DE202008002169U1

DE202008002169U1 - Einbauverbundsystem

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Publication number: DE202008002169U1
Application number: DE202008002169U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-02-16
Filing date: 2008-02-16
Publication date: 2008-08-21
Anticipated expiration: 2018-02-17
Also published as: DE102008012292A1

Abstract

Einbauverbundsystem für Direktheizungen bzw. -kühlungen in oder an (Gebäude-)Oberflächen, bestehend aus mehreren Systemschichten, die vom, z. B. aus Beton oder Holz gebildeten, Untergrund (11) ausgehend wie folgt aufgebaut sind:
– auf dem Untergrund (11) ist ein erstes Haftmittel (2) aufgetragen, auf dieses folgt
– eine wärmedämmende Hartschaumplatte (4)
– ein Konstrunktionsträger –, die wenigstens eine Aussparung zur Aufnahme von Wärme-/Energieträger (3) aufweist, auf dieser folgt,
– ein flächig ausgebildeter Wärmeverteiler (5) sowie darauf
– ein zweites Haftmittel (2'),
und auf welches, nach Abreaktion/Aushärtung dieses Verbundsystemes, dann der Boden-/Wandbelag angebracht werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Einbausystem für Direktheizungen bzw. -kühlungen bei Oberflächen, bevorzugt von Böden.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Einbausysteme für Oberflächen-Direktheizungen bekannt. Bei diesen Arbeitsweisen werden Lastenverteilungsschichten wie Zement-Estriche mit durchzogenen Heizleitungsrohren üblicherweise als Heiz-Estriche in Nutzräume eingebaut.
Als Nachteilig hat sich hierbei herausgestellt, dass die Reaktionszeiten dieser Systeme äußerst träge sind, insbesondere wenn die Außen-Temperaturen stark schwanken. Ein "kurzes Aufheizen" dauert Stunden und ein "kurzes Abheizen" Tage. Hierdurch geht unnötig viel Energie verloren.
Für die Herstellung einer Direktheizung oder -kühlung bieten An- und/oder Einbausysteme sowohl für Handwerker, als auch täglich dem Endverbraucher in der Praxis neue Möglichkeiten.
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein neues Einbausystem für Direktheizungen bzw. -kühlungen bei Oberflächen zu schaffen, welches bei gleich bleibender Belastbarkeit einen kostengünstigeren und schnelleren Einbau sowie eine Senkung der Energiekosten ermöglicht.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Einbauverbundsystem für Direktheizungen bzw. -kühlungen bei Oberflächen mit den Merkmalen des Anspruches 1. Die nach geordneten Ansprüche 2 bis 16 offenbaren weitere Ausgestaltungsvarianten der Erfindung.
Kern der Erfindung ist, dass das neue Einbauverbundsystem einen kostengünstigeren und schnelleren Einbau sowie eine Senkung der Energiekosten ermöglicht, da schon beim Transport, durch Einschluss des Rohrleitungs-Systems in wärmedämmende Hartschaumplatten, der Energieverlust an Temperatur im Vorlauf des aufgeheizten Wassers gemindert wird.
In vorteilhafter Ausgestaltung bestehen die Hartschaumplatten aus handelsüblichen Materialien, z. B. aus Vorder- und Rückseitig speziell beschichteten extrudierten Polystyrol-Hartschaumplatten (XPS) oder auch expandierten Polystyrol-Hartschaumplatten (EPS). Die Beschichtungsart, verstärkt durch Einbettung von Glasfasergewebe, kann zementärer oder nichtzementärer Stoffart sein. Nicht zementäre Beschichtungsarten sind vor dem Ausschneiden der Fixierkanäle mit einem 2-komponentigen Kunstharzklebstoff und einer anschließender Absandung zu Erhöhung der Griffigkeit an der Konstruktionsoberfläche vor zu behandeln.
Der Vorteil bei Hartschaumplatten dieser Bauart ist, dass diese im Verbund zum Untergrund, wie z. B. Beton, Holz usw., mit einem Haftmittel, vorzugsweise Fliesenkleber, oder schwimmend lose auf Untergründe und miteinander, verklebt werden können, wobei abgrenzend zum Wandbelag umlaufend flexible Randstreifen einzubauen sind.
Die Funktionsweise des neuen Systems wird nachfolgend beschrieben.
Mit einem auf das Heizleiter-System abgestimmten profilierten Aussparwerkzeug werden vor Ort, passend zum Rohrquerschnitt – bei mit Wasser betriebenen Heizungsanlagen ist das bevorzugtes Maß hierfür 16 mm Durchmesser – aussparende Kanäle in die Hartschaumplatten für den/die Energieträger, vorzugsweise in Form von Heizleitungen und/oder -drähten, frei geschnitten.
Anschließend wird der/die Energieträger, z. B. 1 mm aus der Hartschaumplatte herausragend, lose in die nach oben offene Aussparung eingedrückt und somit fixiert. Üblicherweise werden die Energieträger/Heizleiter, je nach Wärmebedarf – z. B. in 10 cm Abständen, wie in Privatbädern gefordert – fortlaufend parallel zueinander, jeweils in einem Strang, am Versorgungskasten beginnend und endend, angeordnet und eingebaut. Diese Art des Einbaus kann in an der Wand oder im Boden verklebten Hartschaumplatten angewandt werden.
Nach erfolgtem Einbau des oder der Heizleiter wird ein flächig ausgebildeter Metallkörper, vorzugsweise eine gelochte Aluminium-Matte, bevorzugt in 1 mm Materialstärke und mit einem Mindest-Lochanteil von 50%, direkt auf die herausstehenden Energieträger/Heizleiter, jeweils 5 cm überlappend, als Wärmeleitmatte, lose positioniert und angeordnet.
Anschließend wird die gesamte Belagsoberfläche der Alu-Lochmatten mit hierfür geeignetem Fliesenkleber, vorzugsweise einem flexiblen Fliesenkleber der Güteklasse C2 TE nach DIN EN 12004 oder Güteklasse S1 nach DIN EN 12002, hohlraumfrei im Verbund bis zur Hartschaum-Bauplatte geschlossen.
Nach Austrocknung der Spachtelung, kann diese mit Fliesen oder anderen Nutzbelägen belegt werden.
Aufgaben der einzelnen System-Komponenten:
Folgend wird die Erfindung anhand von Ausführungen näher und in weiteren Details erläutert, zudem wird ergänzend auf die Figuren Bezug genommen. Es zeigen in schematischen Darstellungen:
1: einzelne Elemente des neuen Einbau-Verbundsystemes in Schnittdarstellung;
1a: die Verlegung von Hartschaumplatten;
2: den prinzipiellen Aufbau des neuen Einbauverbundsystems;
2a: den Aufbau nach 2 im Grundriss und
3: den Aufbau und die Anordnung einzelner Elemente in Perspektivdarstellung.
Die Hartschaumplatten 4 haben die Aufgabe eines Konstruktionsträgers auf einem Untergrund 11, z. B. an einer Wand und/oder einem Boden, auf dem sie mit Hilfe eines ersten Haftmittels, vorzugsweise einem Fliesenkleber, zur Festlegung des Einbauverbundsystems 1, angebracht werden; zudem bilden sie eine Wärmeabgrenzung zum Untergrund 11 und ermöglichen durch in ihnen angebrachte, nach oben offene, Kanal-Aussparungen 8, eine feste Fixierung des/der Energieträger 3, hier in Form eines Heizleiters 3. Zugleich dienen sie der Aufnahme und Verteilung von Belastungen.
Die Aussparungen 8 mit geöffneter Oberflächenseite fixieren die Heizleiter 3 und können maschinell jeder Raumvorgabe individuell angeglichen werden.
Ein profiliertes Aussparwerkzeug-Sortiment zur exakten Fixierung, ist auf alle gängigen Heizleiter-Durchmessermaße, bei Wasser von 8 mm bis 20 mm, abgestimmt; für Elektro-Heizdrähte ist das Aussparwerkzeug auf eine Aussparung 8 von 3 mm Höhe auf 10 mm Breite begrenzt.
Die Heizleiter 3 sorgen für den Energietransport und die Wärme-Einspeisung.
Ein flächig ausgebildeter Metall-Körper 5, vorzugsweise in Form einer Alu-Matte, bevorzugt im Format 100 cm × 200 cm und in 1 mm Materialstärke und mit einem Mindest-Lochanteil von 50%, hat durch direkten Kontakt auf den Heizleitern 3 liegend, als wärmeleitfähiges Element die Aufgabe des Wärmeverteilers über das zweite Haftmittel 2', vorzugsweise ebenfalls ein Fliesenkleber, an die Oberfläche.
Die Materialeigenschaft von Aluminium hinsichtlich der Wärmeleitfähigkeit ist ca. 4-fach höher gegenüber der von Stahl. Des weiteren hat die Alu-Lochmatte 5 die Aufgabe, die auf das System einwirkenden Belastungen flächenmäßig zu verteilen und das gesamte Einbauverbundsystem 1 konstruktiv zu steifen. Außerdem schützt die Alu-Lochmatte 5 die Einergieträger/Heizleiter 3 vor Beschädigungen z. B. bei Reparaturarbeiten.
Für die Verlegung von Fliesen- und Natursteinbelägen hinsichtlich des Ausdehnungskoeffizienten, der bei 0,0238 mm/m/K liegt, sind die marktüblichen bekannten Einbauhinweise sowie Merkblätter geltend.
Durch die geringe Energiespeicherung bei dieser Bauart erfolgt die Wärmeabgabe besonders schnell und wirkungsvoll an die Oberfläche. Entsprechend schnell reagiert dabei die Heizanlage gegenüber dem zu erreichenden Raumklima durch Reduzierung von Energiezufuhr.
Die Nutzung der Oberfläche des Einbauverbundsystems 1 kann beliebig mit Fliesen-, Natursteinplatten, mineralischen Beschichtungen, Kork, Holz u. v. m. belegt werden.
Auf wetterbedingte Temperaturschwankungen kann mit diesem neuen Einbauverbundsystem 1 effektiv und schnell reagiert und die Vorheiztemperaturen entsprechend angeglichen werden. Sein rationeller Einbau sorgt für eine sichere flexible Umsetzung mit kostenreduzierten kurzen Einbauzeiten, da die Verwendung eines üblichen Estrichs als Lastenverteilungsschicht mit Trocknungszeiten entfällt und der Einbau des Systems 1 in einem Arbeitsgang, einschließlich Verlegen der Boden- oder Wandbelages 6 in Form von Fliesen o. ä. erfolgen kann.
Die Metalleinlage, vorzugsweise in Form einer Alu-Lochmatte 5, erhöht zusätzlich die Belastbarkeit an Flächen- und Punktbelastungen und die Heizleiter 3 sind zusätzlich vor Beschädigungen bei Reparaturarbeiten an Oberflächenbelägen geschützt.
Durch eine verminderte Zusammendrückbarkeit der Gesamtkonstruktion als Verbundsystem auf dem Untergrund, wird die übliche Verformung durch Belastung, wie z. B. bei Heiz-Estrichen auftretend, sowie ein Abreißen von Dehnfugen in den Randzonen verhindert.
Die Konstruktion insgesamt, wirkt Druck entkoppelnd gegenüber Gebäudespannungen und kann auf unterschiedlichsten Untergründen, wie z. B. Holz, eingebaut werden.
Das neue Einbauverbundsystem 1 weist ein besonders geringes Eigengewicht und einen äußerst geringen Konstruktionsquerschnitt (bei einem 16 mm Rohrleitungssystem nur 22 mm und bei einem 12 mm Rohrleitungssystem oder noch kleinerem Nennmaß nur 17 mm)) auf. Dadurch kann es z. B. bei der Altbausanierung problemlos eingebaut werden.
In einer zweiten Ausführung/Verwendung des neuen Einbauverbundsystems 1 werden als Energieträger 3 Elektroheizleiter verwendet. Der Einbau von Elektro-Fußbodenheizungen mit Wärmeverteilungsmatten nach diesem System erfolgt im Aufbau gleich, wobei eine Aussparung mit fester Fixierung des Heizdrahtes 3 nicht erforderlich ist.
Die fortlaufende, nach oben offene, Kanal-Aussparung 8 an der Oberfläche der Hartschaumplatte 4 ist 3 mm tief und 10 mm breit, wobei der auf einer Rolle gelieferte Heizdraht (lose ohne Netzfixierung) in den ausgesparten Kanal eingelegt und mit Klebeband fixiert wird.
Anschließend werden die Wärmeleitmatten, ebenfalls in Form eines flächig ausgebildeten Metallkörper 5, auch hier vorzugsweise Alu-Matten, 5 cm überlappend lose positioniert und mit dem bereits erwähnten zweiten Haftmittel, bevorzug ebenfalls ein Fliesenkleber 2' im Verbund zur Hartschaumplatte 4 eingebettet.
Die Energiespeicherung bzw. -abgabe an den Raum/die Umgebung, erfolgt durch den im Verbund verlegten Boden- und/oder Wandbelag in Form von z. B. Fliesen- oder Naturstein an der Konstruktionsoberseite.
Mit dieser zweiten Ausführungsvariante werden unter anderem die folgenden Vorteile erzielt:

• Die Energieträger 3 in Form von Elektroheizleitern/Heizdrähten sind vor Schäden durch Reparaturen (z. B. die Auswechselung von verschleißbedingtem Boden- oder Wandbelag) geschützt.
• Diese Einbauart birgt eine enorme Kostenersparnis schon im Einbau in sich; der Fertigeinbau von z. B. 5 qm Bodenheizung einschließlich dem Verlegen des Boden- und/oder Wandbelages halbiert die Kosten an Zeit und Material.
• Das Wärmedämmsystem in Form von Hartschaumplatten 4 verhindert ein Aufheizen angrenzender Bauteile, zudem sorgt diese Konstruktion für eine Druck entkoppelnde Wirkung gegenüber Spannungen und Rissen im Untergrund und hat einen minimalen Gesamtaufbau ab 8 mm als Einbauverbundsystem 1 in Altbauten.
• Durch den Einbau von Alu-Wärmeleitmatten 5 kann der Heizleiterabstand ohne abfallenden Verlust an Wärmezufuhr von einem geforderten maximalen Heizdrahtabstand von 14 cm für 20 qm große temperierte Räume mit Zusatzheizung, auf 20 cm Abstand erhöht und somit bei gleich bleibender Wattzahl eine um 40% größere Fläche erreicht werden. Durch diese Bauweise werden unnötige Energie-Kosten vermieden.

Die vorstehend identifizierten Zeichnungsmerkmale zeigten zwar mehrere bevorzugte Ausführungsformen, jedoch werden auch andere erfindungsgemäße Ausführungsformen wie in der Diskussion erwähnt, erwogen. Diese Offenbarung bietet veranschaulichende erfindungsgemäße Ausführungsformen als Beispiele und nicht als Einschränkungen. Der Fachmann kann zahlreiche andere Modifikationen und Ausführungsformen ersinnen, welche in den Rahmen und den Geist der erfindungsgemäßen Prinzipien fallen.

1: Einbauverbundsystem
2, 2': Haftmittel
3: Wärme-/Energieträger
4: Hartschaumplatten
5: flächig ausgebildeter Metallkörper
6: Boden-/Wandbelag
7: Raumwände
8: (Kanal-)Aussparung in Pos. 4
9: Styropor
10: Randstreifen
11: Untergrund

Claims

Einbauverbundsystem für Direktheizungen bzw. -kühlungen in oder an (Gebäude-)Oberflächen, bestehend aus mehreren Systemschichten, die vom, z. B. aus Beton oder Holz gebildeten, Untergrund (11) ausgehend wie folgt aufgebaut sind: – auf dem Untergrund (11) ist ein erstes Haftmittel (2) aufgetragen, auf dieses folgt – eine wärmedämmende Hartschaumplatte (4) – ein Konstrunktionsträger –, die wenigstens eine Aussparung zur Aufnahme von Wärme-/Energieträger (3) aufweist, auf dieser folgt, – ein flächig ausgebildeter Wärmeverteiler (5) sowie darauf – ein zweites Haftmittel (2'), und auf welches, nach Abreaktion/Aushärtung dieses Verbundsystemes, dann der Boden-/Wandbelag angebracht werden kann.
Einbauverbundsystem für Direktheizungen bzw. -kühlungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Haftmittel (2) und/oder das zweite Haftmittel (2') ein Fliesenkleber ist.
Einbauverbundsystem für Direktheizungen bzw. -kühlungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (8) kanalartig und nach oben offen ist.
Einbauverbundsystem für Direktheizungen bzw. -kühlungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärme-/Energieträger (3) wenigstens ein Fluidleiter und/oder Heizdraht ist, der vorzugsweise mäandrierend verlegt ist.
Einbauverbundsystem für Direktheizungen bzw. -kühlungen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidleiter (3) 1 mm aus der Hartschaumplatte (4) herausragend in die nach oben offene Aussparung eingedrückt und fixiert wird.
Einbauverbundsystem für Direktheizungen bzw. -kühlungen nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der flächig ausgebildete Wärmeverteiler, der Metallkörper (5) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht.
Einbauverbundsystem für Direktheizungen bzw. -kühlungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Alu-Matte (5) 1 mm Materialstärke aufweist.
Einbauverbundsystem für Direktheizungen bzw. -kühlungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Alu-Matte (5) auf ihrer Unter- und Oberseite durchsetzende Durchbrüche aufweist.
Einbauverbundsystem für Direktheizungen bzw. -kühlungen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächen der Durchbrüche in der Alu-Matte zusammen über 50% der Gesamtoberfläche selbiger betragen.
Einbauverbundsystem für Direktheizungen bzw. -kühlungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeverteielr (5) nach seinem Einbau direkten Kontakt zum Wärme-/Energieträger (3) hat.
Einbauverbundsystem für Direktheizungen bzw. -kühlungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweige Haftmittel (2') hohlraumfrei im Verbund bis zur Hartschaumplatte (4) aufgebracht wird.
Einbauverbundsystem für Direktheizungen bzw. -kühlungen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessung der Fläche eines Wärmeverteilers, insbesondere der Alu-Lochmatte (5) Standardmaße oder eine 8-eckige Formgebung aufweist.
Einbauverbundsystem für Direktheizungen bzw. -kühlungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Verlegbarkeit der Systemschichten eine Markierungsschablone vorgesehen ist, deren vorgegebene Biege-Radien einen Betrag von 45 mm bis 120 mm Innenmaß aufweist.
Einbauverbundsystem für Direktheizungen bzw. -kühlungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Konstruktionsaussteifung mit flexiblem Fliesenkleber (2, 2') der Güteklasse C2 TE nach DIN EN 12004 und Güteklasse S1 nach DIN EN 12002 oder Vergussmassen nach DIN EN 13813 erfolgt.
Einbauverbundsystem für Direktheizungen bzw. -kühlungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Konstruktionsträger aus extrudiertem (XPS) oder expandiertem (EPS) Polystyrol-Hartschaum in Plattenform mit vorder- und rückseitiger zementärer oder nichtzementärer Beschichtung, wie z. B. einem Beschichtungsgemisch aus Kunstharzen und Härter mit abgesandeter Oberfläche und eingearbeitetem Glasfasergewebe, besteht.
Einbauverbundsystem für Direktheizungen bzw. -kühlungen nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftmittel (2; 2') 2-komponentig sind.