DE202006004001U1 - Elektrische Fußbodenheizung mit dünnem Schichtaufbau und daher kurzer Reaktionszeit - Google Patents

Abstract

Fußbodenheizung elektrisch, mit dünnem Schichtaufbau und daher kurzer Reaktionszeit.
Wie in der Zeichnung dargestellt, ist eine elektrische Heizmatte (4 + 5) auf einem harten anorganischen Schaum-Dämmstoff (6) aufgebracht. Darauf ist dann der eigentliche Bodenbelag (1) verlegt.
Die Schichten in der beiliegenden Zeichnung sind wie folgt:
1. Bodenbelag Naturstein oder Fliesen, Stärke ca. 1 cm. Genauso möglich ist aber eine dünne Auslegeware wie Linoleum, Kunststoffe oder Teppichboden.
2. Dünnbettfliesenkleber. Bei Auslegeware Ausgleichsspachtelung mit Kleber.
3. Fliesenkleber zum Einspachteln der elektrischen Heizmatte (4 + 5). Funktion als lastverteilende Platte und Umhüllung der Heizdrähte.
4. Heizdraht elektrisch, auf Armierungsgewebe (5) aufgeheftet.
5. Armierungsgewebe, zB. Glasfaser, Polyesterfaser, Carbonfaser, Kevlar. Wichtig ist sehr hohe Reiß- und Zugfestigkeit bei geringer Längendehnung.
6. Schaumdämmstoff, anorganisch, zB. Foamglas oder ähnlich.
7. Klebemasse zum vollflächigen und kraftschlüssigen Verkleben mit dem tragfähigen Rohboden.

Description

• 1. Problemstellung
• Die Beheizung von nur zeitweise genutzten, hohen Räumen mit dicken und schweren Umfassungswänden ist sehr schwierig, da die über eine Heizung eingebrachte Wärme mit der erwärmten Raumluft sofort nach oben unter die Decke steigt und die Besucher auf dem Fußboden im Kalten stehen.
• Bei gewerblich genutzten Gebäuden werden daher leistungsstarke Wärmestrahler eingesetzt, um die Wärme nach unten zu bekommen.
• In Kirchen wird häufig unter den Bänken eine strahlende Elektroheizung eingebaut, die kaum sichtbar ist und gleichzeitig aber die Wärme zu den Besuchern bringt. Im Altarbereich (Chorraum) funktioniert dies aber nicht.
• Bei der Beheizung von diesen Chorräumen bietet die Fußbodenheizung die optimale Voraussetzung, da die Wärme dort eingebracht wird, wo sie am dringendsten gebraucht wird: im Fußbereich der Akteure bzw. der hier arbeitenden Menschen.
• 2. Probleme bei den bestehenden Heizungssystemen
• Bisher wurden elektrische Fußbodenheizungen grundsätzlich auf druckverteilenden Nass- oder Trockenestrichen eingesetzt. Die Schichtdicken waren entsprechend hoch und betrugen bei Trockenestrichen mindestens 4 cm, bei Nassestrichen mindestens 7 cm. Da in homogenen Bauteilen die Wärme sich immer gleichmäßig in alle Richtungen ausbreitet, müssen bei diesen Heizsystemen immer auch die unterhalb des Heizmediums liegenden Bauteile genauso mit erwärmt werden. Der negative Effekt dabei ist, dass immer sehr viel Speichermasse erwärmt werden musste, bevor an der Oberfläche überhaupt spürbar Wärme auftritt. Bei Nutzungsdauer von nur 1 Stunde ist dies sehr nachteilig, da in der Regel die Zeit bis zum Abkühlen des Bodens in etwa genau so lange ist wie die Vorheizzeit. Entsprechend hoch ist der Energieverbrauch.
• Lange Vorlaufzeiten der Heizung und die damit einhergehende Nachheizzeiten bedingen, dass die Raumluft im Gebäude über einen längeren Zeitraum erwärmt wird. Durch die daraus resultierende starke Verringerung der Luftfeuchtigkeit treten Schädigungen an hölzernen Einbauteilen bzw. Möbelstücken auf. Besonders empfindlich auf diese Austrocknung der Raumluft reagieren fast immer auch historischen Orgeln, in dem sie nicht mehr richtig funktionieren. Auch andere Holzgegenstände wie Altäre, Kirchenbänke etc. werden durch diese längeren Heizzeiten durch Austrocknung stark beeinträchtigt.
• 3. Entwicklungsziel
• Optimal für eine Heizung mit extrem kurzer Reaktionszeit wäre, dass zwischen Heizmedium und Oberfläche ein möglichst geringer Abstand und möglichst geringe Masse liegt. Dieses System gibt es bei Heizteppichen, welche direkt betreten werden. Diese Heizteppiche sind aber aus zwei Gründen ungeeignet:
• – In Kirchen und anderen historischen Gebäuden sind in der Regel Natursteinböden vorhanden, welche auch nach Installation einer Heizung sichtbar sein sollen.
• – Durch die direkte Auflage auf dem Stein wandert die Hälfte der eingebrachten Energie immer in den Untergrund. Die effektive Leistungsfähigkeit ist daher gering.
• Es galt einen Aufbau zu suchen, welcher den Bereich oberhalb der Wärmedämmung möglichst niedrig hält. Wegen der Weichheit der Wärmedämmungen wurden bisher immer druckverteilende, steife und auch schwere Schichten wie Estriche, Verlegeplatten etc. verwendet.
• Ich wollte den Bodenbelag mit der Heizmatte aber direkt auf die Wärmedämmung geklebt haben; hierzu musste eine Wärmedämmung gefunden werden, welche so druckfest ist, dass die dünnen Beläge ohne schwere Zwischenschichten direkt auf den Dämmstoff aufgebracht werden können.
• 4. Gefundenes System
• Die genannten Probleme werden von der im Schutzanspruch angegebenen Erfindung gelöst. Die beiliegende Zeichnung zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• Wie in der Zeichnung dargestellt, ist eine elektrische Heizmatte (4 + 5) auf einem harten anorganischen Schaum-Dämmstoff (6) aufgebracht. Darauf ist dann der eigentliche Bodenbelag (1) verlegt.
• Die Schichten in der beiliegenden Zeichnung sind wie folgt:
• 1. Bodenbelag Naturstein oder Fliesen, Stärke ca. 1 cm. Genauso möglich ist aber eine dünne Auslegeware wie Linoleum, Kunststoffe oder Teppichboden.
• 2. Dünnbettfliesenkleber. Bei Auslegeware Ausgleichsspachtelung mit Kleber.
• 3. Fliesenkleber zum Einspachteln der elektrischen Heizmatte (4 + 5). Funktion als lastverteilende Platte und Umhüllung der Heizdrähte.
• 4. Heizdraht elektrisch, auf Armierungsgewebe (5) aufgeheftet.
• 5. Armierungsgewebe, zB. Glasfaser, Polyesterfaser, Carbonfaser, Kevlar. Wichtig ist sehr hohe Reiß- und Zugfestigkeit bei geringer Längendehnung.
• 6. Schaumdämmstoff, anorganisch, zB. Foamglas oder ähnlich.
• 7. Klebemasse zum vollflächigen und kraftschlüssigen Verkleben mit dem tragfähigen Rohboden.
• Als Dämmstoff wurde ausgewählt: ein Schaumglas (Foamglas), welches je nach Typ Druckfestigkeiten von bis zu 170 to/m² Belastung aushält. Hierdurch kann eine elektrische Heizmatte mit ca. 3 mm Stärke auf Glasfasergewebe mit einem zementgebundene Fliesenkleber aufgespachtelt werden. Bei Verwendung von dünnen Natursteinplatten, welche dann im Dünnbettverfahren aufgeklebt werden, ist eine Aufbaustärke oberhalb der Wärmedämmung von weniger als 2 cm möglich.
• Hierdurch sind Vorlaufzeiten der Heizung möglich von weniger als 1 Stunde. Ein Versuch mit einem 0,9 × 1,2 m großen Probestück hat ergeben, dass bei einer Ausgangstemperatur von unter 10° C das Werkstück an der Oberfläche eine deutliche Erwärmung bereits nach 30 Minuten Einschaltzeit erfahren hat. Nach einer Stunde Heizdauer war die Oberfläche handwarm, nach weiteren 15 Minuten hatte die Oberflächentemperatur ca. 35° erreicht. Es war auch eine deutliche Strahlungswärme wie bei einem Kachelofen spürbar.
• Der Werkstoff Foamglas wurde bisher vor allem eingesetzt als Wärmedämmung unter lastabtragenden Fundamenten oder unter Straßenflächen oder Parkdecks, wenn hier Wärmedämmung erforderlich wurde.
• Die verwendeten Materialien sind alle handelsüblich, lediglich in die Kombination für den Einsatzzweck Fußbodenheizung mit kurzen Reaktionszeiten und niedrigem relativen Energieverbrauch ist neu.

Claims (1)

1. Fußbodenheizung elektrisch, mit dünnem Schichtaufbau und daher kurzer Reaktionszeit. Wie in der Zeichnung dargestellt, ist eine elektrische Heizmatte (4 + 5) auf einem harten anorganischen Schaum-Dämmstoff (6) aufgebracht. Darauf ist dann der eigentliche Bodenbelag (1) verlegt. Die Schichten in der beiliegenden Zeichnung sind wie folgt: 1. Bodenbelag Naturstein oder Fliesen, Stärke ca. 1 cm. Genauso möglich ist aber eine dünne Auslegeware wie Linoleum, Kunststoffe oder Teppichboden. 2. Dünnbettfliesenkleber. Bei Auslegeware Ausgleichsspachtelung mit Kleber. 3. Fliesenkleber zum Einspachteln der elektrischen Heizmatte (4 + 5). Funktion als lastverteilende Platte und Umhüllung der Heizdrähte. 4. Heizdraht elektrisch, auf Armierungsgewebe (5) aufgeheftet. 5. Armierungsgewebe, zB. Glasfaser, Polyesterfaser, Carbonfaser, Kevlar. Wichtig ist sehr hohe Reiß- und Zugfestigkeit bei geringer Längendehnung. 6. Schaumdämmstoff, anorganisch, zB. Foamglas oder ähnlich. 7. Klebemasse zum vollflächigen und kraftschlüssigen Verkleben mit dem tragfähigen Rohboden.