Energieeffizienz von Fußbodenheizungen

Einfluss von Fliesen-Sonderkonstruktionen und sonstigen Oberbodenbelägen

Ziel der nachfolgenden Ausführungen ist es, quantitative Aussagen zu Wärmeverlusten von auf Heizestrichen aufgebrachten gefliesten Fußboden-(Sonder-)Konstruktionen zu machen. Gerade in Zeiten von hitzigen Energiedebatten rücken derartige Spezialthemen auch in den Fokus von Rechtsstreitigkeiten. Die Ergebnisse werden zeigen, dass die Wärmeverluste durch üblicherweise aufgebrachte Bodenbeläge bei allen untersuchten Varianten im einstelligen unteren Prozentbereich liegen.

1 Einleitung

Als Sachverständiger für »Schäden an Konstruktionen mit Fliesen und Platten« kann man es durchaus auch mit auf den ersten Blick exotischen Fragestellungen zu tun bekommen. Es sind nicht immer die gleichen Fragen zu Rissen, Estrichverformungen, Silikonfugenabrissen, Toleranzen, Höhenversätzen, Bewertungen von Hohllagen, falsch ausgeführten Abdichtungen usw., sondern auch Fragen, die einen bauphysikalischen Hintergrund haben können.

Folgende drei reale Problemstellungen sollen im Rahmen dieses Berichts beispielhaft behandelt werden:

• Wärmeverluste von Heizestrichen beim zusätzlichen Einbau von Entkoppelungs- oder Trittschallschutzmatten als Sonderlösungen unter Fliesenbelägen,
• Wärmeverluste von gefliesten Fußböden in Abhängigkeit von der Verlegeart »Buttering Floating«- oder »Floating«-Verfahren nach DIN 18157-1 [1],
• Wärmeverluste durch andere Bodenbelagsarten, wie Teppich, Parkett usw., im Vergleich zu den gefliesten Systemen.

Obige Fragestellungen sind nicht nur theoretischer Art, sondern führten auch schon zu Streitigkeiten. Auch wenn die letztendlich resultierenden Wärmeverluste überschaubar bleiben, müssen die Befürchtungen von Verbrauchern ernst genommen werden. So muss man begründen können, dass die »Luft« in der Kleberzahnung, obwohl ein schlechter Wärmeleiter, kaum Einfluss auf den Gesamtenergieverbrauch hat.

2 Wärmetechnische Berechnung obiger Fragestellungen

Die Berechnungen von Fußbodenheizungen sind in [3] geregelt. Es handelt sich hierbei um relativ komplizierte Rechenabläufe. Zusätzlich bieten die verschiedenen Hersteller Produktsysteme mit eigenen Vorgaben an.

Ziel dieses Berichts ist nicht, Rohrleitungsabstände, Wärmeleitfähigkeiten von Rohrleitungen und deren Ummantelungen, Temperaturspreizungen zwischen Vor- und Rücklauf usw. zu bestimmen, sondern einen wärmetechnischen Vergleich von verschiedenen Bodenbelägen untereinander durchzuführen, die auf einem Heizestrich verlegt wurden.

Die berechneten Höhen der Systeme betragen ca. 65 mm ab Oberkante Rohrleitung. Gewählt wurde ein Zementestrich Typ A nach [2]. Aufgrund der Wärmeleitfähigkeit von Fliesen sind die mit Fliesen belegten Estriche genauso wärmeeffizient wie um die Fliesendicke dickere Estriche.

Bei näherer Betrachtung der erforderlichen Rechengänge fällt die technische Nähe zu den Berechnungen in der Elektrotechnik besonders auf. Die Regeln zu Parallel- und Reihenschaltungen sind praktisch eins zu eins auf die Rechengänge für Heizestriche übertragbar. Gedanklich kann man das Ohmsche und die Kirchhoffschen Gesetze anwenden, um die grundlegenden Abläufe gedanklich besser nachvollziehen zu können.

Bei der Parallelschaltung liegen die gleichen Spannungen an den Widerständen, bei Heizestrichen die gleichen Temperaturen in der Heizebene nach oben und unten. Bei der Parallelschaltung fließt durch den kleineren Widerstand der größere Strom, beim Heizestrich die größere Wärme hier nach oben in den Raum. Bei der Reihenschaltung fällt am größten Widerstand die größte Spannung ab, beim Heizestrich die größte Temperatur an der Isolierung nach unten. Die Stromstärke I (Ampere) ist in dieser Gedankenwelt mit der Wärmeabgabe q (Watt/m²) zu vergleichen.