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Fußbodenheizung

Mitte der 70ger stellte sich mir die Frage:
Welches Heizverteilungssystem ist für die Zukunft geeignet energiesparende Heizsysteme sinnvoll zu  optimieren.
Hinzu stellte sich auch die Frage der Behaglichkeit in den Räumen.
Damals stand schon fest, eine Wärmepumpe sollte das Gebäude in der Zukunft beheizen.
Zur Auswahl standen Fußboden- oder Deckenstrahlungsheizung.
Verteilsysteme mit hohem Konvektionsanteil sollten vermieden werden.Das konnte nicht ganz eingehalten werden,  da ein Altbau, mit schon ausgebauten Räumen, nicht die Möglichkeiten eines Neubaus bietet.
Ausgewählt wurde die Fußbodenheizung. Die Deckenheizung, eine Planung dazu besteht auch, ist in Wohnräumen (H=2,50 m) nicht unproblematisch, wegen der Einstrahlung auf den Kopf der Bewohner.
Hier sind die Vorteile der Fußbodenheizung:
1. Die Behaglichkeit
    Der hohe Strahlungsanteil mindert die Luftbewegung
    Die Raumluftthemperatur  kann gesenkt werden Lufttemperatur und
    Strahlungstemperatur, beide Temperaturen empfindet man im Raum,
    liegen auf einem Niveau.

      Fußbodenheizung EG 1
Erdgeschoss, Rohre mit Dachlatten fixiert, die später

Fußbodenheizung EG 2
entfallen, Rohrbögen umwickelt für Ausdehnungsöglichkeit
2. Die niedrige Vorlauftemperatur
     Alle energiesparenden Systeme der Zukunft werden mit niederen
    Heiztemperaturen auskommen müssen, für eine optimale Nutzung

3. Die Trägheit
    Die Trägkeit bedeutet Wärmespeicher, für die Nutzung
    Erneuerbarer Energien von großem Vorteil, auf den ich
    unter Wärmepumpe und Thermosolar eingehen werde.
4. Die gesundheitliche Wirkung
    Die Fußbodenheizung ist die einzige Heizkörperart, die ständig
    gereinigt wird, gesaugt, gewischt.
    Die beträchtliche Begrenzung der Luftumwälzung gegenüber
    konvektiver Heizsysteme senkt die Feinstaubbelastung in
    den Räumen.
    Die Senkung der Lufttemperatur unterstützt diesen Effekt.
Fußbodenheizsysteme gab es damals nur sehr wenige auf dem Markt.
Ein eigenes System wurde entwickelt, das in Abwandlungen im Gebäude zum Einsatz kam.
Nach einer Testreihe an der Technischen Universität Hannover mit Kupferrohren im Estrich war klar, die Fußbodenheizung wird mit weichem Kupferrohr 15x1 mm realisiert.

1. Erdgeschoss

    Im Erdgeschoß stand genügend Höhe zur Verfügung. 
Die Kellerdecke wurde mit einer Betondecke erneuert. Auf einer Dampfsperre wurden 5 cm Styropor mit einer zweiten Dampfsperre verlegt.
Darauf konnten die Kupferrohrrollen ausgerollt  werden. Die Rohre wurden in 10 cm Estrich eingebettet und mit unglasierten Fliesen abgedeckt.
Fliesen waren damals eine mutige Entscheidung, der Trend  war Teppichboden.
Der Fliesebelag hat sich in Rückblick auf die 35 Jahre im EG  bestens bewährt
.
Die 10 cm Estrich ergeben den notwendigen Speicher.
Bodenfliesen Erdgeschoß
Fliesenboden Erdgeschoss
2. Dachgeschoss
    Der Fußboden im Dachgeshoss bot nach dem Entfernen der vorhandenen
    Holzdielen nur 5 cm Gesamtfußbodenaufbau.
    - Der Estrich konnte damals mit nur 4.5-5 cm Gesamthöhe verwirklicht werden.
       Abgedeckt wurde der Aufbau mit 5 mm Teppichboden und auch Fliesen wie EG.
      Bis heute sind keine Beanstandungen zu vermelden.
    - Eine Weiterentwicklung ist mit der Nachrüstung einzelner Räume in späterer Zeit
      ausgeführt worden. Holzdielen mit 2 cm .sollen den Abschluß zieren.
      Auf der Rohholzdecke mit Dampfsperre wurde eine Verlattung für die Dielen
      errichtet. Zwischen der Verlattung werden die Kupferrohre ausgerollt.
      Der Hohlraum wird mit eine Schüttung getrocknetem Quarzsand ausgefüllt
      und abgezogen.
      Abgedeckt wird der Aufbau mit einer zweiten Dampfsperre und den Holzdielen.
      Diese Weiterentwicklung hat die folgenden Vorteile:
        Die Schüttung ist amorph und kann nicht brechen.
        Die Schüttung ist dichter und hat ein deutlich höheres Gewicht als Estrich
        Die höhere Wärmeletfähigkeit begrenzt die Höhe der Schüttung.
        Die Schicht hat eine höhere Speicherfähigkeit als Estrich.
        Der trockene Qarzsand entlastet die Einbringung in bewohnten Räumen.
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Fußbodenheizung DG2
Fußbodenheizung Dachgeschoß
Fußbodenheizung DG 4
Fußbodenheizung Dachgeschoß

Berechnungsgrundlage

Berechnungsgrundlagen für die aufgeführten Heizsystem in Form von Herstellerdiagrammen gab und gibt es heute nicht.
Berechnet wurden diese Fußbodenheizungen nach Kollmar/Liese.
Die Grundlage ist die Lösung der grundlegenden Differenzialgleichung für Fußbodenheizung und dem Ansatz,
die Temperaturverteilung in der leitenden Rippe zwischen den Rohren verläuft cosh-förmig.
Damit wurden für diese Heizsysteme Leistungskurven von mir entwickelt.
Fußbodenheizung DG3
Fußbodenheizung Dachgeschoß, Neuenwicklung Aufbau
Fußbodenheizung DG 4
Fußbodenheizung Dachgeschoß, Holzdielen Oberfläche
 

aktualisiert: 10.02.2010