Fußbodenheizungen werden in unseren Häusern immer häufiger eingesetzt. Die Fußbodenheizung erfolgt mittels Warmwasserbereitung, Verlegen von Rohren im Estrich oder Strom – verschiedene Heizelemente, die Strom in Wärme umwandeln. Der Einbau eines wasserbeheizten Fußbodens ist nicht immer möglich – in Altbauwohnungen ist eine Genehmigung dafür nicht zu bekommen. Einfacher geht es mit einer Elektroheizung – auch für alte Böden gibt es eine Option, die eine minimale Belastung bietet. Damit das Haus jedoch warm ist, muss zunächst die elektrische Fußbodenheizung berechnet werden. Dann sind die Kosten für die Anlage optimal und die Leistung reicht auch für die kältesten Jahreszeiten.
Berechnungsmethoden
Zunächst müssen Sie entscheiden, ob Ihre Fußbodenheizung Ihre Hauptheizung (ohne Heizkörper oder andere Wärmequellen) oder zusätzlich (zur Erhöhung des Komforts) sein soll. Abhängig davon ändert sich die Berechnung der elektrischen Fußbodenheizung. Handelt es sich bei der Fußbodenheizung lediglich um eine Zusatzheizung, ist die einzige Voraussetzung, dass die Leistung ausreichen muss, um den Boden auf angenehme 28,5-29°C zu erwärmen. Es gibt keine weiteren Anforderungen. In dieser Situation können Sie gerne Durchschnittswerte verwenden, die empirisch ermittelt wurden (in der Tabelle unten). Beim Einsatz einer Fußbodenheizung als Hauptheizung ist die Vorgehensweise anders: Es sollte genügend Wärme vorhanden sein, um den Wärmeverlust auszugleichen. Hier ist alles etwas komplizierter – Berechnungen sind erforderlich.
Berechnung der elektrischen Fußbodenheizung anhand des Wärmeverlusts
Es gibt zwei Möglichkeiten, eine elektrische Fußbodenheizung zu berechnen. Das erste ist die genaue Berechnung. Bei dieser Technik wird zunächst der Wärmeverlust des Raumes ermittelt. Dabei werden die Region berücksichtigt, in der sich das Gebäude befindet, das Material und die Dicke der Wände, die Dicke und Art der Isolierung, die Größe der Fenster und die Art der Verglasung, das Vorhandensein und die Fläche der Wände zur Straße hin Ausrichtung des Raumes (Süden, Norden usw.). Alle diese Faktoren beeinflussen die Wärmemenge, die den Raum verlässt und nachgefüllt werden muss.
Der Wärmeverlust für jeden Baustofftyp ist in der Fachliteratur zu finden, es gibt eigene Methoden. Diese Berechnung ist eine mühsame Aufgabe, ermöglicht es Ihnen jedoch, genaue Daten zu erhalten. Dies ist für den Fall, dass Sie sich selbst zählen möchten. Wenn nicht, können Sie bei Spezialisten eine wärmetechnische Berechnung in Auftrag geben. Und wenn große Flächen für eine Fußbodenheizung geplant sind, ist es besser, diese zu bestellen. Manchmal sind selbst ermittelte Wärmeverluste um ein Vielfaches höher als die, die Ihnen Spezialisten nennen. Und überschüssiger Strom ist Geldverschwendung.
Der resultierende Wert ist die Leistung der elektrischen Fußbodenheizung, die erforderlich ist, um den Wärmeverlust eines bestimmten Raums auszugleichen. Die gesamte Berechnung einer elektrischen Fußbodenheizung besteht darin, Heizelemente in einer solchen Menge und Leistung auszuwählen, dass sie gemeinsam die erforderliche Wärmemenge erzeugen (möglicherweise mit einem geringen Spielraum). Wenn es sich um Heizkabel handelt, müssen Sie ein Verlegeschema entwickeln, damit die gesamte erforderliche Kabellänge in einem bestimmten Bereich untergebracht werden kann. Wenn Sie sich für die Verwendung einer Folienfußbodenheizung entscheiden, müssen Sie nach einer Folie mit der erforderlichen Leistung suchen. Beachten Sie in jedem Fall, dass der Abstand zwischen benachbarten Heizelementen nicht mehr als 30 cm betragen sollte, um zu vermeiden, dass Sie mit Ihren Füßen kalte und heiße Heizstellen spüren. Und für eine normale Wärmeverteilung (nicht in Streifen) die Mindesthöhe Die Dicke des Estrichs sollte 3 cm betragen, besser etwa 5 cm.
Beachten Sie! Elektrische Fußbodenheizungen werden nur in den Bereichen verlegt, in denen sich keine Möbel und großen Haushaltsgeräte befinden. Dies liegt daran, dass die Heizelemente einer Fußbodenheizung in den meisten Fällen keine Überhitzung vertragen (mit Ausnahme eines selbstregulierenden Heizkabels). Daher beginnt die Berechnung einer elektrischen Fußbodenheizung mit der Platzierung von Möbeln und Geräten auf dem Raumplan (maßstabsgetreu). Nachdem Sie die Fläche ermittelt haben, die nicht von der Einrichtung eingenommen wird, können Sie mit der Berechnung beginnen. Ein weiterer wichtiger Punkt: Wenn ein warmer Boden die Hauptwärmequelle ist, sollte die beheizte Fläche nicht weniger als 70 % der Gesamtfläche des Raumes ausmachen.
Ermittlung der benötigten Leistung je nach Zweck des Raumes
Die zweite Möglichkeit besteht darin, anhand durchschnittlicher statistischer Daten zu zählen. Die Menge der beim Bau von Wohngebäuden verwendeten Materialien ist begrenzt. Daraus konnten durchschnittliche Werte für die erforderliche Fußbodenheizungsleistung zur Beheizung von Räumen für verschiedene Zwecke abgeleitet werden. (siehe Tabelle).
| Art der Heizung | Name der Immobilie | Erforderliche Leistung |
|---|---|---|
| Zusätzliche Heizung | Küche, Wohnzimmer im Erdgeschoss | 140-150 W/m2 |
| Zusätzliche Heizung | Küche, Wohnzimmer im zweiten Stock und darüber | 120-130 W/m2 |
| Zusätzliche Heizung | Badezimmer | 140-150 W/m2 |
| Zusätzliche Heizung | Balkon, Loggia | 180 W/m2 |
| Hauptheizung | Alle Räumlichkeiten, unabhängig vom Zweck | 180 W/m2 |
Bei der Berechnung einer elektrischen Fußbodenheizung wird die gefundene unbelegte Fläche mit der aus der Tabelle entnommenen Norm multipliziert. Sie erhalten die Zahl, die eine elektrische Fußbodenheizung erzeugen kann. Im Prinzip handelt es sich hierbei auch um den maximalen Stromverbrauch, der für eine Fußbodenheizung erforderlich ist.
Wenn beispielsweise 10 Quadratmeter in einem Wohnzimmer im ersten Stock beheizt werden, dann kann das Heizelement 140 W/m2 * 10 m2 = 1400 W abgeben/verbrauchen. Dies ist der Stromverbrauch pro Stunde. Hab keine Angst. In der Realität kann ein solcher Durchfluss nur unmittelbar nach dem Einschalten erfolgen, bis der Boden die eingestellte Temperatur erreicht. Während dieser Zeit sind die Heizungen kontinuierlich in Betrieb. Anschließend wird die Heizung über einen Thermostat ein- und ausgeschaltet, der die eingestellte Temperatur mit einer Genauigkeit von 1 °C aufrechterhält. Wie viel Strom in diesem Zeitraum verbraucht wird, hängt vom Wetter (je kälter, desto häufiger wird eingeschaltet) und vom Grad der Isolierung des Bodens und des gesamten Raums ab.
Was kann die Wärmeübertragung beeinflussen?
Wie gut die Fußbodenheizung funktioniert, hängt nicht nur von der Leistung der Heizelemente ab, sondern auch davon, wie gut der gesamte „Kuchen“ gestaltet und hergestellt ist und wie gut die Materialien ausgewählt sind.
Beschichtung
Die Wärmeübertragung wird zunächst durch die Beschichtung beeinflusst, die auf den Heizelementen angebracht ist. Wenn beispielsweise ein Widerstands- oder selbstregulierendes Kabel, daraus hergestellte Matten oder ein Infrarot-Stabboden zum Heizen verwendet werden, werden diese meist in einen Estrich gegossen. In diesem Fall werden spezielle Mischungen für Fußbodenheizungen verwendet. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, einem Standard-Zement-Sand-Mörtel Zusätze hinzuzufügen, die die Wärmeleitfähigkeit von Beton erhöhen. Die zweite Option ist günstiger, allerdings müssen Sie sich über die notwendigen Zusatzstoffe informieren. Aber Sie können Geld sparen.
Anschließend werden Keramikfliesen auf den Estrich gelegt – im Bad, Flur, in der Küche. In Wohnräumen werden häufiger Laminat, Linoleum und Teppich verwendet.
Unabhängig davon, welche Art von Bodenbelag Sie kaufen möchten, sollten Sie nur Materialien verwenden, die für die Verlegung auf Fußbodenheizungen vorgesehen sind. Sie haben eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit und können längerer Erwärmung standhalten. Der erhöhte Preis ist also gerechtfertigt und die Heizung wird effizienter.
Der schlechteste Abschlussbelag für eine Fußbodenheizung ist Teppich. Auch wenn es etwas Besonderes ist, leitet es die Wärme schlechter als alle anderen. Um es auf akzeptable 28–29 °C zu erhitzen, müssen Sie die Temperatur der Heizelemente um 4–5 °C stärker erhöhen als bei anderen Veredelungsarten.
Die beste Wahl sind Keramikfliesen oder Feinsteinzeug. Sie haben eine gute Wärmeleitfähigkeit, aber auch eine hohe Wärmekapazität – das Aufwärmen dauert lange. Für die Verlegung von Fliesen und Fußbodenheizungen ist ein spezieller Kleber erforderlich.
Bei der Verwendung von Heizkabeln (beliebig) oder einer Stab-Fußbodenheizung ist die Verlegetechnik dieselbe. Zuerst wird der Estrich gegossen, der Beton gewinnt innerhalb von 28 Tagen an Festigkeit, dann werden die Fliesen verlegt. Bei der Verwendung von Heizkabelmatten ändert sich der Prozess, und zwar ganz wesentlich: Die Fliesen können direkt auf die Matten auf der erforderlichen Kleberschicht verlegt werden. In diesem Fall ist der Leimverbrauch hoch (die Mindestschicht aus Fliesen + Leim beträgt 3 cm), aber der Zeitaufwand ist viel geringer.
Filmheizböden können ohne Estrich hergestellt werden. Es wird unter das Laminat gelegt. Auf die Folie wird lediglich eine spezielle Unterlage (für Fußbodenheizung) ausgebreitet und schon kann das Laminat verlegt werden. Unter Linoleum oder demselben Teppich bilden sie eine starre Unterlage – sie legen Sperrholz-, Spanplatten- oder OSB-Platten und tragen dann die Endbeschichtung darauf auf. Ein solcher Einbau einer elektrischen Fußbodenheizung – ohne Estrich – ist nur möglich, wenn eine Radiatorheizung vorhanden ist. Alles ist schnell installiert, aber die Heizung ist wirkungslos – eine gute Wärmeübertragung ist auf keinen Fall zu erreichen.
Wärmedämmung
Je besser der Boden unter Elektroheizungen isoliert ist, desto weniger Strom wird zur Aufrechterhaltung normaler Temperaturen benötigt. Wenn der Boden bereits beim Bau ausreichend gedämmt wurde, darf auf den Einbau einer Dämmung verzichtet werden. Allerdings weist jedes System – egal ob Sie einen Kabel- oder Folienboden verlegen – auf die Notwendigkeit hin, einen wärmeisolierenden Untergrund zu verwenden. Sie sind in verschiedenen Systemen unterschiedlich, aber ihre Anwesenheit ist wünschenswert. Bei der Berechnung einer elektrischen Fußbodenheizung anhand durchschnittlicher statistischer Daten können Sie dann die erforderliche Leistung am unteren Rand oder sogar etwas niedriger annehmen. Und das bedeutet Geldeinsparungen sowohl bei der Installation als auch im Betrieb (weniger Wärme wird für die Nicht-Zielheizung aufgewendet).
Ein wenig über Wärmedämmstoffe, die für die Verlegung von Fußbodenheizungen empfohlen werden. Am optimalsten ist extrudierter Polystyrolschaum (EPS). Es hat eine ausreichende Dichte und Festigkeit, um dem Druck des Estrichs und allem, was sich darauf befindet, standzuhalten. Die zweite Möglichkeit ist eine hochdichte gespritzte Wärmedämmung. Die Methode ist noch besser, aber auch noch teurer. Die für den Estrich erforderliche Dichte ist hoch, 60-80 kg/Kubikmeter, und eine solche gespritzte Wärmedämmung kostet sogar mehr als EPS. Es hat zwar die besten Eigenschaften für heute (die Wärmeleitfähigkeit liegt je nach Hersteller fast bei 0,2-0,3 von Luft).
Bei der Verlegung elektrisch beheizter Fußböden empfiehlt sich häufig die Verwendung einer Wärmedämmung mit Folienoberfläche. Dafür spricht, dass die Folie Wärmestrahlen in den Raum reflektiert. So funktioniert es, allerdings mit einem Luftspalt zwischen Heizung und Folie (mindestens 3 cm). Es gibt und darf keine Luftspalte in der Fußbodenheizung geben. Das Verlegen dieses Materials ist also reine Geld- und Zeitverschwendung. Es gibt noch ein weiteres Argument gegen das Verlegen einer Folienschicht unter einem warmen Boden. Die Folie im Beton zerfällt nach einigen Wochen zu Staub und wird völlig unbrauchbar. In diesem Zustand können sie die Wärme nicht einmal gleichmäßiger verteilen.
Thermostate und Sensoren
Der elektrische Fußbodenheizkreis erfordert das Vorhandensein eines Thermostats und eines Temperatursensors. Ihre Anwesenheit ist nicht erforderlich – Sie können die Heizungen manuell ein- und ausschalten. Aber nur zusammen mit diesen Geräten funktioniert das System über einen langen Zeitraum normal, bietet den erforderlichen Komfort, nutzt Strom sparsam und vermeidet Überhitzung. Das Vorhandensein oder Fehlen eines Thermostats mit Sensor hat keinen Einfluss auf die Berechnung einer elektrischen Fußbodenheizung, hat jedoch einen sehr starken Einfluss auf die Lebensdauer. Wie bereits erwähnt, haben die allermeisten Heizelemente Angst vor einer Überhitzung, die sich mit manueller Steuerung nur sehr schwer vermeiden lässt. Wenn Sie es ein paar Mal nicht rechtzeitig ausschalten, schmelzen die Kabel/Folien/Matten.