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Beheizte Fußbodenkonstruktion
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Die Erfindung betrifft eine beheizte Fußbodenkonstruktion mit Heizregister
und über den Heizregistern verlegtem Fliesenbelag.
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Es ist eine Bodenkonstruktion bekannt, bei der das Heizregister in
einer isolierenden Grundplatte versenkt angeordnet ist, und zwar in Aussparungen
dieser isolierenden Grundplatte, die nach oben zur Oberseite der Grundplatte hin
offen sind. Auf der Grundplatte liegt eine Metallplatte auf. Auf der Metallplatte
ruht ein mindestens 55 mm starker Estrich, auf dem die Fliesen entweder in der erhärtenden
Estrichmasse verlegt oder aufgeklebt sind.
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Nachteilig bei der bekannten Konstruktion ist, daß über der Metallplatte
noch mindestens eine Konstruktionshöhe von 60 mm zustandekommt. Dieser Nachteil
ist besonders gravierend bei der Sanierung oder Änderung von Altbauten, wo diese
große Konstruktionshöhe nicht von vornherein berücksichtigt werden kann.
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Im Zusammenhang mit der Sanierung oder Reparatur von Altbauten ist
es auch ein erheblicher Nachteil, daß der Estrich als feuchte, später erhärtende
Masse aufgetragen werden muß, was bei den häufig aus Holz bestehenden Deckenkonstruktionen
wegen der unvermeidlichen Durchnässung dieser Deckenkonstruktionen zu großen Schwierigkeiten
führen kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine beheizte Fußbodenkonstruktion
anzugeben, die mit geringerer Konstruktionshöhe und unter Vermeiduny von naß einzubauender
Estrichschicht verlegt werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß
der Fliesenbelag vorfabrizierte Kunststoffbetontafeln mit darauf befestigten Keramikfliesen
umfaßt.
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Es ist auch schon bekannt gewesen, bei der Verlegung von textilen
Bodenbelägen und Kunststoffbodenbelägen feucht zu verlegende Estrichschichten dadurch
zu vermeiden, daß unmittelbar auf eine über dem Heizregister liegende Metallplatte
der textile Bodenbelag oder der Kunststoffbelag aufgebracht wurde.
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Diese bekannten Fußbodenkonstruktionen konnten jedoch den Erfindungsvorschlag
nicht nahelegen, weil bei der Verlegung von textilen Bodenbelägen und Kunststoffbodenbelägen
keine Rücksicht auf mangelnde Biegefestigkeit der Fliesen geübt werden mußte, welche
andererseits bei Fliesenbelägen gerade den Anlaß für die Verwendung von dicken Estrichschichten
gegeben hat.
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Schließlich war es zum Anmeldezeitpunkt auch bekannt, Keramikplatten
für Gartenbeläge in Form von vorgefertigten Kunststoffbetontafeln bereitzustellen,
welche auf einer Seite mit dem Fliesenbelag versehen war. Eine Verwendung solcher
mit Fliesen belegter, vorfabrizierter Kunststoffbetontafeln für den Innenbereich
ist aber bisher nie in Betracht gezogen worden.
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Es hat sich gezeigt, daß bei erfindungsgemäßer Ausbildung einer beheizten
Fußbodenkonstruktion, die Kunststoffbetontafeln mit so geringer Wandstärke eingebaut
werden können, daß keine wesentlichen Wärmedurchgangsprobleme mehr bestehen. Weiter
hat sich gezeigt, daß die Wärmeleitfähigkeit der Kunststoffbetontafeln ausreicht,
um in vielen Anwendungsfällen auf die bisher eingesetzten Metallplatten aus Eisen
oder Aluminium zu verzichten.
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Die Kunststoffbetontafeln können mit einer Wandstärke von unter 3
cm zur Anwendung gebracht werden, wobei diese 3cm die Dicke der Keramifliesen bereits
mit einschließen, die
in der Regel bei 0,5 bis 1 cm liegen. Natürlich
hängt die im einzelnen anzuwendende Dicke von der Biegefestigkeit des Materials
ab, die wieder von der individuellen Mischung abhängig ist.
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In der Regel wird man die Kunststoffbetontafeln auf eine Flächenausdehnung
von 0,3 bis 1,0 m einstellen, bei einem Achsenverhältnis vorzugsweise von 1:1 bis
1:5, wobei unter Achsenverhältnis die Ausdehnung in zwei zueinander senkrechten
Richtungen verstanden wird. Bei dieser Größe der Kunststoffbetontafeln und der weiter
oben erwähnten Dicke von bis zu-3 und vorzugsweise ca. 3 cm ergeben sich Tafelgewichte,
die einerseits noch von der Verlegemannschaft ohne Zuhilfenahme schwerer mechanischer
Transporthilfsmittel verlegt werden können, andererseits so schwer sind, daß der
Halt am Boden ggf. auch ohne zusätzliche mechanische Befestigungsmittel allein durch
die Schwerkraft gewährleistet ist.
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Unter Kunststoffbetontafeln versteht man Tafeln, die neben einem Kunststoff
als Bindemittel insbesondere einen mineralischen Füller und hier wieder insbesondere
einen Sand enthalten, wie er zur Herstellung von Zementbeton üblich ist.
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Als Kunststoffbindemittel kommen Polyacrylharze, Epoxyharze und Polyesterharze
in Frage, vorzugsweise Acrylharze, die vom Preis und von dem notwendigen Gehalt
in der Mischung her besonders geeignet sind. Es hat sich gezeigt, daß man bereits
bei einem Bindemittelanteil von unter 20% zu einer ausreichenden Biegefestigkeit
der Platten kommt, jedenfalls wenn man die oben erwähnten Flächen- und Drkendimensionen
einhält und daß man insbesondere bei Harzen auf der Basis von Acrylsäure und Alethacrylsäure
sogar mit Bindemittelgehalt von weniger als 5 Cew.%, bezogen auf
das
Gemisch Harz-Bindemittel auskommt.
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Die erfindungsgemäß zur Anwendung kommenden Xunststoffbetontafeln
können mit einer Metallbewehrung, vorzugsweise in Form eines Metallnetzes oder Metallgitters
ausgeführt sein, wobei eine solche Metallbewehrung insbesondere als Bewehrung der
einzelnen Kunststoffbetontafeln gedacht ist, welche in die einzelnen Kunststoffbetontafeln
vor dem Erhärten des die Tafeln bildenden Baustoffs eingebracht wird oder auch nachträglich
an der Unterseite der Tafeln angebracht, beispielsweise angeklebt wird. Dementsprechend
liegt die Metallbewehrung bevorzugt nahe oder an der fliesenfernen Seite der Kunststoffbetontafeln,
was sowohl im Hinblick auf die Herstellungtechnik als auch im Hinblick auf die mechanische
Beanspruchung günstig ist. Die Metallbewehrung kann neben der Erhöhung der mechanischen
Festigkeit zusätzlich die Funktion der Verbesserung der Wärmeleitung in der Ebene
des Bodens erfüllten, so daß auf die bisher angewandten Metallplatten einmal mehr
verzichtet erden kann.
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Es ist nicht unter allen Umständen notwendig, die aneinander angrenzenden
Tafeln miteinander dicht zu verbinden; es ist auch denkbar, daß man zwischen aufeineinanderfolgenden
Kunststoffbetontafeln bewußt Spalte bestehen läßt, zum einen, um die Wärme von den
Heizregistern durch diese Spalte nach oben treten lassen zu können, zum anderen
u.U. auch um die Möglichkeit zu bieten, daß auf der Oberseite der gefliesten Kunststoffbetonplatten
angesammelten Schmutz durch die Fugen zwischen benachbarten Kunststoffbetontafeln
in einen Sammelraum zu kehren, der allenfalls in großen Abständen gereinigt wird.
In der Regel wird man allerdings bemüht sein, zwischen einander benachbarten Kunststoffbetontafeln
eine Abdichtung zu schaffen. Hierzu können die Kantflächen der Kunststoffbetontafeln
beispielsweise
mit Nuten versehen sein und diese Nuten dichtungsschnüre, vorzugsweise elastische
Dichtungsschnüre aufnehmen, so daß auch dem Wärmeausdehnungsverhalten der Kunststoffplatten
Rechnung getragen ist. Alernativ hierzu könnendie Kunststoffbetontafeln an ihren
Kantflächen auch mit Nut-oder Federprofilen versehen sein, beispielsweise in der
Weise, daß von rechteckigen Kunststoffbetontafeln jede jeweils längs zweier Kanten
eine Feder und längs zweier Kanten eine Nut aufweist. Unter Umständen ist das Wärmeausdehnungsproblem
der Kunststoffbetontafeln unkritisch, beispielsweise in gleichmäßig temperierten
Räumen; hier kann man auf Dehnungsausgleichsfugen verzichten und man kann sogar
daran denken, die Kunststoffbetontafeln durch Bewehrungsdrähte zu verbinden, welche
durch bodenparallele Kanäle der Kunststoffbetontafeln verlaufen und sogar vorgespannt
sein können.
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Die Fliesen können auf den Kunststoffbetontafeln durch das Kunststoffbindemittel
fixiert sein; man bringt in diesem Fall die Fliesen auf den noch nicht erhärteten
Kunststoffbeton auf.
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Es ist aber auch denkbar, die Fliesen auf den bereits erhärteten Kunststoffbetontafeln
zu fixieren, etwa durch einen auf die erhärteten Tafeln aufzutragenden Haftvermittler.
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Wenn man einen typischen Fliesencharakter des Bodenbelags erzielen
will, kann man die Zwischenräume zwischen den Fliesen und ggf. auch zwischen den
Kunststoffbetontafeln wenigstens teilweise mit herkömmlichem Fliesenverfugungskitt
verfugen.
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Dabei kann man beim Verlegen der Fliesen auf den Kunststoffbetontafeln
darauf achten, daß die Randabstände der randständigen Fliesen von den Rändern der
Kunststoffbetontafeln im Verhältnis zu den Abständen benachbarter Fliesen innerhalb
einer Kunststoffbetontafel derart bemessen werden, daß zwei einander über eine Fuge
zwischen zwei Tafeln hinweg benachbarte Fliesen
voneinander den
gleichen Fugenabstand haben wie zwei Fliesen, die innerhalb einer Tafel liegen.
Die Verlegung der die Fliesen tragenden Kunststoffbetontafeln ist an sich unkritisch,
einmal wegen der hohen Biegefestigkeit der Kunststoffbetontafeln, zum anderen wegen
des bereits erwähnten,verhältnismäßig großen Gewichts, das sogar die Notwendigkeit
einer besonderenFixierung u.U. meiden hilft. Da die Heizregister in der Regel nicht
steif und auch nicht exakt genug verlegt sind, um ihrerseits als Träger für die
Kunststoffbetontafeln benutzt werden zu können, kann man beispielsweise die Fliesentafeln
auf einem Traggerüst auflagern, innerhalb dessen die Heizregister verlegt sind,
wobei sich das Traggerüst seinerseits auf einem üblichen Boden, sei es Betonboden,
sei es - etwa im Falle von Altbausanierung -Fehlboden, abstützen. Die Heizregister
können dabei innerhalb des Traggerüsts auf einer Isolierschicht verlegt sein. Als
Traggerüst kommen z.B. T-Träger oder Doppelt-T-Träger in Frage, deren Oberflansche
die Kunststoffbetontafeln aufnehmen, etwa in der Weise, daß auf jeweils einem Oberflansch
eines T-Trägers oder Doppel-T-Trägers zwei Kunststoffbetontafeln zusammenstoßen.
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Dabei können die Kunststoffbetontafeln im Fugenbereich auf elastischem
Fugenmaterial verlegt sein, welches ggf. wenigstens teilweise zwischen die Fugen
eintritt. Dieses Fugenmaterial kann dauerelastisch sein, so daß eine satte und gleichzeitig
in gewissem Maße federnden Auflage der Kunststoffbetonplatten auch während langer
Gebrauchsdauer sichergestellt ist.
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Alternativ ist es auch möglich, die Kunststoffbetontafeln unmittelbar
auf einer Isolierschicht, beispielsweise auf einer Schaumstoffisolierschicht, zu
verlegen, welche in nach oben offenen Ausnehmungen die Heizregister aufnehmen, wobei
die Heizregister möglichst nahe, am besten in körperlicher Berührung zu den Kunststoffbetontafeln
stehen.
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Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß bei Anwendung des Erfindungsvorschlags
sich die Bauhöhe der Fußbodenkon-struktion stark verringert und das Flächengewicht
entsprechend verringert wird, was besonders bei Altbausanierung bedeutsam ist. Der
durch das nasse Einbringen von Estrichmassen gefürchtete Bauschmutz kann vermieden
werden.
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Versuche mit Polyacrylharz-Betontafeln in den oben angegeben Flächenmaßen
haben gezeigt, daß man u.U. bereits mit Wandstärken der reinen Tafel von 10 mm auskommt.
Der Polyacrylharzbeton ist auch den in Frage kommenden Wärmebelastungen durch die
Heizregister und andere in Betracht zu ziehende Wärmequellen gewachsen.
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Die beiliegenden Figuren erläutern die Erfindung. Es stellen dar:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Fußbodenkonstruktion nach einer
ersten Ausführungsform, Fig. 2 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Fußbodenkonstruktion
nach einer zweiten Ausführungsform, Fig. 3 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße
Fußbodenkonstruktion nach einer dritten Ausführungsform, Fig. 4 einen verößerten
Schnitt durch die Stoßstelle und gleichzeitig Auflagerstelle zwischen zwei benachbarten
Kunststoffbetonplatten, Fig 5 einen Schnitt entsprechend demjenigen von Fig. 4 bei
einer abgewandelten Stoßausbildung und
Fig. 6 einen Schnitt entsprechend
Fig 4 bei einer nochmals abgewandelten Stoßausbildung.
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In Fig. 1 ist die Unterkonstruktion, beispielsweise eine Massivdecke,
mit 10 bezeichnet. Auf dieser Massivdecke 10 liegt eine Isolierschicht 12 aus beispielsweise
Hartschaumstoff auf. In die Oberfläche 14 dieser Isolierschicht 12 sind Nuten 16
eingefräst, in welche ein Heizregister 18 eingelegt ist; das Heizregister 18 ist
beispielsweise von Wasser führenden Rohren 20 gebildet. Auf der Isolierschicht 12
liegen Kunststoffbetonplatten auf, welche als Kunststoffbindemittel ein Acrylharz
enthalten, als Füller einen Sand oder fein gemahlenen Kies, wie er für üblichen
Beton mit hydraulischem Bindemittel (Zement) verwendet wird. Ein hydraulisches Bindemittel
ist jedoch in den hier zur Anwendung kommenden Kunststoffbetonplatten in der Regel
nicht gegenwärtig. Im Beispielsfall bestehen die Kunststoffbetonplatten aus einem
Acrylbeton mit den physikalischen Eigenschaften gemäß Seite 16. Die Wandstärke der
Acrylbetonplatten beträgt 20 mm. Die Flächenausdehnung der Platten ist 70 cm x 70
cm (das sind ca. 0,5 m2 bei einem Achsenverhältnis von 1:1). Auf den Acrylbetonplatten
22 sind übliche keramische Bodenfliesen 24 verlegt. Diese Bodenfliesen haben eine
Wandstärke von 10 mm und eine Flächenausdehnung von 100 mm x 100 mm. Die keramischen
Fliesen 24 sind auf den Acrylbetonplatten 22 dadurch fixiert worden, daß sie unmittelbar
in die noch nicht erhärtete Acrylbetonmasse eingelegt wurden. Die Fugen 26 zwischen
benachbarten Keramikfliesen 24 sind mit Fugenkitt 28 verfugt. Auch die Fugen zwischen
benachbarten Acrylbetontafeln 22 sind,wie bei 30 ersichtlich, durch Fugenkitt aufgefüllt.
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In Fig. 2 erkennt man wieder eine Deckenkonstruktion 110 aus üblichem
Beton. Auf dieser Deckenkonstruktion 110 ist ein Traggerüst 134 verlegt, welches
von Doppel-T-Trägern 136
gebildet ist. Auf den Oberflanschen 138
dieser Doppel-T-Träger 136 liegen die Acrylbetonplatten 122 auf. Zur stofflichen
Zusammensetzung der Acrylbetonplatten ist noch nachzutragen, daß diese beispielsweise
Polymethylmethacrylat als Kunststoffbindemittel enthalten können (PMMA). Zwischen
den Keramikfliesen 124 und den Kunststoffbetonplatten 122 ist auch hier Fugenkitt
128 eingebracht. Die Heizmittel führenden Rohre 120 des Heizregisters 118 sind hier
zwischen den Doppel-T-Trägern 136 verlegt. Eine besondere Isolierung ist nicht vorgesehen.
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In der Ausführungsform nach Fig. 3 sind analoge Teile mit gleichen
Bezugszeichen versehen wie in Fig. 2, jeweils vermehrt um die Zahl 100. Zum Unterschied
gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 2 sind in der Ausführungsform nach Fig.
3 die Heizmittel führenden Rohre 220 auf einer Isolierschicht 242 verlegt, die feldweise
zwischen den Doppel-T-Trägern 236 angeordnet ist.
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In Fig. 4 erkennt man ein Detail aus einer Konstruktion nach Fig.
2 oder Fig. 3. Man erkennt, daß die Acrylbetonplatten 122 auf den Oberflanschen
138 der Doppelt-T-Träger unter Vermittlung eines dauerelastischen Kitts 146 aufliegen,
der sich teilweise in die Fugen zwischen benachbarten Acrylbetonplatten 122 hinein
erstreckt und von dem Fugenfüllkitt 128 bedeckt ist.
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In der Ausführungsform nach Fig. 5 liegen die im übrigen wie in Fig.
2 angeordneten Acrylbetonplatten 122 unmittelbar auf den Oberflanschen 138 der Doppel-T-Träger
auf. Hier sind die Kantflächen der Acrylbetonplatten 122 mit Nuten 148 von Halbkreisquerschnitt
versehen. In diese Nuten sind Schnüre aus elastischem Material eingelegt.
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Die Fig. 5 läßt auch erkennen, daß in den Acrylbetonplatten 122 Bewehrungsgitter
aus Metall eingelegt sind, welche mit 150 bezeichnet sind. Fig. 6 zeigt eine Abwandlung
gegenüber Fig. 5,in der die Acrylbetonplatten 122, die im übrigen so wie in Fig.
2 dargestellt, verlegt sind, mit Feder 152 und Nut 154 ausgeführt sind. Außerdem
sind parallel zu den Hauptflächen der Acrylbetonplatten 122 Kanäle 154 vorgesehen.
Diese Kanäle 154 nehmen SparDdrähte 156 auf, die unter Vorspannung stehen können.
| Betonzusammen- Betonzusammen- |
| setzung A setzung B |
| Druckfestigkeit ßD |N/mm² | 112,6 | 124,7 |
| Biegezugfestigkeit |
| a) bei Raumtempe- | |
| rasur ßbz N/mm 25,3 33,6 |
| b) bei +50°C ßbz+50° N/mm² 24,9 28,8 |
| Spaltzugfe- |
| b) bei + 50° ß+50° N/mm² 12,3 11,5 |
| Schleifverschleiß |
| a) Betonierober- |
| seite |
| seite cm /50 cm 6,2 8,1 |
| b) Betonierunter- |
| seite cm³/50 cm²| 6,7 | 9,2 |
| Trockenrohdichte S kg/dm3 2,26 2,12 |
| Wasseraufnahme Vol.-t 0,46 0,42 |
| stat. E-Modul E N/mm2 37 550 27 635 |
| Temperaturdehnungs- | | | |
| koeffizient |
L e e r s e i t e