Wandheizung

Kunststoff-Aluminiumrohr mit Lehm verputzt

Die Wandheizung gehört zur Familie der Flächenheizungen und sorgt für die Erwärmung eines Raumes durch Wärmeabgabe der Wände mit einem relativ hohen Strahlungsanteil.

Geschichte

Bereits die Römer nutzten das Prinzip der kombinierten Fußboden- und Wandheizung im Hypokaustum: Hohlräume im Fußboden bzw. in den Wänden wurde durch Abgase und/oder warme Luft beheizt.^[1] Erste Warmwasser-Wandheizungen wurden um 1910 in England ausgeführt. Die erste Standard-Wandheizung unter der Marke SERA-Wandheizung wurde 1979 angeboten.

Systeme ^[2]

Außenwand-(innenseitige)Wandheizung/-kühlung

Das System wird im Putz oder als Trockenbausystem verlegt, bei Massivmauerwerk meist mit Wärmedämm-Zwischenschicht. Es wird vorzugsweise ausschließlich im Niedertemperaturbereich betrieben. Diese Anordnung gilt als physiologisch günstig.

Innenwand-Wandheizung/-kühlung

Das System wird im Putz oder als Trockenbausystem verlegt und gestattet beliebige, im Heizbetrieb auch hohe Betriebstemperaturen. Bei Gips- bzw. Lehmputzen sollte die Vorlauftemperatur 50°C jedoch nicht überschreiten.

Bauteilheizung

Bei der Bauteilheizung/-kühlung wird ein massives Bauteil durch ein integriertes Heizsystem komplett temperiert und funktioniert als Wärmeenergiespeicher.

Leitungen

Diese Systeme werden auf die Wand aufgebracht, müssen anschließend in Putz eingebettet werden. die Dicke der Putzüberdeckung über Rohrscheitel beträgt ca. 1 cm. Verkleidung mit keramischen Kacheln, Fliesen, Marmor oder anderen Steinen ist möglich. Als Putze eignen sich Kalk-, Lehm- oder Silikat- weniger Zementputze, da sie zu starr sind und der Wärmeausdehnung der Heizrohre nicht genügend nachgeben. Beim Verputzen wird über den Heizrohren meist ein Armierungsgewebe aus Glasfaser oder Jute eingearbeitet. Die Putzstärke beträgt dann insgesamt 30 bis 35 mm.

Warmwasserheizung

Diese Art Wandheizungen sind eine Weiterentwicklung der Fußbodenheizung, wobei der Estrich durch eine dicke Putzschicht ersetzt wird. Auf einer Wand werden Rohre oder auch Kapillarrohrmatten aufgebracht. Nach der Rohranordnung unterscheidet man Registersysteme, bei denen zwischen Vorlauf- und Rücklaufrohr Registerrohre angebracht sind, ihr Vorteil ist z.B. ihre kurze Ansprechzeit, sowie Endlosrohrsysteme, wie in der Fußbodenheiztechnik üblich, die eher kostengünstig sind. Dabei sollten Vorlauf und Rücklauf möglichst parallel geführt werden, weil dann wärmeres und kälteres Wasser dicht nebeneinander fließen und sich die durchschnittliche Temperatur des Wassers somit gleichmäßig auf die gesamte Fläche der Wand verteilt. Das Wasser wird durch eine Umwälzpumpe transportiert. Als Rohrmaterial dienen Kupfer oder Metallverbund - gängig sind 12 bis 16 mm Durchmesser - oder Kunststoff. Für Registersysteme sind auch kleinere Rohrdurchmesser möglich bzw. üblich. Es werden vormontierte oder standardisierte Elemente angeboten, die nur noch an der Wand befestigt und miteinander verbunden werden müssen. Der Abstand der Rohre liegt zwischen 5 und 20 cm. Wandheizungen werden in Innen- und Außenwände integriert. Dies geschieht als

• Nasssystem

• bauseits durch Einputzen (auch nachträglich),
• Verlegung in Schienen, die auf der Wand befestigt werden,

• Trockensystem^[3]

• durch Aufbringen von Verlegeplatten (Wandheizung im Trockenbau)
• aus Polystyrol-Hartschaum mit Wärmeleitlamellen, integriertem Kunststoffrohr und einer Abdeckung mit Gipskarton bzw.
• Lehmbauplatten oder Trockenbauplatten mit integriertem Rohrsystem sowie

• im Fertighausbau schon ab Werk.

Elektroheizung

Zur elektrischen Wandheizung wird ein Widerstandsdraht z.B. aus Konstantan auf die Wand aufgebracht, durch den dann elektrischer Strom geleitet wird, der den Draht erwärmt. Dazu sind Matten unterschiedlicher Größe und Heizleistung im Handel.

Hohlräume

Luft

Nach dem Prinzip des römischen Hypokaustum wird erwärmte Luft durch Hohlräume in der Wand geleitet. Die eingeschlossene Luft wird unten erwärmt, steigt auf und gibt dabei ihre Wärme an die Wand ab, um dann wieder abzusinken und erneut erwärmt zu werden - eine Art Kreislauf (kann auch durch Ventilatoren unterstützt werden).

Abgase

Hinter der zu beheizenden Wand verlaufen meist liegende Züge eines Kachelofens. Dieser kann außerhalb beheizt werden, um Staub und Asche fern zu halten - oder ist auch in den Raum integriert.

Technische Details

Voraussetzungen

Außenwände müssen eine genügende Wärmedämmung aufweisen. Bei schlecht gedämmten Außenwänden sind die Transmissionsverluste hoch, sodass mit hohen Energiekosten zu rechnen ist. Als Richtschnur gilt ein U-Wert (früher k-Wert) von < 0,35 W/m²K, bei Altbauten gibt man sich schon mit < 0,5 W/m²K zufrieden. Unter bestimmten Voraussetzungen lässt sich z. B. bei Altbauten, Fachwerkhäusern, etc., eine Wärmedämmung nachträglich innen aufbringen, wenn die Konstruktion diffusionsoffen gestaltet wird. Eine Anbringung der Wandheizung an Innenwänden ist energetisch, an Außenwandinnenseiten physiologisch vorteilhalfter.

Heizleistung

Werden Mehrschichtverbundrohre von 16 mm Durchmesser im Abstand von 10 cm verlegt und in 30 bis 35 mm Putz eingebettet, so liegt die Heizleistung bei etwa 85 W/m², wenn die Vorlauftemperatur 35 °C beträgt; dabei enthält 1 m² dieses Systems ca. 1 Liter Wasser. Im Allgemeinen muss man immer die Heizgrenzkurve in Betracht ziehen. Bei einer Wandheizung liegt die Heizgrenzkurve bei ca. 160 W/m². Die Heizgrenzkurve bei der Wandheizung wird nach folgenden Vorgaben ermittelt: Wärmeübergangskoeffizient 8 W/m²K X max. Wandübertemperatur bei 40 °C physikalischer Grenztemperatur

Beispiel einer Auslegungswärmestromdichte: Wärmeübergangskoeffizient 8 W/m²K und eine Wandübertemperatur von ca. 8 °C bei 35 °C Vorlauftemperatur und 20 °C Raumtemperatur in einem Nasssystem ergibt eine Wärmestromdichte von ca. 66 W/m².

Planung

Wandheizung an einer Außenwand

Wandheizungen werden entsprechend der Heizwärmebedarfsberechnung geplant. Allgemein geht man dabei von folgenden Annahmen aus:

• Vorlauftemperatur maximal 50 °C (bei heiß eingeputztem Lehmputz auch höher),
• Raumtemperatur 20 °C für normale Räume und 24 °C für Badezimmer,
• die Oberflächentemperatur der Wände sollte die physiologische Grenze von ca. 40 °C keinesfalls überschreiten,
• die Außentemperatur ist abhängig vom jeweiligen Standort z. B. Berlin -14 °C.

Energieeffizienz bei Außenwandheizungen

Die erhöhte Wandtemperatur an Außenwänden sorgt für erheblich mehr Energieverluste, und das unabhängig vom Wärmedämmwert (U-Wert) der Außenwand.

Beispiel:

• Außentemperatur 0 °C
• Innenwandtemperatur ohne Wandheizung 20 °C
• Innenwandtemperatur mit Wandheizung 25 °C

Da der Wärmeabfluss direkt vom Temperaturunterschied zwischen außen und innen abhängt, wird der Wärmeverlust für die Alternative mit Wandheizung regelmäßig höher sein. Auch der durch die erhöhte Wandtrocknung bessere Wärmedämmwert (U-Wert) kann dies nicht ausgleichen.

Die Wandheizung erfordert eine genaue Planung. Wichtig dabei sind die entsprechenden Stellflächen für Möbel etc., um in den entsprechenden Jahreszeiten den Wärmebedarf des Raumes abdecken zu können. Verstellen von Heizflächen macht das System träger (wie z.B. Teppich auf Fußbodenheizung). Außenwand-Anordnungen sind in dieser Hinsicht weniger empfindlich. Die Lage der Rohre sollte dokumentiert – Foto mit Metermaß – werden; denn eine Beschädigung der Rohre durch z.B. einen Bildernagel kann zu Wasserschäden führen. Zur nachträglichen Feststellung gibt es auch temperaturabhängig farbverändernde Folien, Metallsucher, etc. mit denen durch einfaches Auflegen auf die Wand die Rohrlage kontrolliert werden kann.

Behaglichkeit

(s. a.: Thermische Behaglichkeit) Wandheizungen geben ihre Wärme mit einem relativ hohen Strahlungsanteil ab. Dadurch entsteht ein angenehmes Raumklima und geringe Staubverwirbelung. Durch subjektiv empfundenes Wärmegefühl bei objektiv etwas niedrigeren Raumtemperaturen sind Energieeinsparungen möglich (im Vergleich geringere Vorlauftemperatur). Bei einer Oberflächentemperatur der Wand von 24 bis 29 °C wird die Strahlungswärme als angenehm empfunden. Generell gilt: Je geringer die Differenz zwischen der durchschnittlichen Raumtemperatur und der Oberflächentemperatur einer nichtbeheizten Außenwand, desto behaglicher fühlt man sich in diesem Raum. Bei gleicher Oberflächentemperatur wird eine Abstrahlung der Wand als angenehmer empfunden als die einer Fußbodenheizung.^[4]

Weblinks

• Bundesverband Flächenheizungen und Flächenkühlungen e.V. - BVF

Einzelnachweise

1. ↑ Hans Schiebold:Heizung und Wassererwärmung in römischen Thermen: Historische Entwicklung- Nachfolgesysteme- Neuzeitliche Betrachtungen und Untersuchungen, 2010, ISBN 3839113989, Seite 64 u.a.
2. ↑ Thomas Löther: Untersuchungen zur Temperierung historischer Gebäude, GRIN Verlag, 2008, ISBN 363892873X, Seite 8
3. ↑ Deutsche Bauzeitschrift, 2006, Kapitel: Trockenbau-Wandheizungssysteme
4. ↑ Daniela Trauthwein, Melanie Goldmann, Kerstin Volkenant, Peter K. Wolff:Gesund bauen und wohnen, Daniela Trauthwein, Verlag Haufe-Lexware, ISBN 3448087912, Seite 147