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Die Erfindung betrifft Mediumleitungen zur Verwendung in einer Betonstruktur, insbesondere einer Betonwand, Betondecke oder einem Boden mit Estrich, eine Betonstruktur, insbesondere einer Betonwand, Betondecke oder einem Boden mit Estrich mit Mediumleitungen, ein Verfahren zur Herstellung einer Betonstruktur, insbesondere einer Betonwand oder Betondecke mit Mediumleitungen und ein Verfahren zur Herstellung einer Betonstruktur, insbesondere eines Bodens mit Estrich mit Mediumleitungen, mit einem Verfahren hergestellte Betonstruktur, insbesondere eine Betondecke oder Betonwand und mit einem Verfahren hergestellte Betonstruktur, insbesondere ein Boden mit Estrich.
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Entsprechende Gegenstände sind aus dem Stand der Technik zahlreich bekannt. Flächenheiz- oder Kühlsysteme für Betonstrukturen bzw. Betonstrukturen mit Flächenheiz- oder Kühlsystemen sind beispielsweise Beton-Kernaktivierungs- bzw. Beton-Kerntemperierungssysteme oder eine Standardfußbodenheizung.
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Bei diesen Systemen werden die Wärme abgebenden oder aufnehmenden Rohrleitungen in eine erhebliche Masse eingebettet. Dies führt dazu, dass die gesamte Masse, die die Mediumleitungen umgibt, mit erwärmt oder gekühlt werden muss. Als Folge daraus ergibt sich eine Trägheit, die wesentlich von der Masse abhängig ist. Dies kann einerseits erwünscht sein, um damit Schwankungen in den Nutzerbereichen bewusst auszugleichen, andererseits kann sich dies aber auch negativ auswirken, wenn sich zum Beispiel die Anforderungen in den zu nutzenden Räumen schnell ändern können und darauf reagiert werden soll.
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Besonders träge reagiert beispielsweise die Beton-Kern-Aktivierung, meistens mit BKT abgekürzt. Für solche Systeme werden Rohrleitungen in die Mitte der Decke, zwischen Ober- und Unterarmierung gelegt und mit einbetoniert. Das durchfließende Heiz- oder Kühlmedium erwärmt oder kühlt zunächst den anhaftenden Beton ringförmig, ausgehend von den Oberflächen der Rohleitungen. Dadurch ändert sich je nach Mediumtemperatur zunächst die Temperatur des umgebenden Betons, die eine Wärmestrahlung innerhalb der Decke auslöst und aufgrund des Produkts aus Masse mal Wärmekapazität des Betons stark verzögert an den Oberflächen der Teile ebenfalls zu einer Temperaturveränderung führt.
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Analog verhalten sich Fußbodenheizungssysteme, wobei die Trägheiten geringer sind und im Wesentlichen durch die Masse des Estrichs in Verbindung mit der Wärmekapazität des Estrichs statt des Betons der Decke bestimmt wird. Je nach Estrichstärke ergibt sich hier auch eine mehr oder minder starke Trägheit.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, solche Vorrichtungen aus dem Stand der Technik zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird nach einem ersten Aspekt der Erfindung durch Mediumleitung zur Verwendung in einer Betonstruktur, insbesondere einer Betonwand, Betondecke oder einem Boden mit Estrich gelöst, wobei die Mediumleitung von einer Seite, vorzugsweise von bis zu drei Seiten, mit einer Wärmedämmung ummantelt ist. Unter Mediumleitungen sind dabei sämtliche Vorrichtungen zu verstehen, die geeignet sind ein Heiz- oder Kühlmedium zu führen. Die Ummantelung hat den Vorteil, dass die Abstrahlrichtung der Wärme beschränkt wird, und somit eine geringere Erwärmung des Umgebungsmaterials in einer bis drei Raumrichtungen erfolgt. Durch die Einbindung von oberflächennahen Heiz- bzw. Kühlflächen nach diesem Verfahren werden die Rohrleitungen dreiseitig mit Beton umgeben. Das hat wiederum den Nachteil, dass auch hier Wärme in den Beton fließen wird. Aufgrund der Anordnung wird das zwar weniger als bei einer kompletten Umhüllung sein, dennoch ist es wünschenswert, dass auch dieser Wärmetransport unterbunden bzw. minimiert wird. Dadurch wird der Anteil, der in den Beton strahlt, verringert. Der Wärmetransport geht damit überwiegend durch die zur Raumluft zeigenden Fläche. Als Folge daraus kann unter anderem auch nach der Eingangsgleichung die Temperaturdifferenz vom Strömungsmedium zur Raumluft verkleinert werden, je nachdem, wie groß der aktive, das heißt strahlende Flächenanteil gegenüber der Raumluft ist und wie hoch die Heiz- oder Kühllast in dem Gebäude ist.
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Eine dreiseitige Wärmedämmung würde sich auf jeden Fall hinsichtlich schnellerer Reaktionen in der Aufheizung/Kühlung positiv bemerkbar machen und die Effizienz des Systems verbessern. Gleichzeitig wäre auch darauf zu achten, dass die Dämmung möglichst den Abstand der Oberfläche von der statisch tragenden Ebene zur Oberfläche gegen Raumluft nicht oder nur minimal vergrößert, weil sich ansonsten die Deckenstärke weiter vergrößern würde, was zahlreiche negative Auswirkungen hätte unter anderem eine Zunahme der Betonmasse und damit Gewichtszunahme etc. Zusammenfassend wäre es wichtig, diese gewünschte thermische Entkopplung mit einer möglichst hochwirksamen Wärmedämmung auszuführen um die Zunahme der Deckenstärke zu minimieren.
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Vorteilhafterweise besteht die Wärmedämmung aus PUR-Schaum oder ist eine Nano-Gel-Dämmung. Mit beiden Dämmungen ist es möglich, die mediumführenden Rohrleitungen dreiseitig mit einer hochwirksamen Wärmedämmung, zu ummanteln.
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Von Vorteil ist, wenn eine Mediumleitung einen rechteckigen Querschnitt, insbesondere einen quadratischen Querschnitt, aufweist. Bei mehreren Mediumleitungen kann es sich um ein vorgefertigtes Kunststoffmattensystem handeln.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Betonstruktur, insbesondere Betonwand, Betondecke oder Boden mit Estrich mit Mediumleitungen, wobei die Mediumleitungen auf einer einem Raum zugewandten Oberfläche der Betonstruktur angeordnet sind.
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Mit einem solchen oberflächennahen System ist es möglich mit dem Flächenheiz- und/oder Kühlsystem schnell auf wechselnde Lastzustände einstellen zu können.
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Unter auf einer einem Raum zugewandten Oberfläche der Betonstruktur ist dabei die Anordnung direkt auf der Oberfläche der Betonstruktur, sodass die Mediumleitungen im unverputzten Zustand sichtbar sind als auch eine Anordnung in Oberflächennähe beispielsweise in den äußersten 10 cm, insbesondere 5 cm, insbesondere 3 cm der Betonstruktur zu verstehen. Unter einer Anordnung auf einer Oberfläche ist ebenfalls eine Anordnung auf der Betonstruktur zu verstehen, die noch mit einem Putz oder Spachtel überdeckt ist. Bei einer Verwendung des Heiz- und/oder Kühlsystems in Verbindung mit einem Fußboden kann beispielsweise bei oberflächennaher Anordnung der Mediumleitungen auf dem Fußboden mit Estrich noch eine Ausgleichsmasse oder ein Fließestrich bzw. eine lastverteilende Schicht oder ein Oberbodenbelag wie beispielsweise Fliesen angeordnet sein. Auch dies soll von der Formulierung Anordnung in Oberflächennähe oder auf der Oberfläche der Betonstruktur erfasst sein.
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Durch eine entsprechende Anordnung ist es möglich die Wärmeabgabe an den Raum gegenüber anderen Flächenheiz- und/oder Kühlsystemen zu verbessern und die Trägheit vieler bekannter Systeme wie Beton-Kernaktivierung bzw. Beton-Kerntemperierung und Standardfußbodenheizungen durch einen Oberflächennahen Einsatz der mit dem Heiz- und/oder Kühlmedium durchflossenen Rohrleitungen und Strömungskanäle weitgehend zu minimieren. Dabei soll das wärmeabgebende oder -aufnehmende System möglichst einfach in die aus Beton zu gießenden Decken oder Wände einzubringen sein. Dies gilt auch für das oberflächennahe Einsetzen der Mediumleitung in Fußböden. Des Weiteren sollen bauseitige Arbeiten wie das Auftragen von verstärkendem Putz oder Ähnlichem minimiert werden. Durch die Verwendung von großen Flächen in Verbindung mit dem oberflächennahen Einsatz können die erforderlichen Differenztemperaturen zur Heizung, nämlich über der Raumtemperatur und Kühlung, nämlich unter der Raumtemperatur von Räumen soweit als möglich reduziert werden und so ein Beitrag zur Energieeinsparung geleistet werden.
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Für die statische Wärmeabnahme gilt: Q = A × u × Δt
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Darin bedeuten:
- Q
- = die Wärmemenge, die an den Raum übertragen werden kann [W]
- A
- = die wärmeabstrahlenden Oberflächen [m2]
- u
- = Wärmedurchgangskoeffizient, vom Heizmedium bis zur Raumluft [W/m2K]
- Δt
- = Temperaturdifferenz zwischen Heizmedium und Raumlufttemperatur [K]
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Daraus folgt, dass damit die Temperaturdifferenz Δt (die Über- oder Untertemperatur gegenüber der Raumtemperatur) möglichst minimiert werden kann, müssen die beiden anderen Faktoren der Gleichung in der Multiplikation – bei einer gegebenen, konstanten Wärmeleistung (Q) -möglichst groß werden. Die Größe der wärmeabstrahlenden Oberflächen kann als festgelegt angesehen werden, da diese durch die Geometrie der Räume bestimmt wird. Hier kann bei der Verlegung einzelner Rohrleitungen nur der Abstand zwischen den Leitungen optimiert werden, damit es zu einer möglichst guten und verteilten Wärmeabstrahlung kommt.
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Ein Maximum würde sich ergeben, wenn die mit dem Heiz-/Kühlmittel durchflossene Fläche ebenso groß wäre, wie die wärmeabstrahlende Decken-, Wand-, Fußbodenoberfläche. Das würde im Grunde nur durch einen so genannten „Doppelmantel” erreicht, der aber schwer zu realisieren sein dürfte. Das gilt besonders bei großen Räumen, da der Hohlraum zwischen den tragenden Bauteilen und der Raumluft mit dem Heiz- bzw. Kühlmedium, zum Beispiel warmes oder kaltes Wasser, durchströmt werden muss. Eine derartige Konstruktion wird schon deshalb kaum realisierbar sein, weil Verbindungen mit den hinter den durchflossenen Kammern liegenden, tragenden Baukonstruktionen, zum Beispiel Betondecken oder Wände, nur mit großem Aufwand hergestellt werden könnten.
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Deshalb ist bei einem, mit realistischem Aufwand herzustellenden System, ein geringer Abstand zwischen den einzelnen Rohrleitungen anzustreben, statt regelrechte Doppelmäntel herzustellen. Strömungskammern dagegen, das heißt einzelne breite, flache Kanäle bzw. Kammern, zum Beispiel aus Kunststoff, die durch ein Heiz- und/oder Kühlmedium durchflossen werden, könnten hingegen ebenfalls nach dem im Folgenden beschriebenen System herstellt werden. Das hätte zum Beispiel für die Befestigung von Bauteilen wie Leuchten, Schildern, Werbeplakaten oder Ähnlichem an der Decke, den Vorteil, dass die durchflossenen Teile der Decken bzw. Wände einfacher zu lokalisieren sind als das bei den kleinen schmalen Kanälen oder Rohrleitungen, mit quadratischem oder runden Querschnitt der Fall wäre.
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So gibt es beispielsweise zahlreiche Rohrsysteme, die auf die Rohrdecke aufgebracht werden können, beispielsweise indem Rohrleitungen mit einem Durchmesser von ca. 10 mm an der Decke befestigt werden. Dazu werden zunächst Halteschienen bzw. Rohrclipse, die die Rohrleitungen an der Decke fixieren, befestigt. Danach sind die Rohrleitungen als solche zu verlegen. Ist die Rohinstallation abgeschlossen, werdend die Rohrleitungen eingeputzt. Der Vorteil eines solchen Systems liegt darin, dass an den Rohrleitungen durch den allseitig umgebenden Putz ein guter Wärmeübergang gegeben ist. Die Trägheit ist relativ gering, weil zwischen der Mediumleitung und der Raumluft nur noch ein kleiner Teil der Putzstärke liegt und die Umhüllung der Rohrleitungen durch den direkt anhaftenden Putz einen guten Wärmeübergang ergibt. Allerdings ist das Verfahren relativ aufwendig, weil hier stärker geputzt werden muss, als dass ohne Rohrleitungen der Fall wäre und der Putz gegenüber dem Standardputz Verstärkungen benötigt. Ein nicht nur unerheblicher Aufwand in der Verlegung der Leitungen in Verbindung mit einem aufwändigeren Putz sind hier die gravierenden Punkte, die die Kosten in die Höhe treiben.
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Alternativ können die Mediumleitungen einfach die aus Beton zu gießenden Decken oder Wände oberflächennah eingebracht werden. Auch in Fußböden sind analog dazu die Mediumleitungen oberflächennah in den Estrich einzusetzen.
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Bei der Betonstruktur kann es sich insbesondere um eine Stahlbetondecke, eine Wand, die aus Ortbeton hergestellt ist handeln. Hier können die Mediumleitungen oberflächennah integriert werden. Auch eine oberflächennahe Fußbodenheizung ist mit einer ähnlichen Bauart denkbar. Fußbodenheizflächen werden heute eben sowie Decken- und Wandflächen vielfach auch zur Kühlung genutzt. Somit kann ein verbessertes Flächenheiz-/Kühlsystem zur Beheizung oder Kühlung von Räumen erreicht werden.
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Vorteilhafterweise weisen die Mediumleitungen einen rechteckigen Querschnitt, insbesondere einen quadratischen Querschnitt auf. Sowohl für einzelne Mediumleitungen als auch für Mattensystem hat ein solcher Querschnitt den Vorteil, dass die flache Unterseite eines Rohres bzw. einer Matte im Herstellungsprozess direkt auf einer Schalung der Betonwand aufliegt. Nimmt man die Schalung nach dem Abbinden des Betons weg, ist diese Oberfläche direkt an der Oberfläche der Betonstruktur. Damit wird eine minimale Distanz zur Raumluft erreicht.
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Von Vorteil ist, wenn die Mediumleitungen ein vorgefertigtes Kunststoffmattensystem sind. In einem solchen vorgefertigten Kunststoffmattensystem sind mehrere Mediumleitungen angeordnet und bereits mit einem Mattenverteiler verbindbar.
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Von Vorteil ist, wenn zwischen den Mediumleitungen Halterungen angeordnet sind. Diese verhindern, dass die Mediumleitungen nach dem Austrocknen verbunden mit einem Schwinden der Decke aufgrund des unvermeintlichen Entzugs von Wasser, aus der Decke fallen.
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Vorteilhafterweise sind die Halterungen parallel zur Oberfläche der Betonstruktur und/oder senkrecht zur Strömungsrichtung angeordnet. So kommt eine formschlüssige Verbindung zustande, die selbst bei einem erheblichen Schwund der Decke ein Herausfallen verhindert.
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Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Betonstruktur, insbesondere einer Betonwand oder Betondecke mit Mediumleitungen, wobei in einem ersten Schritt die Mediumleitungen auf eine Schalung aufgebracht werden. Die Mediumleitungen, die später durch Heiz- und/oder Kühlwasser durchflossen werden sollen, werden bei der Herstellung von zum Beispiel einer Stahlbetondecke auf die Schalung gelegt und gegebenenfalls gegen Verschieben und/oder Aufschwimmen während des Einbringens des Betons gesichert. Vorteilhafterweise werden in einem weiteren Schritt Anschlussleitungen an die Mediumleitungen angeschlossen. So werden an die wärmeabgebenden/-aufnehmenden Leitungen Anschlussleitungen zu den Verteilern angebracht. Bei einem vorgefertigten Kunststoffmattensystem mit z. B. quadratischen Strömungsquerschnitten sind die Rohrleitungen mit dem Mattenverteiler verschweißt. Die Anschlussleitungen zum Verteiler der Heiz-/Kühlanlage werden hier ebenfalls verschweißt. Insofern ist damit ein sehr sicheres Verfahren gegeben. Quadratische Rohre haben den Vorteil, dass die Unterseite des Rohres direkt auf der Schalung liegt. Nimmt die Schalung nach dem Abbinden weg, liegen diese Kunststoffoberflächen in der Botendecke sichtbar. Damit gibt sich die minimale Distanz zur Raumluft.
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Vorteilhafterweise können in einem weiteren Schritt Halterungen zwischen den Mediumleitungen angebracht werden. So wird das Herausfallen der Leitungen aus der Decke nach einem unvermeidlichen Schwinden der Decke aufgrund des Entzugs von Wasser verhindert.
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Nun kann in einem weiteren Schritt betoniert werden.
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Schließlich kann in einem letzten Schritt die Schalung entfernt werden und die Oberfläche geputzt oder bespachtelt werden. Ein Putzen und Spachteln ist nicht notwendig, kann aber vorgenommen werden, um eine optisch glatte Decke zu erhalten. Auch in diesem Fall bleibt eine Überdeckung der Rohrleitungen jedoch minimal.
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Bei einer Herstellung einer Betondecke ist vorteilhaft, wenn die erste Lage, in der die Mediumleitungen installiert werden, die später an der Unterseite der Betondecke zu liegen kommt, mit einem etwas feinerem Material, in dem keine große Steine enthalten sind, verfüllt wird. Die entscheidende Richtgröße für die maximale Körnung der in dem Beton enthaltenen Steine ergibt sich aus dem Abstand der Mediumrohrleitungen untereinander. Enthält der Beton Steine, die wesentlich größer sind, als die lichten Freiräume zwischen den Mediumleitungen, können sich nach dem Ausschalen unerwünschte Hohlräumen an den Oberflächen zeigen. Ist die Körnung deutlich kleiner als der lichte Abstand der Rohrleitungen untereinander wird sich hingegen eine homogene Oberfläche ergeben, je nach Schalung und der weiteren Ausführung auch in Sichtbetonqualität. Von Vorteil ist weiterhin, wenn für die die Rohrleitungen umschließende Schicht ein dünnflüssigeres Material verwendet wird. Sobald die Leitungen ausreichend umhüllt sind, kann mit dem üblichen Material betoniert werden. Die Körnung ist dann nur noch abhängig von den Vorgaben und Anforderungen an die Deckenqualität.
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Hinsichtlich der Statik kann es sein, dass die Höhe der oberflächennahen Heiz- bzw. Kühlelemente zur statisch tragenden Deckenhöhe addiert werden muss. Resultierend aus der Durchbiegung einer Decke ergibt sich gerade in der Unterarmierung einer Decke immer die größte Zugspannung. Hier kann es aus statischer Sicht zur Einschränkungen hinsichtlich der Tragfähigkeit kommen, wenn man berücksichtigt, dass in dem Volumen der Decke, in dem sich die Mediumleitungen für das Heiz- bzw. Kühlsystem befinden, nicht gleichzeitig auch Beton sein kann. Zusammenfassend kann es also durch das oberflächennahe Heiz- bzw. Kühlsystem zu einer geringen Vergrößerung der Deckenstärke von ca. 1.5 bis 2 cm kommen, je nachdem, wie stark die Leitungen sind.
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Weil die Tragfähigkeit einer Betondecke immer auch mit einer gewissen Durchbiegung verbunden ist, wird sich die natürliche Haarrissbildung als Folge der Durchbiegung der Decke möglicherweise etwas verstärken, da der Abstand durch die Vergrößerung der Deckenstärke weiter vom Mittelpunkt der Biegung entfernt ist. Dies könnte sich hier auch auswirken, da die Deckenstärke etwas zunimmt. Ob dies jedoch in der Praxis problematisch sein wird, oder sich in einem Bereich abspielt, der messtechnisch nicht oder kaum mehr zu erfassen ist, ist noch nicht abschätzbar. Von Vorteil ist, wenn von einer etwas stärkeren Rissbildung bei einer Betondecke mit einem oberflächennahen Heiz- bzw. Kühlsystem ausgegangen wird, als es bei einer normalen Decke ohne ein solches Heiz- bzw. Kühlsystem der Fall wäre.
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Eine Verwendung des Verfahrens ist auch bei der Herstellung von betonierten Wänden möglich. Auch hier wäre für die erste Lage, die die Rohrleitungen später umhüllt, eine feinere Charge erforderlich, analog zur Herstellung der Decken. Die Größenangabe für die Körnung der im Beton enthaltenen Steine gilt auch für die gedämmten Leitungen in den Decken oder Wänden. Hier ist immer das lichte Maß des Abstandes zwischen den Leitungen die entscheidende Richtgröße für die maximale Körnung der im Beton enthaltenen Steine.
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Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Betonstruktur, insbesondere eines Bodens mit Estrich mit Mediumleitung, wobei in einem ersten Schritt auf einen Rohboden ein Estrich aufgebracht wird und Mediumleitungen auf den Estrich aufgelegt werden. So kann ein oberflächennahes System für Fußbodenheizungen hergestellt werden. Bei einer normalen Standardfußbodenheizung, die heute vielfach auch zur Kühlung genutzt wird, liegen die Rohrleitungen im „Heizestrich”.
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Insbesondere kann ein handelsübliches Kunststoffmattensystem mit quadratischen Rohrleitungen auf den fertigen Estrich gelegt werden.
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Von Vorteil ist, wenn in einem zweiten Schritt die Mediumleitungen mit einer Ausgleichmasse oder dem Fließestrich ausgegossen werden. Insbesondere kann so eine vollflächige Ausgießung erreicht werden.
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Von Vorteil ist auch hier, wenn in einem zwischengeordneten Schritt Halterungen zwischen den Mediumleitungen angebracht werden. Auch hier werden so die mediumführenden Leitungen möglichst gut gesichert und bleiben durch einen eventuellen Schwund unbeeinflusst. Vorzugsweise können Halteschienen verwendet werden.
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Ergeben sich Brüche im Estrich und den Fliesen, so ist das üblicherweise auf Biegungen zurückzuführen, weil beispielsweise die Dämmung sich partiell zu weit zusammenpressen lässt oder weil der Untergrund, auf dem die Dämmung liegt, nachgibt. Um das zu vermeiden, können die Flächen zwischen den Rohrleitungen mit einer Ausgleichmasse oder einem Fließestrich, der einen genügenden Halt gibt, ausgegossen werden.
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Fließen bzw. ein Oberbodenbelag können direkt auf die Oberfläche gelegt werden, womit auch hier wieder eine minimale Distanz zur Raumluft erreicht wird.
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In einem nachgelagerten Schritt kann eine lastverteilende Schicht aufgebracht werden. Ein solches Aufbringen ist von Vorteil, wenn weiche Oberböden verwendet werden sollen, da es ansonsten zu Beschädigungen der Mediumleitungen kommen könnte, insbesondere, wenn diese aus Kunststoff sind. Diese lastverteilende Schicht wird zwar zu einer Verzögerung des Wärmedurchgangs führen, diese liegt jedoch deutlich unter der eines normalen Heizestrichs.
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Von Vorteil ist, wenn in einem vorgelagerten Schritt eine Dämmung auf den Estrich unterhalb der Mediumleitungen aufgelegt wird. Hierdurch wird eine Wärmestrahlung nach unten, in dem untenliegenden Estrich verringert.
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Von Vorteil ist, wenn in einem nochmals vorgelagerten Schritt eine Trittschalldämmung auf den Rohboden aufgelegt wird. Insbesondere kann nur eine weiche Trittschalldämmung auf den Rohboden gelegt werden, darauf wird dann Estrich und erst dann darauf aufbauend die für den Raum erforderliche Dämmung aufgebracht. Dies hätte beispielsweise den Vorteil, dass der Estrich als träge Masse nicht mehr mit aufgeheizt werden müsste, was erneut zu einer Minimierung der Trägheit führen würde. Dadurch würde das als Nachteil in Kauf genommene träge Verhalten einer Fußbodenheizung deutlich verringert. Soweit die Dämmung druckstabil ist und der eigentliche Estrich als Tragschicht nicht nachgeben kann, wird es nicht zu Biegebeanspruchungen und damit auch nicht zu Brüchen im Oberboden kommen.
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Ein fünfter Aspekt der Erfindung betrifft eine mit einem soeben beschriebenen Verfahren hergestellte Betonstruktur insbesondere Betondecke oder Betonwand.
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Ein sechster Aspekt der Erfindung betrifft eine mit einem soeben beschriebenen Verfahren hergestellte Betonstruktur insbesondere einen Boden mit Estrich.
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Ideal ist eine Kombination aus einem Deckensystem in Verbindung mit einem Fußbodensystem, also aus einer entsprechenden Betonstruktur insbesondere einer Betondecke oder Betonwand und einem Boden mit Estrich. So könnte über den Fußboden ebenso wie über die Decke optimal geheizt oder gekühlt werden. Auch eine Einbeziehung der Wände ist möglich.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
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Hierin zeigen
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1 eine Standardfußbodenheizung,
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2 eine oberflächennahe Fußbodenheizung mit einem runden Rohr,
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3 eine oberflächennahe Fußbodenheizung mit einem eckigen Rohr,
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4 eine oberflächennahe Fußbodenheizung mit einer rechteckigen Kammer,
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5 eine oberflächennahe Fußbodenheizung mit einem runden Rohr mit einseitiger Dämmung,
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6 eine oberflächennahe Fußbodenheizung mit eckigem Rohr mit einseitiger Dämmung,
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7 eine oberflächennahe Fußbodenheizung mit rechteckiger Kammer und einseitiger Dämmung,
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8 eine oberflächennahe Fußbodenheizung mit eckigem Rohr und zweiseitiger Dämmung,
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9 eine oberflächennahe Fußbodenheizung mit eckigem Rohr mit dreiseitiger Dämmung,
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10 ein oberflächennahes Deckensystem mit rundem Rohr,
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11 ein oberflächennahes Deckensystem mit eckigem Rohr,
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12 ein oberflächennahes Deckensystem mit rechteckiger Kammer und
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13 ein oberflächennahes Deckensystem mit eckigem Rohr mit dreiseitiger Dämmung.
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Bei einer Standardfußbodenheizung 1 wie in 1 abgebildet, werden auf den Boden einer Stahlbetondecke 2 eine Zusatzdämmung zur Fußbodenheizung 3 und eine Systemplatte 4 der Fußbodenheizung 1 gelegt, Fußbodenheizungsrohre wie ein Rohr 5 werden in der Systemplatte 4 geführt. Diese Rohre wie das Rohr 5 führen im Rohrinneren 6 Warm- bzw. Kaltwasser. Auf der Oberseite wird die Systemplatte 4 mit den Rohren wie dem Rohr 5 durch einen Zement- oder Anhydritestrich 7 aufgegossen, auf den dann mit dem Fliesenkleber 8 der Oberboden, wie beispielsweise Fliesen 9 aufgebracht wird. Wird das Rohrinnere 6 der Rohre 5 durch Warm- oder Kaltwasser durchflossen, wird zunächst die direkte Umgebung der Rohre 5 also die Systemplatte 4 und der Estrich 7 ringförmig ausgehend von den Oberflächen der Rohre 5 erwärmt. Die Temperatur breitet sich durch Wärmestrahlung innerhalb der Decke aus und führt schließlich an der Oberfläche also hier dem Oberboden 9 zu einer Temperaturveränderung.
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Bei einer Oberflächennahen Fußbodenheizung 31, 51, 71, 91, 111, 131, 151 wie in den 1 bis 9 dargestellt, werden die Fußbodenheizungsrohre wie beispielsweise 12, 32, 52, 72, 92, 112, 132 und 152 im Gegensatz zur Standardfußbodenheizung 1 in 1 jeweils oberflächennah verlegt. Hierdurch wird eine möglichst geringe Distanz zur Raumluft erreicht, sodass die mitzuerwärmende Masse erheblich reduziert werden kann und so ein Flächenheiz-/Kühlsystem geschaffen wird, welches sich schnell auf wechselnde Lastzustände einstellen kann. Hierbei sind unterschiedliche Konstruktionen möglich. So kann wie in den 2, 3 und 4 dargestellt zunächst auf die Beton, Stahlbetondecke oder Bodenplatte 13, 33, 53 eine Ausgleichsschicht 14, 34, 54 aufgebracht werden, auf die eine Zusatzdämmung 15, 35 und 55 aufgebracht wird. Auf diese wird ein Zement- oder Anhydritestrich 16, 36 und 56 aufgegossen. Erst auf diesen wird dann die Halteschiene 17, 37, 57 aufgebracht, in welcher die Rohre 12, 32, 52 geführt werden. Diese werden mit einer Ausgleichsmasse 18, 38, 58 oder einem Fließestrich aufgegossen. Auf der Oberflächenseite zwischen den Heizungsrohren 12, 32, 52 und der Raumluft befindet sich lediglich der Oberboden 20, 40 und 60, beispielsweise in Form von Fliesen, die mit einem entsprechenden Kleber 19, 39, 59 befestigt sind. Dabei können die Heizungsrohre einen runden Querschnitt 12, einen quadratischen Querschnitt 32 haben oder als rechteckige Kammer 52 ausgestaltet sein.
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Ein Anschluss der Rohrleitungen 12, 32, 52 erfolgt über einen Verteiler bzw. Sammler, der zu einem Anschlussrohr 22, 42, 62 führt, das schließlich an die Heizung bzw. Kühlung angeschlossen ist.
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Alternativ kann in ein oberflächennahes Fußbodenheizungssystem 71, 91, 111, 131, 151 noch eine einseitige Dämmung 76, 96, 116 oder zweiseitige Dämmung 138 oder dreiseitige Dämmung 156, 158 eingebracht werden.
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Hierbei wird wie in den 5, 6 und 7 dargestellt in die oberflächennahen Fußbodenheizungen 71, 91, 11 eine einseitige Dämmung 76, 96, 116 eingebracht. Diese wird auf die Beton, Stahlbetondecke oder Bodenplatte 73, 93, 113 mit einem Zement- oder Anhydritestrich 74, 94, 114 und eine Ausgleichsschicht 75, 95, 115 aufgebracht. Erst auf diese Dämmung 76, 96, 116 wird dann die Halteschiene 77, 97, 117 gelegt, die die Heizungsrohre 72, 92, 112 führt. Diese wird dann erneut mit einer Ausgleichsmasse 78, 98,118 ausgegossen, auf der dann mit einem Kleber 79, 99, 119 der Oberbodenbelag 80, 100, 120 befestigt wird. Eine Zu- und Abfuhr des Kühlmediums erfolgt auch hier über Sammler 81, 101, 121 und Anschlussrohr 82, 102, 122.
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Alternativ hierzu kann ein zum Fußbodenheizungssystem in den 2 bis 4 gewählter Deckenaufbau bestehend aus Betondecke 133, Ausgleichsschicht 134, Zusatzdämmung 135 und Zement- oder Anhydritestrich 136 gewählt werden, auf dem dann erneut eine Halteschiene 137 aufgelegt wird. Vor dem Ausgießen wird hier jedoch eine Dämmung 138 aufgebracht bevor mit dem Fließestrich 139 ausgegossen wird. Auch hier befindet sich zwischen den Medium durchflossenen Rohren 132 und der Außenluft lediglich der mit dem Kleber 140 befestigte Oberbodenbelag 141. Zu- und Ableitung des Heizmediums erfolgt wiederum durch Sammler 142 und Anschlussrohr 143.
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Auch eine Kombination der beiden Systeme aus 6 und 8 ist wie in 9 dargestellt möglich. Hierfür wird auf eine Betondecke 153 ein Zement- oder Anhydritestrich 154 aufgegossen, auf den oberhalb einer Ausgleichsschicht 155 eine Dämmung 156 gelegt wird. Auf dieser wird die Halteschiene 157 angeordnet, welche die Rohrleitungen 152 führt. Bevor diese mit einem Fließestrich 159 ausgegossen werden, werden weitere Dämmungen 158 aufgebracht. So wird eine dreiseitige Dämmung der Rohrleitungen 152 erreicht. Eine Abstrahlung der Wärme erfolgt ungedämmt nur noch in Richtung der Raumseite. Hierbei sind dort lediglich der Kleber 160 und der Oberboden 161 als zu erwärmende Masse. Eine Zu- und Abführung des Kühlmediums erfolgt auch hier über Verteiler bzw. Sammler 162 und Anschlussrohr 163.
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Nach demselben Prinzip einer Masseminimierung der zu erwärmenden masse sind auch die oberflächennahen Deckensysteme 171, 191, 211, 231 in den 10, 11, 12 und 13 aufgebaut. Hierbei wird auf eine Stahlbetondecke 172, 192, 212, 232 mit einer unteren Armierung 173, 193, 213, 233 eine Halteschiene 174, 194, 214, 234 aufgebracht, in der die Heizungsrohre 175, 195, 215, 235 geführt werden. Im Gegensatz zu den Deckensystemen 171, 191, 211 in den 10, 11 und 12 weist das Deckensystem 231 hier zusätzlich eine Dämmung 240 in drei Raumrichtungen auf. So wird in dem Deckensystem 231 die Wärmeabstrahlung auf die Raumrichtung konzentriert.
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Die Halteschiene 174, 194, 214 mit den Rohren 175, 195, 215 wird dann mit einer Spachtelmasse 176, 196, 216, 236 abgespachtelt. Auf diese kann eventuell noch Putztapete oder Farbe 177, 197, 217, 237 aufgebracht werden. Lediglich durch diese letzte Schicht 177, 197, 217, 237 muss dann eine Wärmeübertragung erfolgen. Auch bei den oberflächennahen Deckensystemen erfolgt ein Abtransport des Kühlmediums über Sammler 178, 198, 218, 238 und Abflussrohre 179, 199, 219, 239.
