Experten-Ratgeber zur Heiztechnik von Flächenheizungen

Was ist eine Flächenheizung? Wo kommen sie sinnvoll zum Einsatz? Welche Vor- und Nachteile hat sie? Welche unterschiedlichen Varianten gibt es? Was sind die Vor- und Nachteile?

Nahezu jedes zweite Ein- und Zweifamilienhaus wird mit einer Flächenheizung ausgerüstet. Außerdem setzt man in öffentlichen Gebäuden wie Schulen, Sporthallen, Kindertagesstätten etc. zunehmend auf Flächenheizungen. Wir erklären in diesem Beitrag die Grundlagen des Aufbaus und der Funktionsweise von Flächenheizungen. Außerdem informieren wir Sie über entsprechende Ausführungen und Varianten für Fußbodenheizung, Wandheizung und Deckenheizung.

Ein wichtiges Maß für die Effektivität der Heizwärmeabgabe einer Flächenheizung wird durch den Wärmeübergangskoeffizienten ausgedrückt. Dieser ist ein Proportionalitätsfaktor und stellt den Wärmestrom dar, der auf 1 m² Heizfläche je Kelvin Temperaturgefälle übergeht. Er wird u.a. von den physikalischen Eigenschaften des strömenden Stoffes, von der Art der Strömung (laminar oder turbulent) und der Strömungsgeschwindigkeit beeinflusst.

Die Norm DIN 15377 regelt die Wärmeübergangskoeffizienten für die Flächenheizungsanlagen sowie Flächenkühlungsanalgen: 

• Deckenheizung: 6 Watt pro Quadratmeter und Kelvin
• Fußbodenkühlung: 7 Watt pro Quadratmeter und Kelvin
• Wandheizung: 8 Watt pro Quadratmeter und Kelvin
• Fußbodenheizung: 8 bis 11 Watt pro Quadratmeter und Kelvin, wobei der Wärmeübergangskoeffizient hier abhängig von der Oberflächentemperatur ist

Die hier für Flächenheizungen aufgelisteten Normwerte sind allerdings nur Näherungswerte, da sich die Wärmeübergangskoeffizienten in der Praxis insbesondere aus ihrer Über- beziehungsweise Untertemperatur im Vergleich zur Temperatur des zu beheizenden Raums ergeben. Diese wird sowohl vom Wärmeleitwiderstand der Oberfläche als auch der unter der Flächenheizung liegenden Dämmschicht. Für die Dämmschicht unter Flächenheizungen und -kühlung geltenen gibt die DIN EN 1264-4 Mindest-Wärmeleitwiderstände vor.

Der Wärmeübergang wird dabei durch die Aufwärtsströmung und die zugehörige Abwärtsströmung wechselseitig bestimmt. Die Luft strömt an der wärmeren Fläche nach oben und an der weniger warmen nach unten. Die Stoffteilchen tragen so die Wärmeenergie von der wärmeren zur kälteren Fläche. Ist der Abstand klein, so wirkt sich das hindernd (Reibung oder mehrere kleinere Umläufe) auf die freie Strömung aus.

Die Strömungsgeschwindigkeit wird von der Flächenheizung hingegen nur wenig beeinflusst. In der Grenzschicht in der Nähe der Flächenheizung strömen die Teilchen unter Einfluss der Reibung langsamer. Daher erzeugen Flächenheizungen im Gegensatz zur vor Allem bei Fußbodenheizungen spürbaren Strahlungswärme eine nahezu nicht wahrnehmbare Luftströmung. Die Raumtemperatur ergibt sich dann letztlich aus der Lufttemperatur und der Strahlungstemperatur bildet.

Fußbodenheizungen unterscheidet man entsprechend der Art und Weise, wie sie die Wärme transportieren, in zwei unterschiedliche Flächenheizungstypen:

Flächenheizungen für Böden lassen sich auf zweierlei Weise ausführen, als

• Nasssystem
• oder Trockensystem.

wobei sich bei Nasssystemen drei Varianten bewährt haben: 

• NB1: Rohrsystem auf Dämmplatte im Nassestrich (entspricht Bauart A nach DIN 18560-2)
• NB2: Rohrsystem in Dämmplatte mit Nassestrich (entspricht Bauart B nach DIN 18560-2)
• NB3: Verbundaufbau mit Rohrsystem auf altem Untergrundin Ausgleichsmasse / Ausgleichsestrich

Klassische Verlegearten mit herkömmlichen Nassestrichen benötigen eine Aufbauhöhe von sechs Zentimetern (ohne Dämmschicht). Der Untergrund muss massiv sein und eine statische Eignung von 1 bis 1,25 Kilonewton pro Quadratmeter aufweisen. Hat man diese Aufbauhöhe nicht zur Verfügung, kann man zu speziellen Estrichen greifen: sogenannte Dünnschichtestriche.

Während nass verlegte Flächenheizungssysteme ein höheres Flächengewicht haben und länger für die Trocknung brauchen, profitiert man mit Trockensystemen von allen Vorteilen des Trockenbaus: Die Ausbauzeit ist kürzer und das Flächengewicht ist geringer. Auch bei dieser Bauweise gibt es Varianten:

• TB1: Rohrsystem in Dämmplatte (Systemdämmplatte) im Trockenestrich (sogenannte Trockenausbauplatten beziehungsweise Fertigteilestrich dient zugleich als Lastverteilschicht, alternativ: Estrichziegel oder Fertigbetonplatten), meist mit Wärmeleitblechen und Folienabdeckung.
• TB2: Rohrsystem in Systembodenplatte mit/ohne Dämmschicht.
• TB3: Rohrsystem auf Dämmplatte in Gussasphaltestrich.

Eine elektrische Flächenheizung kann als sogenannte Speicherheizung, Direktheizung oder Zusatzheizung ausgelegt werden. Die Heizwärme gibt diese Flächenheizung über in das Bauteil / in die Konstruktion eingelassene, stromdurchflossene Heizleitungen bzw. eine Heizfolie ab. Häufig werden elektrische Flächenheizungen im Badezimmer eingesetzt.

Je nach Ausführung ergibt sich bei der Einbettung einer elektrischen Fußbodenheizungeine zusätzliche Aufbauhöhe, was insbesondere für einen nachträglichen Einbau einer Flächenheizung im Bestand von Bedeutung ist (Sanierungsfall). Für Wandflächenheizungen gibt es spezielle Flächenheizelemente zur komfortablen Wandmontage. Selbst dünne Heizanstriche sind als elektrische Wandheizungen möglich.

Elektrische Flächenheizungen wie z. B. Infrarot-Flächenheizungen werden als kostengünstige und umweltfreundliche Alternativezur Nachtspeicherheizung beworben. wird Da sie mit einem etwas höheren Anteil Strahlungswärme heizt, reichen laut Herstellern niedrigere Raumtemperaturen für ein behagliches Wohnklima aus. Allerdings verbraucht die Infrarot-Flächenheizung vor allem tagsüber Strom, zu derzeit durchschnittlich 25 Cent pro kWh (zum Vergleich: Gas ca. 6 Cent/kWh, Heizöl und Holzpellets umgerechnet ca. 5 Cent/kWh).

Als vorteilhaft haben sich in Heizungsanlagen mit Flächenheizung Wärmeerzeuger erwiesen, die nach den Prinzipien der Niedertemperaturheizung Wärme erzeugen. Deren niedrige mittlere Heiztemperatur kann von den Flächenheizungen höchst effizient genutzt werden. Das heißt jedoch nicht, dass bei Nachrüstung einer Flächenheizung im Sanierungsfall jede bestehende Heizung unbedingt ausgetauscht werden muss.

Allerdings sind die Niedertemperatursysteme wie beispielsweise eine Wärmepumpe oder eine Solarwärmeanlage das Rezept für höchste Effizienz der Flächenheizung. Im Zweifelsfall sollte zur Planung ein Fachmann hinzugezogen werden, der die Komponenten der neuen Heizungsanlage so auswählt, dass sie optimal aufeinander angestimmt sind und energie- und damit kosteneffizient funktionieren.

Eine Flächenheizung bringt neben den bereits erwähnten eine ganze Reihe weiterer Vorteile ins Haus. Dazu gehören:

• Freie innenarchitektonische Raumgestaltung

Da die Flächenheizung in den Bauteilen Wand, Boden und / oder Decke sitzt, gibt es keine Heizkörper, die die Gestaltung und Einrichtung eines Raums einschränken und Platz wegnehmen.

• Hohe Strahlungswärme = hohe thermische Behaglichkeit

Strahlungswärme empfinden wir als besonders angenehm. In diesem Zusammenhang spricht man auch von: thermische Behaglichkeit. Kriterien für die thermische Behaglichkeit liefert die europäische Norm DIN EN ISO 7730. Thermische Behaglichkeit beschreibt den Zustand der Befindlichkeit in beziehungsweise Zufriedenheit mit der Umgebungswärme.

• Strahlungswärme = geringe Staubaufwirbelung

Da Flächenheizungen wenig Luft bewegen und damit kaum Staub aufwirbeln, weil sie den Raum vor allem mit Wärmestrahlung erwärmen und weniger mit Wärmekonvektion, sind die Heizungen gut für Allergiker geeignet.

• Kein Renovierungsaufwand / Kein Putzaufwand

Wo es keine Heizkörper gibt, muss auch kein Heizkörper gewartet (entlüftet) und gereinigt werden. Auch der Renovierungsaufwand einer Flächenheizung ist relativ gering, da sie technisch prinzipiell langlebig ausgelegt ist und kein der Mode unterworfenes kurzlebiges Design besitzt.