Flächenheizung (Wandheizsysteme)

Eine Flächenheizung bzw. ein Wandheizsystem ist kein Ersatz für eine Außendämmung oder Innendämmung und kann mit einer Wärmedämmung Wärmedämmung ist der Oberbegriff für bautechnische Maßnahmen an Gebäuden und die effizienteste Maßnahme zur Einsparung von Heiz- und Kühlenergie sowie der Gebäudehülle nicht verglichen werden. Lediglich in dem Ziel – die Oberflächentemperatur Entgegen der allgemeinen Auffassung beschreibt die Oberflächentemperatur nicht den Temperaturbereich auf einer Baustoff- oder Bauteiloberfläche. Vielmehr ist der Grenzbereich zwischen von Bauteilen zu erhöhen – gibt es Gemeinsamkeiten, die auf völlig unterschiedlichen Wegen erreicht werden. Im Gegenteil: damit eine Flächenheizung sinnvoll eingesetzt werden kann, muss die Gebäudehülle wärmegedämmt sein. Sonst wäre der Transmissionswärmeverlust zu hoch und würde hohe Energiekosten verursachen. Als Höchstwert für Altbauten gilt ein U-Wert (früher k-Wert Der k-Wert ist eine veraltete Bezeichnung für den Wärmedurchgangskoeffizienten. Siehe U-Wert. ) von maximal 0,45 W/(m²K), ideal wäre ein U-Wert < 0,35 W/(m²K).

Eine Flächenheizung ist keine Erfindung der Neuzeit. Bereits in der römischen Antike wurden Wand- und Fußbodenheizungen nach dem Prinzip einer Hypokauste (Warmluftheizung) verwendet. Ein Hypokaustum (griechisch-lateinisch für „darunter verbrennen bzw. von unten beheizt“) ist eine Flächenheizung, bei der warme Luft in geschlossene Hohlräume (Kammern, Rohre, Schächte) geblasen wird, dort zirkuliert und Wärme Wärme (Wärmemenge) ist eine physikalische Größe. In der Thermodynamik ist Wärme eine über Systemgrenzen hinweg transportierte thermische Energie. Wärme ist an die Oberfläche abgibt. Als Wärmeträger dienen vor allem Fußböden und/oder Wände sowie massive Sitzbänke. Die Wärmeabgabe erfolgt durch Wärmestrahlung Wärmestrahlung ist neben den Transportmechanismen Wärmeleitung und Konvektion ein weiterer Mechanismus zum Transport von thermischer Energie von einem Ort höherer . Dies unterscheidet sie von herkömmlichen Heizungen, die über Heizkörper die Luft als Medium für den Wärmetransport Siehe Wärmeübertragung. nutzen. Infolgedessen wird die Wärme hauptsächlich über Wärmekonvektion in Innenräumen verteilt. Strahlungswärme Heizkörper können Konvektions- oder Strahlungswärme abgeben. Konvektionswärme steigt im Raum auf und erwärmt die Luft und bewegt sich darin. Im wird von Menschen als angenehmer empfunden als Konvektionswärme. Ursächlich für dieses subjektive Raumklima Als Raumklima wird eine Vielzahl von Faktoren bezeichnet, die in einem Aufenthaltsraum Einfluss auf die Wohnqualität und die Behaglichkeit des ist der geringere Temperaturunterschied zwischen der Hautoberfläche des Menschen, der Oberflächentemperatur der Wand und der Umgebungstemperatur.

Dies sind nicht die einzigen Vorzüge einer Flächenheizung. Bei einer konventionellen Heizung wird die Raumluft erwärmt, die dabei mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann, und über Konvektion Die Konvektion ist eine Form der Wärmeübertragung, bei der Wärmeenergie zwischen einem gasförmigen oder flüssigen Medium und einem festen Stoff im Innenraum Ein Innenraum im Kontext der Schimmelpilzanalyse und -sanierung sind Wohnungen mit Wohn-, Schlaf-, Kinder-, Arbeits-, Hobby-, Sport- und Kellerräume usw. verteilt. Die Oberflächen der Innenwände bleiben bei einem energetisch nicht sanierten Altbau dagegen kühl, so dass feucht-warme Raumluft auf kühlen Bauteilen (Wärmebrücken) taupunktbedingtes Kondenswasser verursachen kann. In der weiteren Folge können sich Schimmelpilze Pilze sind weit verbreitete Organismen auf der Erde und besiedeln unterschiedlichste Substrate, auf oder in denen sie auf Grund ihrer bilden und ausbreiten. Außerdem haben Flächenheizungen eine niedrigere Vorlauftemperatur und verursachen weniger Hausstaub Hausstaub ist nicht genau definiert, da es verschiedene Definitionen und Interpretationen sowie Einteilungen gibt. Die Größe der Staubpartikel und ihre . Deshalb sind Flächenheizungen für Allergiker und vor allem Asthmatiker besonders gut geeignet.

Nach der Art der Wärmeüberträger unterscheidet man zwischen

• wasserführenden,
• luftführenden und
• elektrischen

Vereinfacht ausgedrückt, ist eine wasserführende Wandheizung mit einer herkömmlichen Fußbodenheizung vergleichbar. Nur, dass die warmwasserführenden Heizungsrohre bzw. Kapillarrohrmatten aus Metall oder Kunststoff nicht horizontal im Boden verlegt sind, sondern vertikal an der Wand montiert und der Estrich durch einen Putz (oder vergleichbar) ersetzt wird. Alternativ werden fertig konfektionierte Bauplatten mit integrierter Flächenheizung angeboten. Deshalb werden wie bei der Fußbodenheizung Nass- und Trockenbausysteme unterschieden. Bei den Nasssystemen dienen die wasserführenden Heizungsrohre bzw. Kapillarrohrmatten als Putzträger. Nachdem diese an der Wand montiert, mit Wasser gefüllt und einem weichen Material ummantelt wurden, wird die Putzschicht ausgeführt – zunächst der Unterputz, anschließend eine Armierungsschicht (bestehend aus einem Armierungsputz und Armierungsgewebe) und abschließend die Schlussbeschichtung. Vor dem endgültigen Abtrocknen/Härten des Putzes sollten die Rohre bzw. Matten eine Vorlauftemperatur von 50 bis maximal 60 °C aufweisen. Durch die Ausdehnung verschaffen sich Rohre bzw. Matten den benötigten Platz in der Putzschicht, so dass es später nicht zu spannungsbedingten Rissen und/oder Abplatzungen kommt. In dieser Phase sollte der Putz feucht gehalten werden. Der Unterputz muss eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzen. Daher sind Gips-, Lehm- und Kalkputze für Wandheizsysteme sehr geeignet, Wärmedämmputze oder wärmedämmende Leichtputze dagegen nicht. Das Putzsystem sollte eine geringe Schwindneigung aufweisen. In der Regel erhält man von den Herstellern der Wandheizungs- und/oder Putzsysteme entsprechende Verputzempfehlungen.

In Innenräumen mit einer hohen Luftfeuchtigkeit In der Umgebungsluft befinden sich stets mehr oder weniger große Mengen an Wasserdampf. Der Anteil an Wasserdampf kann örtlich und (z. B. in Bädern) sind Gips- oder Lehmputze weniger geeignet. Neben dem bereits erwähnten Kalkputz besteht in diesen Fällen auch die Möglichkeit, die Oberfläche mit Naturstein- oder Fliesenbelägen zu versehen. Entscheidend ist, dass durch die Bauteilerwärmung keine Spannungen entstehen dürfen, die in den Beschichtungen oder Belägen zu Schäden führen.

Alternativ werden wasserführende Heizungsrohre bzw. Kapillarrohrmatten bereits auf fertige Bauelemente wie z. B. Gipskarton- oder Lehmbauplatten oder Wärmedämmplatten wie z. B. aus expandiertem Polystyrol (EPS) vorkonfektioniert und müssen abschließend nur untereinander verbunden werden. In dem Fall spricht man von Trockenbausystemen.

Flächenheizungen bzw. Wandheizsysteme werden in der Regel an der Innenseite von Außenwänden ausgeführt. Sollten sich diese nicht eignen, kann in Ausnahmen auch eine Ausführung auf den Innenwänden erfolgen. In diesen Fällen ist eine ausreichende Wärmedämmung der Gebäudehülle zwingend notwendig, damit sich innerhalb der Bauteiltemperatur innerhalb eines Raumes keine zu großen Temperaturunterschiede ergeben.

Die warmluftführenden Flächenheizungen bzw. Wandheizsysteme entsprechen am ehesten den historischen Vorbildern einer Hypokaustenheizung. Bei der Warmluftheizung strömt erwärmte Luft in Hohlräume (Kammern) innerhalb der Wand, verteilt sich und erwärmt langsam die Wandoberflächen. Teilweise werden auch Abzugsschächte von Brennkesseln genutzt, um die dahinter liegenden Wände zu beheizen. Hierzu werden Leichtlanglochziegel als Verblendschale auf der Innenseite der Außenwand aufgebracht, durch die anschließend die Heizungsrohre verlegt werden. Durch die großflächige Anwendung der Wandheizung reicht in der Regel eine geringere Oberflächentemperatur (30° C), um eine gleichmäßige Wärmestrahlung sicherzustellen.

Eine Fußboden- und Wandheizung kann auch miteinander kombiniert und auch zur sommerlichen Kühlung verwendet werden. In diesem Fall wird kaltes statt warmes Wasser durch die Heizungsrohre bzw. Kapillarrohrmatten geleitet. Wie alle Flächenheizungen eignen sich auch Wandheizsysteme sehr gut zur Kombination mit Wärmepumpen sowie zur Nutzung von Solarthermie. Wandheizsysteme werden nach einer Heizwärmebedarfsberechnung dimensioniert.

Die dritte Variante unter den Wandheizsystemen sind elektrische Flächenheizungen. Man unterscheidet zwischen einer Elektroheizung mit Heizmatten und einer Infrarotheizung. Dem entsprechend erfolgt die Wärmeabstrahlung entweder über die gesamte Innenwand oder nur über einzelne Infrarot-Wärmefelder – nicht zu verwechseln mit einzelnen IR-Wärmeplatten.

Elektrische Heizmatten werden, vergleichbar mit den o. g. wasserführenden Heizungsrohren bzw. Kapillarrohrmatten, auf der Wand montiert und als Putzträger verwendet. Nachdem diese an der Wand montiert wurden, erfolgt die Putzschicht. Hierbei kann aufgrund der geringeren Schichtdicke in der Regel auf einen Unterputz verzichtet werden, so dass in die Ausgleichsschicht gleich das Armierungsgewebe mit eingebettet wird. Anschließend erfolgt die Schlussbeschichtung. Elektrische Wandheizungen mit Infrarot haben eine Reichweite von 3 bis 3,5 Meter. Alternativ werden Infrarotheizplatten auf der Innenwand installiert.

Die Anschaffungskosten für eine Flächenheizung bzw. ein Wandheizsystem liegen je nach Ausführung zwischen 100 bis 150 EUR pro m². Hinzu kommen die Unterhaltungskosten, die allerdings vergleichsweise niedrig sind. Durch die niedrige Vorlauftemperatur von ca. 30 °C wird weniger Heizenergie beansprucht. Energieberater gehen davon aus, dass der Verbrauch ca. 30% unter denen herkömmlicher Heizkörper liegt. Untersuchungen durch das Fraunhofer Institut bestätigen diese Aussage nicht – zumindest nicht für Altbauten und Baudenkmäler. Forscher am Fraunhofer-Zentrum für energetische Altbausanierung und Denkmalpflege untersuchten an realen Objekten verschiedene Heizungssysteme. Hierbei wurde der Energieverbrauch unterschiedlicher Heizungssysteme im gleichen Innenraum und somit unter gleichen Bedingungen miteinander verglichen. Die Kennwerte wurden täglich neu ermittelt und situativ angepasst. Die Messergebnisse wurden mit der Referenzheizung verglichen. Im Ergebnis verbrauchten fast alle untersuchten Wandheizsysteme ähnlich viel Energie wie der konventionelle, konvektive Heizkörper.

Bei der Planung und Ausführung von Flächenheizungen bzw. Wandheizsystemen sind u. a. zu beachten die DIN EN 1264 „Raumflächenintegrierte Heiz- und Kühlsysteme mit Wasserdurchströmung“, DIN EN 12831 „Heizungsanlagen in Gebäuden – Verfahren zur Berechnung der Norm-Heizlast“, DIN EN 12828 „Heizungssysteme in Gebäuden – Planung von Warmwasser-Heizungsanlagen“, DIN EN 18380 VOB Teil C „Heizanlagen und zentrale Wassererwärmungsanlagen“ sowie die Richtlinien des BVF (Bundesverband Flächenheizungen e. V.), insbesondere die Richtlinie zur Herstellung beheizter Wandkonstruktionen im Wohnungs-, Gewerbe- und Industriebau sowie die Richtlinie für die Installation von Flächenheizungen bei der Modernisierung von bestehenden Gebäuden.

Neben den herkömmlichen Flächenheizungen bzw. Wandheizsystemen gibt es noch die Möglichkeit, einzelne Bauteile zu erwärmen. Diese Systeme werden als Bauteilheizung (oder auch thermische Bausanierung oder Bauteiltemperierung) bezeichnet und häufig im Rahmen der Baudenkmalpflege zur Sanierung Der Begriff Sanierung im Kontext der Schimmelpilzsanierung beschreibt die Beseitigung von Gefahren, Gefährdungen oder Belästigungen durch mikrobiellen Befall bis hin von historisch wertvollen Bauwerken eingesetzt, die vor allem sporadisch genutzt werden wie z. B. Kirchen, Klöster, Museen und Schlösser. Ein Beheizen dieser Bauwerke ist in der Regel unrentabel, ein Nichtbeheizen führt dagegen oft zu Bauschäden Der Begriff des Bauschadens wird unterschiedlich definiert. So werden im 3. Bauschadensbericht der Bundesregierung darunter alle negativen Veränderungen der Bauteileigenschaften . Bauteilheizungen sind oft eine effiziente Möglichkeit, um taupunktgefährdete Bauteile gezielt zu temperieren. Durch die Temperierung reduziert sich der Feuchtegehalt, so dass der Wärmedurchgang Als Wärmedurchgang wird die Wärmeübertragung von der Raumluft durch eine ebene Wand auf die Außenluft und in umgekehrter Richtung bezeichnet, verschlechtert und der Wärmeschutz Der Wärmeschutz kann nach DIN 4108 in drei Teilbereiche untergliedert werden: Wärmeschutz und Energieeinsparung umfassen alle Maßnahmen zur Reduzierung der verbessert wird. Im Unterschied zur Flächenheizung wird die Bauteiltemperierung ganzjährig mit der gleichen Temperatur Die Temperatur (lat. temperare = ins richtige Mischungsverhältnis bringen) ist ein messbares Maß für den Wärmeinhalt eines Stoffes. Die Temperatur von 21 bis 23 °C betrieben. Ebenfalls unterscheidet sich diese Methode darin, dass die Wärme über die Bauteile hauptsächlich über Wärmekonvektion verteilt wird.

Nicht dagegen funktioniert der Ansatz, durch eine Bauteiltemperierung ggf. auf den Einbau einer nachträglichen Horizontalabdichtung zu verzichten, wenn Bauschäden in Folge von kapillar aufsteigender Feuchtigkeit saniert werden müssen. Aus Kreisen der Baudenkmalpflege wird gelegentlich suggeriert, dass mit dieser Methode eine Bauteilaustrocknung stattfindet und dem entsprechend auf moderne Abdichtungsstoffe verzichtet werden kann.