gas oder Kohle, Elektrizität, Solarenergie, Fernwärme oder Wärmepumpe/Erdwärme sind problemlos einsetzbar.

Wir unterscheiden bei der Warmwasserniedrigtemperaturheizung zwischen Nass-System und Trockenbausystem.

Nass-System: Unter diesem Begriff versteht man in der Fachwelt die feste Einbettung der Heizrohre von Fußbodenheizungen im Estrichmörtel. Die Wärmeübertragung erfolgt von den Heizrohren direkt an den Estrich / Oberboden / Fußbodenbelag (Fliesen, Parkett, Teppichboden).

Trockenbausystem: findet Verwendung z.B. in Altbau-Renovierungen und im Fertighausbau. Dabei werden die 28 mm starke Kompakt-Verlegeplatten auf einen planebenen Untergrund verlegt. Dies kann in den meisten Fällen auch der vorhandene Bodenbelag sein, wenn genügend Raumhöhe vorhanden ist der einen Aufbau von insgesamt 60 mm auf dem Boden erlaubt. Unser kompaktes System erlaubt niedrigste Einbauhöhe von nur 60 mm. Keine Einschränkung in der Auswahl der Bodenbeläge (Teppichboden, Holzspanplatte oder Fertigparkett, Fliesenbelag bei festem Untergrund).


Welche techn. Vorteile hat unser Fußbodenheizungssystem?

Unsere Fußbodenheizung ist sehr einfach zu installieren, d.h. auch für weniger geübte Fachkräfte (Anfänger) sehr leicht und unkompliziert verlegbar. In der Praxis wird die Luftpolsterfolie und die Integralmatte auf der Dämmung ausgelegt. Auf diese Folie wird die Klebeschiene verlegt und fixiert damit exakt den benötigten Verlegeabstand der nun nur noch einzuklickenden Heizrohre.

Ein wesentlicher Vorteil des Systems ist z.B., dass die Dämmung / Isolation dabei immer unbeschädigt bleibt (also nicht wie bei einigen Systemen üblich mit Fixiernadeln durchstoßen wird und sogenannte „Kältebrücken“ bildet).

Die Montage mit Klebeschiene „verzeiht“garantiert nahezu alle Verlegefehler. Sollte durch einen Fehler das Rohr zu kurz abgelängt sein, kann es einfach und unkompliziert wieder entfernt und auf verkürztem Weg neu verlegt werden.

Durch die Verwendung von Heizrohr aus dem Kunststoffen Polybutylen (PB) & Polethylen erhöhter Temperaturbeständigkeit (PE-RT) ist eine vollständige Korrosionsfreiheit, hohe chemische Beständigkeit, leichte Verarbeitbarkeit und ökologische Unbedenklichkeit garantiert!

Wir verwenden aufgrund der Erfahrung aus zwei Jahrzehnten bevorzugt Rohre aus Polybutylen. Ein weiterer entscheidender Vorteil ist die zu vernachlässigende Materialalterung, begründet durch korrosionsfreie Werkstoffe (Kunststoffe), die geringen Betriebstemperaturen und den geringen Betriebsdruck.


Welche techn. Eigenschaften haben unsere Fußbodenrohre?

In unserem Fußbodenheizungssystem werden auschließlich nur Heizrohre verwendet, die mindestens einen sauerstoffdichten Schutzmantel um das Basisrohr aufweisen und sauerstoffdicht sind nach DIN 4726 HSR-Rohr, PSR-Rohr, QSR-Rohr aus Polybutylen verlegbar bis +/- 0 C oder WECOLEN-Rohr und BPR.Rohr aus PE-RT verlegbar bis + 5 C.

Die Sauerstoffdichtigkeit der Rohre ist ein entscheidendes Kriterium.

Ist die Heizanlage nicht aus korrosionsfreien Werkstoffen aufgebaut (z.B. aus Stahl) so kann der eindiffundierte Sauerstoff Korrosionen auslösen oder begünstigen, die zu Rostschlamm und im ungünstigen Fall zu Verstopfungen von tiefliegenden Ventilen führen kann.

Mit maßgebend für das Ausmaß der möglichen Verschlammung ist auch die Zusammensetzung des Füllwassers. Die von uns bevorzugt verlegten Rohre aus Polybutylen konnten in wissenschaftlichen Versuchen als extrem alterungsbeständig bezeichnet werden.
Die Rohre werden nach der Fertigung strengen Prüfungen unterzogen und sind nicht nur stichprobenweise auf Druckfestigkeit geprüft.

Jeder Ring wird nach der Produktion mit 20 bar druckgeprüft. Selbst wenn sich in einem extremen Störfall die Temperatur im Heizkreislauf auf 95° C erhöhen würde, würde dies nicht zur Zerstörung der Rohre führen, da der Schmelzpunkt dieses Materials bei über 130° C liegt.


Heizkreise und Verteiler

Einen wesentlichen Vorteil bieten Heizrohre aus hochelastischen Polybutylen. Damit werden auch engste Rohrabstände innerhalb der Rohrschlange von minimal bis zu 7,5 cm möglich und neben der konventionellen Verlegetechnik der Rohre in „Schneckenform“ erschließt sich damit auch eine Verlegung in „Mäandertechnik“ mit der insbesondere in Randzonen, z.B. vor Fenstern Türen eine erhöhte Heizleistung eingebracht werden kann.

Aus hydraulischen Gründen sollte eine Heizrohrschlange idealerweise eine Länge von bis zu 120 mtr. haben und je nach Wärmebedarf in Abständen von 7,5 cm bis zu max. 35 cm ausgelegt werden. Legt man weitere Abstände als 35 cm aus, wird der Abstand zwischen den Heizrohren zu groß und es kommt zu kalten Stellen im Fußboden, den sogenannten „Kälteinseln“.

Damit jeder Heizkreis einzeln geregelt werden kann, nimmt man eine Unterteilung in einzelne Heizkreise vor, die z.B. über einen Heizkreisverteiler vom Typ MSV eine individuelle Regelung eines jeden Raumes ermöglicht.

Vom zentral gelegenen Heizkreisverteiler zweigen alle Heizkreise der Fußbodenheizung in die einzelnen Räume im Haus ab. Der Verteiler besteht aus einem absperrbarem Vorlaufbalken sowie aus einem Rücklaufbalken mit Feinregulierventilen, die vollautomatisch mit Stellantrieben z.B. vom Typ TS+ betätigt werden.


Verteiler

Fußbodenheizungen können mit 2 Verteilertypen installiert werden:
Dem MSV Verteiler aus hochwertigen Messingrohr MS63 für wechselseitigen Anschluß, entzinkungsbeständig, flachdichtend, montiert auf schallgedämmter verzinkter Konsole, Absperrung im Vorlauf, Ventile im Rücklauf, hydraulischer Abgleich im Regelventil (Durchflußmengenregulierung und Absperrung) etc.

Der MSV Verteiler kann auch als vormontierte Komplettregelgruppe zur Festwertregelung von Fußbodenheizung ausgebaut werden.

 


Wie wird die Fußbodenheizung geregelt?

Die Fußbodenheizung muss nach der Heizungsanlagen - Verordnung wie alle Zentralheizungen automatisch geregelt, d.h. in ihrer Leistung dem
jeweiligen Wärmebedarf des Raumes angepasst werden.

Als besonders praxisgerecht gilt:

Außentemperaturabhängige Regelung

Die Außentemperatur wird durch einen elektronischen Regler als Regelgröße für die gewünschte Vorlauftemperatur benützt.
Der Außentemperaturfühler gibt über die eingestellte Heizkurve den Sollwert für die Vorlauftemperatur vor, die der Vorlauffühler ständig kontrolliert. Entsprechende elektrische Impulse des Reglers beeinflussen die Stellglieder des Regelkreises (i. A. ein 3- oder 4 -Wegemischer) so, dass die der Außentemperatur entsprechende Vorlauftemperatur sich selbsttätig einstellt.

Diese Art der Regelung wird in Verbindung mit Zeitschaltuhren eingesetzt, die in der Nacht einen Absenkbetrieb ermöglichen

Raumtemperaturabhängige Regelung

Die Heizkreise des jeweiligen Raumes erhalten wahlweise eine konstante, manuell voreingestellte oder eine Außentemperaturgeregelte Vorlauftemperatur am Verteiler angeboten. Der Raumthermostat, dessen Temperatur sowohl von der Wassertemperatur im Boden als auch von Störgrößen im Raum beeinflusst wird (Beleuchtung, Abwärme elektrischer Geräte, Abwärme von Personen), schaltet über einen elektrischen Stellantrieb die Ventile des entsprechenden Heizkreises in Intervallen ein oder aus. Die Zeitkonstante des Heizestrichs sorgt in Verbindung mit einer „thermischen Rückführung“ am Raumthermostat dafür, dass sich die Raumtemperatur bis auf wenige Zehntel Grad an die gewünschte voreingestellte Temperatur des Raumthermostaten anpasst.


Klemmleisten

Klemmleisten für Fußbodenheizung vereinfachen professionell das Verdrahten von thermischen Stellantrieben mit Raumtemperaturreglern und externer Schaltuhr (Pilotuhr).



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