DE20116155U1 - Floor plate for underfloor heating - Google Patents
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Description
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Die Erfindung betrifft eine Bodenplatte für Fußbodenheizung, wobei die Bodenplatte ein von einem Heizmedium durchströmbares Rohrregister aufweist, welches an zumindest einer Seite der Bodenplatte mit Anschlußstutzen versehen ist.The invention relates to a floor plate for underfloor heating, wherein the floor plate has a pipe register through which a heating medium can flow, which is provided with connection pieces on at least one side of the floor plate.
Fußbodenheizungen haben gegenüber herkömmlichen Heizkörpern im Wandbereich den Vorteil, daß die Wärmeerzeugung dort einsetzt, wo sie am meisten gebraucht wird, nämlich im Fußbereich. Die Fußbodenheizung zeichnet sich daher durch ein ideales Temperaturprofil in Abhängigkeit von der Raumhöhe aus. Überhitzungen im Kopfbereich und niedrige Temperaturen im Fuß- und Sitzbereich entfallen.Compared to conventional wall-mounted radiators, underfloor heating has the advantage that heat is generated where it is needed most, namely in the foot area. Underfloor heating is therefore characterized by an ideal temperature profile depending on the height of the room. Overheating in the head area and low temperatures in the foot and seat area are eliminated.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß aufgrund des günstigeren Temperaturprofils fußbodenbeheizte Räume mit einer um etwa 2 K niedrigeren Raumtemperatur auskommen, als bei konventioneller Beheizung mit Radiatoren, und daß aufgrund der wesentlich größeren Heizfläche die Vorlauftemperatur um 30 K bis 40 K abgesenkt werden kann. Daher bieten Fußbodenheizungen nicht nur ein behaglicheres Temperaturempfinden, sondern auch erhebliche Energieersparnisse.A further advantage is that, due to the more favourable temperature profile, rooms with underfloor heating can operate with a room temperature that is around 2 K lower than with conventional heating using radiators, and that, due to the much larger heating surface, the flow temperature can be reduced by 30 K to 40 K. Therefore, underfloor heating not only offers a more comfortable temperature sensation, but also considerable energy savings.
Außerdem verringert die Fußbodenheizung das Aufkommen von Milben, denn durch die Erwärmung des Bodens wird an seiner Oberfläche Feuchtigkeit entzogen, wodurch sich die Lebensbedingungen für die Milben verschlechtern. Zugleich wird die Luftkonvektion reduziert, weil die Temperaturdifferenz zwischen der beheizten Fläche und der Raumtemperatur bei der Bodenheizung geringer ist, als bei der herkömmlichen Radiatorheizung.Underfloor heating also reduces the occurrence of mites, because heating the floor removes moisture from its surface, which worsens the living conditions for the mites. At the same time, air convection is reduced because the temperature difference between the heated surface and the room temperature is smaller with underfloor heating than with conventional radiator heating.
Aus dem deutschen Patent DE 29 11 579 C2 ist eine Fußbodenkonstruktion mit einem integrierten Heizungsregister bekannt, bei welchem vorfabrizierte Betontafeln, insbesondere Kunststoffbetontafeln, eingesetzt werden. Diese Kunststoffbetontafeln weisen eine relativ geringe Dicke auf und dienen jedoch lediglich zur Abdeckung der Rohre des Heizungsregisters. Dabei liegen die Heizungsrohre selbst entweder auf einer Isolierung oder sie sind in einem gesonderten Hohlraum angeordnet, wie den Figuren 1 bis 3 der vorgenannten Lösung zu entnehmen ist.The German patent DE 29 11 579 C2 discloses a floor construction with an integrated heating register, in which prefabricated concrete panels, in particular plastic concrete panels, are used. These plastic concrete panels are relatively thin and are only used to cover the pipes of the heating register. The heating pipes themselves either lie on insulation or are arranged in a separate cavity, as can be seen in Figures 1 to 3 of the aforementioned solution.
&Lgr; T &Uacgr; W &psgr; W Λ T ΔW Ψ W
Gemäß der Offenbarung in der Patentschrift DE 31 25 839 C3 wird für die Verlegung von Rohren einer Fußbodenheizung der Einsatz einer wärmeisolierenden Platte aus geschäumtem Kunststoff, beispielsweise aus Polyurethan, vorgeschlagen. Diese Platte trägt zusätzlich eine durch Verkleben mit der Dämmplatte verbundene Auflage, um Halteelemente für die Rohrleitungen verankern zu können.According to the disclosure in the patent specification DE 31 25 839 C3, the use of a heat-insulating plate made of foamed plastic, for example polyurethane, is proposed for laying pipes for underfloor heating. This plate also has a support that is bonded to the insulation plate in order to be able to anchor retaining elements for the pipes.
Darüber hinaus ist aus der Patentschrift DE 39 06 729 C1 ein Betonfußboden mit Heizungsrohren nebst Verlegeverfahren für die Rohre in dem Betonfußboden bekannt. Die Heizungsrohre sind hier an Gitterträgern aufgehängt. Auf eine Isolierung ist vollständig verzichtet worden.In addition, a concrete floor with heating pipes and a method for laying the pipes in the concrete floor is known from patent specification DE 39 06 729 C1. The heating pipes are suspended from lattice girders. Insulation has been completely dispensed with.
Die bekannten Lösungen weisen den Nachteil auf, daß Heizregister und Dämmschicht separat angeordnet sind bzw. keine Ummantelung mit Beton vorgesehen ist. Dadurch ist keine Möglichkeit gegeben, der gesamten Konstruktion eine besondere Festigkeit bei gleichzeitiger Verringerung der Systemdicke zu verleihen und ein plattenförmiges, separat vorfertigbares und mit einem integrierten Heizungssystem versehenes Bauteil zu schaffen.The known solutions have the disadvantage that the heating register and insulation layer are arranged separately or that no concrete encasement is provided. This means that there is no possibility of giving the entire structure particular strength while simultaneously reducing the system thickness and creating a panel-shaped component that can be prefabricated separately and is equipped with an integrated heating system.
Darüber hinaus sind bei den aus dem Stand der Technik bekannten Fußbodenheizungen die erhebliche Trägheit beim Ansprech- und Regelverhalten des Heizungssystems sowie die relativ sehr hohen Investitionskosten bei der eine Vielzahl technologischer Einzelschritte erfordernden Fertigung von besonderem Nachteil.In addition, the considerable inertia in the response and control behavior of the heating system as well as the relatively high investment costs in the production, which requires a large number of individual technological steps, are a particular disadvantage of the underfloor heating systems known from the state of the art.
Hier setzt die Aufgabe der Erfindung an.This is where the task of the invention begins.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht im wesentlichen darin, eine Bodenplatte mit integrierter Fußbodenheizung zu entwickeln, die sich kostengünstig im Fertigteilwerk herstellen läßt. Außerdem soll sich die erfindungsgemäße Bodenplatte durch schnelles Ansprechverhalten der Heizung und hohen Wirkungsgrad auszeichnen.The aim of the present invention is essentially to develop a floor slab with integrated underfloor heating that can be manufactured cost-effectively in a prefabricated component factory. In addition, the floor slab according to the invention should be characterized by a fast response of the heating and a high level of efficiency.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bodenplatte aus einer dickeren unteren und einer dünneren oberen Lage aus Beton oder betonähnlichen Werkstoffen besteht, zwischen denen das genannte Rohrregister, aber auch eine darunter angeordnete Dämmschicht gefangen ist, indem die beiden Lagen aus Beton oder betonähnlichen Werkstoffen das Rohrregister und die Dämmschicht seitlich überragen und dort miteinander verbunden sind, insbesondere einstückig ineinander übergehen.This object is achieved according to the invention in that the base plate consists of a thicker lower and a thinner upper layer made of concrete or concrete-like materials, between which the said pipe register, but also an insulating layer arranged underneath, is trapped, in that the two layers made of concrete or concrete-like materials project laterally beyond the pipe register and the insulating layer and are connected to one another there, in particular merging into one another in one piece.
Erfindungsgemäß wird zunächst die untere Lage in einer entsprechenden Schalung vergossen. Hierauf wird naß in naß eine Dämmschicht gelegt und auf ihr erfolgt die Befestigung des Rohrregisters, insbesondere in Form von konfektioniert vorgefertigten Heizmatten. Sodann wird auf die noch frische, nicht abgebundene untere Betonlage die obere Betonlage vergossen, so daß beide Lagen sich an den überstehenden Rändern einstückig verbinden. Man erhält dadurch ein kompaktes, komplett vorgefertigtes Bodenelement, das aufgrund der eingebauten Dämmschicht unterhalb des Rohrregisters unter Einhaltung der einschlägigen Normen kaum noch nach unten abstrahlt. Es wird also ein wesentlich geringeres Volumen der Bodenplatte erwärmt, als bei den herkömmlichen Flächenheizsystemen und dementsprechend verbessern sich Ansprechzeit und Wirkungsgrad der Heizung. Hinzu kommen erhebliche Kostenvorteile, da auf den bisher üblichen Estrich verzichtet werden kann.According to the invention, the lower layer is first cast in a suitable formwork. An insulating layer is then laid wet-on-wet and the pipe register is attached to it, particularly in the form of prefabricated heating mats. The upper concrete layer is then cast onto the still fresh, uncured lower concrete layer so that both layers are connected in one piece at the protruding edges. This results in a compact, completely prefabricated floor element which, due to the built-in insulating layer below the pipe register, hardly radiates downwards in compliance with the relevant standards. A much smaller volume of the floor slab is therefore heated than with conventional surface heating systems and the response time and efficiency of the heating are accordingly improved. There are also considerable cost advantages as the previously usual screed can be dispensed with.
Um eine gute Verbindung beider Betonlagen zu gewährleisten, empfiehlt es sich, daß der seitliche Überstand zumindest an zwei gegenüber liegenden Seiten der Bodenplatte, vorzugsweise an allen Seiten, mehr als 10 cm, idealer Weise etwa cm, beträgt. Diese Maßnahme hat den zusätzlichen Vorteil, daß die Bodenplatte einen massiven Randstreifen hat, so daß die Last der dort aufstehenden Wände problemlos aufgenommen werden kann. Bei Außenwänden empfiehlt es sich, den Überstand entsprechend größer zu wählen.To ensure a good connection between the two concrete layers, it is recommended that the lateral overhang is more than 10 cm, ideally around 10 cm, on at least two opposite sides of the floor slab, preferably on all sides. This measure has the additional advantage that the floor slab has a solid edge strip so that the load of the walls standing there can be easily absorbed. For external walls, it is recommended that the overhang be chosen to be correspondingly larger.
Um den Anschluß des Rohrregisters an den Heizungskreislauf zu erleichtern, weist die obere Lage im Bereich der Anschlußstutzen eine zum Rand der Bodenplatte offene Aussparung auf, wogegen die untere Lage bis zum Rand durchläuft.In order to facilitate the connection of the pipe register to the heating circuit, the upper layer in the area of the connection pieces has a recess that is open to the edge of the base plate, whereas the lower layer runs through to the edge.
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In Weiterbildung der Erfindung empfiehlt es sich, daß allein die untere Lage für die statische Tragfähigkeit der kompletten Bodenplatte ausgelegt wird. Sie weist dazu eine Dicke von mindestens 15 cm, vorzugsweise etwa 18 cm, auf. Im Gegensatz dazu wird die obere Lage möglichst dünn ausgeführt, um den Wärmewiderstand niedrig zu halten. Zweckmäßiger Weise hat sie deshalb eine Dicke von weniger als einem Drittel der unteren Lage, vorzugsweise maximal 5 cm, wenigstens aber 3 cm.In a further development of the invention, it is recommended that the lower layer alone be designed for the static load-bearing capacity of the entire floor slab. It has a thickness of at least 15 cm, preferably about 18 cm. In contrast, the upper layer is made as thin as possible in order to keep the thermal resistance low. It therefore expediently has a thickness of less than a third of the lower layer, preferably a maximum of 5 cm, but at least 3 cm.
Für die Dämmschicht empfiehlt sich eine Dicke von mindestens 1 cm, besser etwa 2 bis 3 cm, wobei als Material ein Hartschaum mit möglichst geringer Wärmeleitfähigkeit geeignet ist. Zu empfehlen ist hier Polyurethan.A thickness of at least 1 cm, preferably 2 to 3 cm, is recommended for the insulation layer, and the material used should be rigid foam with the lowest possible thermal conductivity. Polyurethane is recommended here.
Für das auf der Dämmschicht zu befestigende Rohrregister kommen unterschiedliche Konstruktionen in Betracht. Besonders geeignet sind flach bauende Heizmatten aus Kapillarröhrchen mit maximal etwa 5 mm Durchmesser.Different designs can be considered for the pipe register to be attached to the insulation layer. Flat heating mats made of capillary tubes with a maximum diameter of around 5 mm are particularly suitable.
Grundsätzlich empfiehlt es sich, das Rohrregister auf der Dämmschicht durch Niederhalter zu fixieren, die sich durch die Dämmschicht hindurch in die untere Lage der Bodenplatte hinein erstrecken. Geeignete Niederhalter sind U-förmige Klammern, die mit ihren beiden Schenkeln in die untere Lage eingesteckt werden und sich dort mit Widerhaken festhalten.It is generally recommended to fix the pipe register to the insulation layer using hold-down clamps that extend through the insulation layer into the lower layer of the floor slab. Suitable hold-down clamps are U-shaped clamps that are inserted into the lower layer with their two legs and are held there with barbs.
Vorstehend ist die Erfindung stets als Bodenplatte beschrieben worden. Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, die beschriebene Platte als Wandplatte einzusetzen - in seltenen Fällen sogar als Deckenplatte, wobei sie dann selbstverständlich in umgedrehter Position einzubauen ist, also mit der dünneren Lage unten.The invention has always been described above as a floor panel. However, it is also within the scope of the invention to use the panel described as a wall panel - in rare cases even as a ceiling panel, in which case it must of course be installed in an inverted position, i.e. with the thinner layer at the bottom.
Des weiteren soll sich die vorliegende Erfindung auch auf die Verwendung einer derartigen Platte zu Kühlzwecken beziehen. Anstelle eines Heizmediums wird das Rohrregister dann von einem Kühlmedium durchströmt. Bevorzugt wird die Platte dann in den Wänden oder in der Decke positioniert.Furthermore, the present invention also relates to the use of such a plate for cooling purposes. Instead of a heating medium, a cooling medium then flows through the pipe register. The plate is then preferably positioned in the walls or in the ceiling.
Bei allen Anwendungsarten kommen auch unebene, insbesondere gewölbte Platten in Betracht.For all types of applications, uneven, especially curved, panels can also be considered.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles und aus der Zeichnung; dabei zeigtFurther features and advantages of the invention will become apparent from the following description of an embodiment and from the drawing, in which
Figur 1 ein Schrägbild einer Bodenplatte, teilweise aufgeschnitten Figur 2 einen Vertikalschnitt durch die Bodenplatte.Figure 1 is an oblique view of a floor slab, partially cut open. Figure 2 is a vertical section through the floor slab.
Wie aus Figur 1 hervorgeht, besteht die erfindungsgemäße Bodenplatte aus einer massiven unteren Lage 1a, die neben eventuellen Leerrohren die übliche Bewehrung enthält und für die Statik der Bodenplatte verantwortlich ist, und aus einer dünneren oberen Lage 1 b. Beide Lagen bestehen aus Beton oder betonähnlichen Werkstoffen und werden kurz hintereinander in einer herkömmlichen Schalungsform vergossen. Man sieht daher an den Stirnseiten der Bodenplatten keinen Übergang zwischen den beiden Lagen.As can be seen from Figure 1, the floor slab according to the invention consists of a solid lower layer 1a, which contains the usual reinforcement in addition to any empty pipes and is responsible for the statics of the floor slab, and a thinner upper layer 1b. Both layers consist of concrete or concrete-like materials and are cast in quick succession in a conventional formwork. Therefore, no transition between the two layers can be seen on the front sides of the floor slabs.
Nach dem Vergießen der unteren Bodenlage 1a wird die untere Lage zunächst auf die Sollstärke abgezogen und sodann wird eine Dämmschicht 2, gegebenenfalls aus mehreren Dämmplatten nebeneinander, auf der Oberseite der unteren Lage 1 a verlegt. Diese Dämmschicht ist jedoch etwas kleiner als die untere Lage 1a und wird so ausgerichtet, daß zumindest lokal, vorzugsweise aber durchgehend, an mehreren Seiten ein freier Rand 1 c der unteren Lage 1a von der Dämmmatte unbedeckt bleibt. Im Ausführungsbeispiel ist dieser freie Rand 1c in etwa gleich bleibender Breite an allen vier Seiten der Bodenplatte vorgesehen.After the lower floor layer 1a has been poured, the lower layer is first stripped down to the desired thickness and then an insulation layer 2, possibly made of several insulation panels next to each other, is laid on the top of the lower layer 1a. However, this insulation layer is somewhat smaller than the lower layer 1a and is aligned in such a way that at least locally, but preferably continuously, a free edge 1c of the lower layer 1a remains uncovered by the insulation mat on several sides. In the exemplary embodiment, this free edge 1c is provided with an approximately constant width on all four sides of the floor panel.
An der Oberseite der Dämmmatte 2 ist ein Heizsystem, beispielsweise in Form einer Rohrschlange 3, für die Fußbodenheizung verlegt. Zweckmäßig wird diese Rohrschlange auf der Dämmmatte zumindest lokal befestigt, damit sie beim Aufbringen der oberen Lage 1b nicht aufschwimmt oder verrutscht. Die Befestigung erfolgt durch von oben eingesteckte U-förmige Klammern, wie sie in Figur 2 durch das Bezugszeichen 4 angedeutet sind. Diese Klammern werden in den Frischbeton der unteren Lage 1a eingesteckt und halten aufgrund ihrer Widerhaken die Dämmmatte 2 und die Rohrschlange 3 zuverlässig an Ort und Stelle.A heating system, for example in the form of a pipe coil 3, for the underfloor heating is laid on the top of the insulation mat 2. This pipe coil is expediently attached to the insulation mat at least locally so that it does not float or slip when the upper layer 1b is applied. It is attached using U-shaped clamps inserted from above, as indicated in Figure 2 by the reference number 4. These clamps are inserted into the fresh concrete of the lower layer 1a and, thanks to their barbs, hold the insulation mat 2 and the pipe coil 3 reliably in place.
Das anschließende Aufbringen der oberen Betonlage 1b erfolgt so früh wie möglich, auf jeden Fall, bevor die untere Lage 1a abgebunden hat, denn die beiden LagenThe subsequent application of the upper concrete layer 1b takes place as early as possible, in any case before the lower layer 1a has set, because the two layers
sollen sich an dem von der Dämmmatte 2 nicht bedeckten Randbereich 1c gut miteinander verbinden, vorzugsweise homogen ineinander übergeben.should bond well with each other at the edge area 1c not covered by the insulation mat 2, preferably blending homogeneously into each other.
Dort, wo die Rohrschlange 3 ihre Anschlußstutzen 3a aufweist, ist ein in der Zeichnung nicht mehr erkennbarer Aussparungskörper vorgesehen, der beim Vergießen der oberen Lage 1b an der Schalung befestigt wird. Dadurch entsteht in der oberen Lage im Bereich der Anschlußstutzen 3a eine Aussparung 4, so daß die Anschlußstutzen 3a für weitere Montagemaßnahmen zugänglich bleiben.Where the pipe coil 3 has its connecting pieces 3a, a recess body is provided which is no longer visible in the drawing and which is attached to the formwork when the upper layer 1b is poured. This creates a recess 4 in the upper layer in the area of the connecting pieces 3a so that the connecting pieces 3a remain accessible for further assembly measures.
Meist besteht die Rohrschlange 3 aus mehreren Kreisläufen, so daß eine ganze Reihe von Anschlußstutzeh 3a in jeder Bodenplatte vorhanden ist.Usually, the pipe coil 3 consists of several circuits, so that a whole series of connection pieces 3a are present in each base plate.
Die Dämmmatte 2 kann in die Aussparung 4 hineinragen und gegebenenfalls nachträglich abgeschnitten werden. Zweckmäßiger Weise hat sie aber von Anfang an im Bereich der Anschlußstutzen einen passenden Rücksprung.The insulation mat 2 can protrude into the recess 4 and can be cut off later if necessary. However, it is advisable to have a suitable recess in the area of the connection pieces from the start.
Figur 2 verdeutlicht durch den Vertikalschnitt die unterschiedlichen Dicken der unteren und oberen Betonlage 1a bzw. 1b und ihre randseitige Verbindung bei 1c.Figure 2 illustrates the different thicknesses of the lower and upper concrete layers 1a and 1b and their edge connection at 1c through the vertical section.
Außerdem ist in Figur 2 das Heizsystem 3 in Form einer vorgefertigten Heizmatte mit Kapillarröhrchen von etwa 4 mm Durchmesser dargestellt. Dies erlaubt eine sehr dünne obere Betonlage 1b und eine Gesamtstärke der Bodenplatte von nur etwa cm.In addition, Figure 2 shows the heating system 3 in the form of a prefabricated heating mat with capillary tubes of about 4 mm diameter. This allows a very thin upper concrete layer 1b and a total thickness of the floor slab of only about cm.
Beim Einsatz der beschriebenen Bodenplatte als Wand- oder Deckenplatte braucht man sich lediglich die gezeichnete Platte um 90° oder 180° geklappt vorzustellen.When using the described floor panel as a wall or ceiling panel, you only need to imagine the drawn panel folded by 90° or 180°.
Soll das beschriebene System nicht zur Heizung, sondern zur Kühlung eingesetzt werden, so wird das Rohrregister 3 - gegebenenfalls unter konstruktiver Anpassung - an einen Kühlkreislauf angeschlossen.If the described system is not to be used for heating but for cooling, the pipe register 3 is connected to a cooling circuit - if necessary with structural adaptation.
Zusammenfassend bietet die Erfindung also den Vorteil einer zur Radiatorheizung nahezu kostenneutralen Flächenheizung/Kühlung, die sich bereits im Fertigteilwerk in das Fertigteil integrieren läßt, in ihrer Reaktionszeit einer Radiatorheizung nicht nachsteht und sich durch gute Wärmedämmung nach unten auszeichnet.In summary, the invention offers the advantage of a surface heating/cooling system that is almost cost-neutral compared to radiator heating, can be integrated into the prefabricated part in the prefabricated part factory, is not inferior to a radiator heating system in terms of its reaction time and is characterized by good thermal insulation downwards.
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