Bodenaufbau zum Einfräsen einer Fußbodenheizung geeignet?

Ein U-Wert von 0,35W/m²K ist für eine Bodenplatte gar nicht so schlecht. Nach GEG wären 0,5W/m²K erforderlich wenn der Bodenaufbau raumseits erneuert wird, das ist somit erfüllt. Die 0,24W/m²K gem. GEG treffen hier nicht zu. Auch die Anforderungen der DIN EN 1264-4 (1,25m²K/W) werden mit 2,865m²K/W deutlich übertroffen.

So gesehen spricht nichts dagegen, dass man hier eine FBH ausführt.

Ein U-Wert von 0,35W/m²K bedeutet, dass ein Wärmestrom von etwa 10W/m² in das Erdreich "abfließt" (pauschal angenommen, Temperatur Erdreich > 0°C, Temperatur FBH ca. 30°C. ). Das macht ganz grob gut 20kWh pro m² und Jahr. Rekordverdächtig ist das sicherlich nicht, aber andererseits gibt es auch noch deutlich schlechtere Aufbauten. Um hier eine deutliche Verbesserung zu erreichen, müsste man dem Aufbau noch einige cm an zusätzlicher Dämmung verpassen. 6cm zusätzlichre Dämmung in WLG035 ergäbe beispielsweise einen U-Wert von etwa 0,2W/m²K, dazu bräuchte man dann noch Estrich für die FBH, und schon müsste man mit min. 10cm mehr an Aufbauhöhe rechnen. Ob das machbar ist (Stichwort Treppen, Raumhöhe etc.), das sagt mir meine Glaskugel nicht. Obwohl man dann min. 10cm an zusätzlichem Aufbau spendiert, wird sich der Wärmestrom nach unten noch nicht einmal halbieren. Das Einsparpotenzial ist also überschaubar.

Wenn ich den Eingangsbeitrag richtig verstanden habe, dann soll auch die Decke zwischen EG und OG nachgerüstet werden. Gibt es dort auch diese Dämmlagen? Ansonsten wird der Wärmestrom "nach unten" deutlich höher ausfallen, und die FBH im OG wird zur Deckenheizung für das EG,

Zitat von de Bakel

Naja, bei 4 cm Estrich ist einfach nichts da, wo man noch was einfräsen könnte.

Das sehen die "Hersteller" wohl anders. Da gilt anscheinend Mindestdicke 40mm, und eine Firma verwendet CU Rohre und fräst ab 30mm Mindestdicke. Ob sie das bei der hier vorhandenen Dämmung auch machen? Keine Ahnung. Bei Trockenestrichplatten auf tragfähigem Untergrund würden sie angeblich schon ab 20mm Mindestdicke fräsen, evtl. verwenden sie dann etwas dünnere Rohre. Normalerweise wird 18mm tief gefräst, 15mm Rohr, und dann wird gespachtelt oder es kommt eine Nivelliermasse o.ä. drauf. Was die genau verwenden, das müsste man in Erfahrung bringen.

Ich würde jetzt noch nicht ausschließen, dass Fräsen unmöglich ist.

Zitat von Flue78

Ist hiermit eine potenzielle Schädigung des Estrichs gemeint

Ich würde noch einen Plan B machen, falls sich bei eingehender Prüfung herausstellen sollte, dass ein Fräsen nicht sinnvoll ist.

Wie wäre es mit einem Dünnschicht-System? Estrich und Dämmung sind ja vorhanden, also könnte man die Noppenplatten direkt auf dem vorhandenen Estrich verlegen (evtl. verkleben), dann kann man je nach Rohrquerschnitt eine Aufbauhöhe zwischen ca. 20mm und 35mm erreichen. Vielleicht ist das eine Alternative.

Zitat von de Bakel

Das ist aber die Dicke, die über den Rohren vorhanden sein muss.

Zitat aus der Anleitung eines Hersteller:

Zitat

Die Rohrleitungen werden in den bestehenden Estrich integriert, indem zunächst in den Bestandsestrich Rillen eingefräst werden. Direkt in diese Rillen werden hochwertige Markenkupferrohre mit Ummantelung eingelegt, die flexiblen ...... Rohre 14 x 2 mm. Fachgerecht hergestellte

Bestandsestriche sind ab einer Dicke von 30 mm für das Fräsen geeignet.

Selbst alte Gussasphalte können nach einer vorherigen Prüfung gefräst werden. Die Dicke sollte allerdings 40 mm betragen.

Wie gesagt, ein anderer Hersteller der PE Rohre nutzt, fordert 40mm Mindestdicke bei Verwendung von PE (oder Verbund?) Rohr.

Irgendwie scheint es zu funktionieren. Gewährleistung und evtl. auch eine Garantie gibt es ebenso, und die machen das ja nicht erst seit heute.

Zitat von Flue78

Im Endeffekt unterscheiden sich die Rohrquerschnitte (und dementsprechend die Lesitungsfähigkeit) dann gar nicht gravierend?

Der Rohrquerschnitt hat einen Einfluss auf den Druckverlust eines Kreises. Keine Ahnung was Du mit "Leistungsfähigkeit" meinst. Die Leistung einer FBH ergibt sich aus dem Verlegeabstand, der Heizwassertemperatur, und in Grenzen aus dem Volumenstrom. Letzterer kann nicht beliebig hoch gewählt werden, da kämen dann wieder der Rohrquerschnitt und die Strömungsgeschwindigkeit mit in´s Spiel (Stichwort Strömungsgeräusch). Auch für die Heizwassertemperatur gibt es Grenzen, da ansonsten die Oberflächentemperatur am Boden zu hoch wird.

An sich beginnt man erst einmal mit einer Heizlastermittlung, damit man weiß wieviel Heizleistung für jeden Raum nötig ist.

Zitat von Flue78

Ist hiermit eine potenzielle Schädigung des Estrichs gemeint oder dass es technisch grundsätzlich nicht umsetzbar ist, in 4cm-starkem Estrich den Aufbau mit gefrästen Rillen, Heizschlangen etc. zu realisieren.?

Zementestrich kann unter sehr speziellen Bedingungen in einer Realstärke von 30 mm hergestellt werden. Das ist die durchgehende Materialstärke des Estrichs. Hieraus resultiert bei Dir eine potentielle theoretische Frästiefe von exakt 10 mm - wenn denn der Estrich wirklich überall exakt mind. 40 mm stark ist. das klingt zwar vielversprechend bringt aber in der Praxis vermutlich nicht viel:

1. Zementestrich hat eine begrenzte Lebenserwartung von ca. 25 Jahren. Danach zerbricht er früher oder später, eurer technisch in 4 Jahren, vielleicht später, vielleicht später, egal wie dick oder dünn er ist.
2. Die sowieso eher dünne Zementestrichscheibe wird beim Fräsen starken Vibrationen ausgesetzt und dabei auch noch um die Frästiefe geschwächt. Dies erhöht das Bruchrisiko aus 1. weiter.
3. Mit einer Leitungsstärke von außen 10 mm lässt sich hydraulisch und thermisch nicht viel reißen. Entsprechend viele Schlitze braucht es, was dir Bruchgefahr aus 1. und 2. weiter erhöht.
4. Durch die Verlegung der Leitungen an der Oberseite der Estrichplatte ist keine nennenswerte flächige Wärmeverteilung zu erwarten. Das bedeutet viele Leitungen und diese wiederum wieder viele Fräskanäle und diese erhöhten das Bruchrisiko aus 1. und 2. noch weiter.

Wenn schon nur so wenig Aufbauhöhe zur Verfügung steht, würde ich auf ein neues vorgefertigtes Trockenbausystem setzen. Damit sind Aufbauhöhen von 30 mm normenkonform oder innerhalb geprüfter Systeme möglich. Da kommt aber natürlich noch der Bodenbelag drauf.

Das bestimmten Leistungen angeboten werden, heißt weder, dass diese den anerkannten Regeln der Technik entsprechen, noch eine entsprechende Systemprüfung bestanden haben. Das heißt auch nicht, dass die Anbieter Dir den Erfolg ihres Systems bei Dir garantieren. Lies Dir genau durch, was sie anbieten und garantieren!

Erfahrungsgemäß wird das mit dem Fräsen meistens nichts.

Ich habe zugegebenermaßen noch nie mit eingefrästen FBH-Rohren zu tun gehabt.

Vorstellen könnte ich mir die Methode bestenfalls bei Verbundestrichen oder Estrichen auf einer unkomprimierbaren Trennlage. Hier ist das Risiko, dass ein Riss zum Durchbrechen führt, überschaubar.

Überhaupt nicht vorstellbar ist für mich ein Estrich auf einer Dämmlage. Hier muss ich unweigerlich an die Perforation von Klopapier denken. Das ware dann eine Aneinanderreihung von vielen Sollbruchstellen im Estrich.

Zitat von R.B.

Letzterer kann nicht beliebig hoch gewählt werden, da kämen dann wieder der Rohrquerschnitt und die Strömungsgeschwindigkeit mit in´s Spiel (Stichwort Strömungsgeräusch). Auch für die Heizwassertemperatur gibt es Grenzen, da ansonsten die Oberflächentemperatur am Boden zu hoch wird.

Eine erhöhte Heizwassertemperatur wäre als Ausgleich zu einem geringerem Volumenstrom oder Rohrlänge aber möglich, da für die Fußbodentemperatur nicht von der Heizwassertemperatur abhängt sondern von der Heizenergie die pro m² eingebracht wird.

Bei Pellett wäre auch höhere Temperaturen nicht so kritisch.

Andererseits wenn man sowieso über FBH nachdenkt sollte man über eine WP nachdenken, da gibts dann 2030 80% Ökostrom und man muss keine europäischen Urwälder abholzen, die Luft mit Feinstaub verpesten und das CO2 die nächsten 100 Jahre in der Atmosphäre haben (ja, der Baum muss erst wieder nachwachsen, bis dahin sind wir abgesoffen).

Zitat von SirSydom

Eine erhöhte Heizwassertemperatur wäre als Ausgleich zu einem geringerem Volumenstrom oder Rohrlänge aber möglich, da für die Fußbodentemperatur nicht von der Heizwassertemperatur abhängt sondern von der Heizenergie die pro m² eingebracht wird.

Bei Pellett wäre auch höhere Temperaturen nicht so kritisch.

technisch nicht, normativ und wegen der Behaglichkeit aber schon! Die maximal zulässige Oberflächentemperatur ist auf knapp unter 30 Grad C begrenzt, damit es nicht mehr die gefürchteten Krampfadern gibt, die wohl durch höhere Bodentemperaturen begünstigt wurden.

Zitat von Skeptiker

technisch nicht, normativ und wegen der Behaglichkeit aber schon!

die Bodenoberfläche wird ja eben nicht wärmer.

Die Heizleistung pro m² bestimmt sich ja im wesentlichen aus dem Delta K zwischen Raumluft und Bodenoberfläche (+Konvektion).

WIE diese Oberflächentemperatur erreicht wird, also ob 10l/s und 5K oder 5l/s und 10K (oder 2,5ls/s und 20K) sollte keine Rolle spielen.

Klar ist, Estrich und Rohr müssen das abkönnen.

Zitat von SirSydom

da für die Fußbodentemperatur nicht von der Heizwassertemperatur abhängt sondern von der Heizenergie die pro m² eingebracht wird.

Jaein. Hättest Du geschrieben "nicht nur von der Heizwassertemperatur abhängt", dann würde ich Dir sofort zustimmen.

Woraus ergibt sich die Heiz"energie"?

Wenn ich eine FBH mit einem definierten Aufbau (Schichten, VA) habe, dann erhöht sich der Wärmestrom mit steigender Temperaturdifferenz (mittlere Heizwassertemperatur zu Raumtemperatur, also Heizwasserübertemperatur) und an den Schichten erhöht sich die Oberflächentemperatur. Variiere ich nun den Schichtenaufbau oder den VA, dann kann man damit die Oberflächentemperatur wieder absenken, irgendwann schlägt dann eine erhöhte Welligkeit des Temperaturverlaufs auf der Oberfläche zu. Variiere ich den Volumenstrom dann hebe oder senke ich die mittlere Heizwassertemperatur, bei konstantem Aufbau und VA (und Volumenstrom).

Ich kann die Leistung somit an mehreren Stellschrauben beeinflussen, ist die FBH einmal gebaut, dann kann ich am Aufbau und VA nichts mehr drehen. Ich kann dann an sich nur noch den Volumenstrom erhöhen oder halt die Vorlauftemperatur. Beides erhöht die Oberflächentemperatur, denn nur so steigt auch der Wärmestrom in den Raum. Beim Volumenstrom kann ich halt nur in Grenzen variieren, da irgendwann Strömungsgeräusche entstehen, Druckverluste deutlich ansteigen, und die mittl. Heizwassertemperatur kann niemals höher sein als die Vorlauftemperatur. Bei der Vorlauftemperatur stellen max. zulässige Oberflächentemperatur bzw. Komfort die Grenzen dar.

An sich wollte ich aber nur darauf hinaus, dass man zuerst die Heizlast berechnen muss, denn es wäre ja theoretisch möglich, dass diese so hoch ist, dass man sie durch eine FBH nicht sinnvoll abdecken kann.

Zitat von Flue78

Möglicherweise ist man mit der Fußbodenheizung in x Jahren handlungsfähiger, falls....

Heizflächen die mit niedrigen Heizwassertemperaturen arbeiten sind in meinen Augen auf jeden Fall sinnvoll. Gerade bei so einem großen Raum mit entsprechender Raumhöhe liefert eine FBH einfach mehr Komfort. Dadurch kann man auch die Raumtemperatur etwas absenken, ohne dass es zu einem spürbaren Komfortverlust kommt.

Heizkörper liefern einen beträchtlichen Anteil ihrer Wärme durch Erwärmung der umgebenden Luft, wobei das zu Konvektion führt. Die Warmluft steigt also nach oben und kommt erst langsam wieder runter in den Bereich in dem sich Personen aufhalten. Eine Deckenheizung bei 4m Höhe würde ich nicht empfehlen, dafür bräuchte es hohe Temperaturen an der Decke um eine spürbare Strahlungswärme zu erzeugen (Das Thema IR und Details dazu erspare ich mir jetzt).

Wie wurden die 4.000W Heizlast ermittelt?

Für 100W/m² Wärmestrom brauchst Du bei 21°C Raumtemperatur eine Oberflächentemperatur von etwa 30-31°C. Das ist schon scharf an der Grenze der nach EN1264 zulässigen +9K bzw. 29°C

Bei 5K Spreizung kannst Du bei einem FBH Rohr von 16x2 (<0,5m/s) ca. 1.000Wh an Energie in den Raum bringen. Für Deinen Zweck bräuchtest Du somit 4 Kreise.

Da würde ich empfehlen mit spitzer Feder zu rechnen und zu optimieren, denn das wird sportlich. Evtl. wurden die 4kW nur geschätzt und man kann da noch etwas genauer rechnen. Eine spez. Heizlast von knapp über 100W/m² ist nicht die beste Voraussetzung für eine FBH.

Zitat von Flue78

Die Pelletheizung stellt wahrscheinlich nur eine Zwischenlösung dar, bis die Energiewende dann mal vollzogen ist. Aber wann das der Fall sein wird, steht doch in den Sternen.

Das verstehe ich so nicht. Schon vor 15 Jahren konnte man sich für die persönliche Energiewende entscheiden und seither mit einer effizienten Wärmepumpe arbeiten - mit relativ preisstabilem elektrischem Strom und um den Faktor 4,0 - 4,5 oder noch mehr gegenüber dem Markt gehebelt. Worauf willst Du jetzt noch warten?

genau, mach' es zu deinem Projekt (TM).

WP, PV aufs Dach, und keinen Dreck mehr in die Atmosphäre blasen...

Ich hab hier gerade trotz Schneetreiben 1000W von der PV, das deckt 2/3 der aktuellen elektr. Leistung der WP. (zugegeben, nur wenige Stunden).

Zitat von SirSydom

genau, mach' es zu deinem Projekt (TM).

WP, PV aufs Dach, und keinen Dreck mehr in die Atmosphäre blasen...

Da wir auf unserem em Dach lieber Radieschen und vor allem Tomaten ernten, kommt bei uns der echte (tm) Ökostrom von weiter weg, aber wir heizen seit fast einem Jahrzehnt für rd. 5 € / m2 x Jahr. Und die Erhöhung der Strompreise haben uns relativ wenig berührt, da unser Lieferant die Preissteigerungen nur moderat an seine Bestandskunden (Genossen einer Genossenschaft!) weitergibt. Gas und Öl interessieren uns eh schon länger nicht mehr.

Zitat von Flue78

Wie die Heizlast ermittelt wurden, weiß ich nicht - sind alte (handschriftliche!) Notizen, die ich in den Planungsunterlagen gefunden habe.

Vermutlich Pi * Daumen, da nehmen wir mal 100W/m² oder so ähnlich. Das war früher durchaus gängige Praxis.