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Flächenheizungssystem mit einer Trockenestrichkonstruktion
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Fußbodenheizungen als Flächenheizungssystem haben in den letzten Jahren
sehr weite Verbreitung gefunden. Als V(:rteile gegenüber anderen Heizungssystemen
werden das argenehme Raumklima in bodenbeheizten Räumen und die gerirgen Vorlauftemperaturen
genannt. Geringe Vorlauftemperaturen sind besonders in Kombination mit Wärmepumpen
notwendig.
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Herkömmliche Fußbodenheizungen sind wie folgt aufgebaut: Auf der Rohdecke
wird eine Isolierung au4gelegt, die den Wärmedurchgang nach unten einschränken soll.
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Auf der Isolierung wird ein Befestigungssystem für Rohrschlangen aufgebaut.
Die Rohrschlangen, die später von Warmwasser durchströmt werden, werden nach einem
bestimmten Verlegeschema durch diese Befestigungselemente gehalten. Als Material
für die Rohre werden Kunststoffe, aber auch Metallrohre, verwendet.
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Das Rohrsystem wird in einen Estrich von 5 bis 7 cm Dicke eingebettet,
wobei in der Regel ein sogenannter Naßestrich eingebracht wird. Nachteilig ist bei
dieser Konstruktion die sehr hoh@ @hermische Trägheit de@ Heizungssystems und die
schlechte Zugängll@hkeit der
Rohre unter dem ausgegossenen und erhärteten
Estrich.
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Die hohe Trägheit des Systems bewirkt, daß Nachtabsenkungen oder generell
eine Absenkung der Heizung während der Nichtbenutzung der Räume oder des Hauses
wirtschaftlich praktisch nicht durchführbar sind. Wegen des Einbaus unter einem
gegossenen und erhärteten Estrich ist das Rohrsystem bei eventuellen Schäden nur
nach Aufhacken oder Aufbrechen des Estrichs zugänglich. Tritt ein Schaden in einer
Fußbodenheizung auf, muß ein Haus oder ein Raum mit hohem Arbeitsaufwand nahezu
in den Rohbauzustand zurückversetzt werden.
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Insbesondere aus diesen Gründen sind zahlreiche Versuche in der jüngsten
Vergangenheit unternommen worden, die thermische Trägheit von Fußbodenheizungssystemen
zu verringern und für eine bessere Zugänglichkeit des Rohrsystems zu sorgen. Dabei
werden anstelle des Naßestrichs Platten über dem Rohrsystem verlegt, die geringere
as sen in das Bauwerk einbringen und im Falle von Schäden am Rohrsystem entfernbar
angeordnet sind. Es werden relativ schwere Platten verwendet, wie z. B. Gipsfaserplatten
oder Asbestzementplatten oder auch Holzspar,-platten. Durch das schwere Material
soll ein guter Wärme durchgang vom Rohrsystem an die Bodenoberfläche erreicht werden.
Diese sogenannten trockenen Konstruktionen haben sich aber nicht bewährt, da die
Platten nicht ausreichend formbeständig sind. Es ergeben sich Verwerfungen an den
Platten, speziell ir.
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Randbereich, oder es kommt zu Schrumpfungserscheinunger.
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der Platten, so daß die Platten an den Stößen aufreißt.
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Zudem ergeben sich sehr ungleichmäßige Oberflächenteirperaturen wegen
der guten Leitung der Materialien, so daß Temperaturspitzen deutlich über 30° C
entstehen, was aus hygienischen und physiologischen Gründen nachteilig ist.
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Hinzu kommt, daß die Platten keine ausreichenden mechanischen Eigenschaften
aufweisen und zum größten Teil nicht ausreichend feuchtigkeitsbeständig sind. Unter
Punktlasten ergeben sich starke, elastische bzw. dauernde Verformungen.
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Versuche, den Hohlraum unter den Platten mit leichten, meistens geblähten
Füllmaterialien, wie z. B. Perlit, zu verfüllen, um eine Abstützung des Plattensystems
und eine bessere Verteilung der Wärme zu erreichen, brachten nicht den gewünschten
Erfolg, weil z. B. Perlit zu stark fließfähig ist und unter Belastung ausweicht,
so daß das Plattensystem uneben wird oder gar zerbricht.
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Aufgabe der Erfindung ist, eine neue Raumform einer Flächenheizung
mit einer Trockenestrichkonstruktion zu schaffen, deren Rohrsystem leicht zugänglich
ist und die eine gleichmäßigere Temperaturverteilung gewährleistet sowie üblichen
mechanischen Belastungen ohne Beeinträchtigung der Konstruktion standhält. Ausserdem
soll die neue Heizung auch als Wandheizung ausführbar sein.
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Diese Aufgabe wird durch ein Flächenheizungssystem mit einer Trockenestrichkonstruktion
gelöst, bei der auf einer ebenen, ggf. mit einer Wärmeisolierschicht ausgelegten
Deckenunterkonstruktion ein Rohrschlangensystem mit Befestigungs- und/oder Abstandhalterelementen
angeordnet ist und auf den Befestigungs-bzw. Abstandhalterelementen und/oder dergleichen
Elementen Platten aus mineralischen Stoffen verlegt sind, wobei der Hohlraum unter
den Platten mit einer Füllung aus einem körnigen, mineralischen, porfisen, in loser
.Schüttung eingebrachten Fiilltoff ausgefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daii
die Plat-
ten Gasbetonbauteile sind, die oberflächlich mit mindestens
einer Glasfasermatte bewehrt sind. Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung
besteht die Füllung aus einem Gasbetongranulat oder Schaumbetongranulat. Weitere
wesentliche Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 15.
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Durch das geringe Gewicht der Konstruktion kann die neue Flächenheizung
als Bodenheizung auch bei statisch nicht hoch belastbaren Decken eingesetzt werden.
Die langen Wartezeiten wie bei Naßestrich werden vermieden, und die Heizung ist
besonders für den Winterbau geeignet. Auch für den nachträglichen Ausbau von bereits
bewohnten Gebäuden ist die neue Heizung besonders geeignet.
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Die Gasbetonbauteile, die erfindungsgemäß verwendet werden, sind bekannt.
Sie werden in der DE-OS 28 54 228 beschrieben und zeichnen sich insbesondere dadurch
aus, daß die Glasfasermatte an der Oberfläche des Gasbetonteils angeordnet ist und
mit dem Gasbetonteil über eine erhärtete Mörtelschicht in Verbindung steht, wobei
die Mörtel schicht aus einem Zementmörtel und die Glasfasermatte aus Glasfasergewebe
bestehen kann. Die Glasfasermatt ist in der Mörtel schicht eingebettet und kontaktiert
die Oberfläche des Gasbetonteils, so daß die Gl asfasenmatte physikalisch, chemisch
und mechanisch in der @ Mörte@schicht verankert ist. VorzugswfXise sind die ilörtelschicht
1 bis 4, vorzugsweise 2 bis 2,5 mm,und das Gasbetonbauteil insgesamt 20 bis 60 mm
dick, wobei der Gasbeton eine Rohdichte von 0,3 bis 0,6 kg/dm3 aufweist. Das Gasbetonbauteil
kann auch aus mehreren nebeneinander angeordneten Platten bestehen, die entweder
lose, vorzugsweise aber mit Nut und Feder oder dergleichen unter-
einander
verbunden sind und von einer gemeinsamen Mörtelschicht abgedeckt werden, in der
die Glasfasermatte eingebettet ist. Die Glasfasermatte kann ein Glasfasergewebe
sein, das vorzugsweise aus mit einer Kunststoffschlichte überzogenen Glasfaserbündeln
besteht, wobei vorzugsweise Schuß und Kette des Glasfasergewebes parallel zu den
Kanten der Platten verlaufen. Vorteilhaft ist, wenn zwischen den Plattenseitenflächen
beim Verbund mehrerer Platten eine mit Mörtel ausgefüllte Fuge angeordnet ist.
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Der Mörtel ist vorzugsweise aus folgender Zusammensetzung hergestellt:
40 bis 70 Gew.-% Sand (Körnung 0 bis 0,5 mm) 25 bis 60 Gew.-% Bindemittel, vorzugsweise
Zement 3 bis'10 Gew.-% Kalkhydrat 0,3 bis 0,6 Gew.-% Methylzellulose.
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Anstelle der oder in Ergänzung zur Methylzellulose kann dem Mörtel
vorzugsweise eine 50:50 Styrol-Butadien-Latex-Dispersion zugesetzt sein, die auf
1:5 bis 1:10 mit Wasser versetzt ist. Der Mörtel ist vorzugsweise mit einem Wasserfeststoffaktor
von 0,3 aufgetragen worden.
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Diese bekannten Platten gewährleisten eine sehr gute Belastbarkeit,
wobei auch Punkt-Streifen- und/oder Flächenbelastungen, die auf die Oberfläche der
.v'onstruktion üblicherweise übertragen werden, ohne Bruch und Verformung aufgenommen
werden. Außerdem sind diese Platten beständig gegen die Einwirkung von Wasser oder
Wasserdampf, so daß keine Gefahr der Oberbodenablösung besteht. Überraschend ist,
daß
sich die Platten bei thermischer Wechselbelastung nicht verziehen, sondern die Formbeständigkeit
der Konstruktion garantieren. Dies war deshalb nicht zu erwarten, weil es sich bei
dem erfindungsgemäß verwendeten Gasbetonbauteil um ein Schichtverbundsystem handelt,
dessen Bestandteile unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzen. Offenbar
ist jedoch die Verankerung bzw. der Verbund der Schichten so elatisch, daß unterschiedliche,
wechselnde Wärmebedingungen oder Schwindungen ohne weiteres kompensiert werden können.
Die neue Konstruktion ist für alle Oberbodenbeläge geeignet.
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Ein weiterer besonderer und unerwarteter Vorteil gewährt die Verwendung
des an sich bekannten Gasbetonbauteils noch insofern, als sich eine außerordentliche
Vergleichmäßigung der Wärme an der Oberfläche der Konstruktion ergibt. Dies war
nicht zu erwarten, weil das Gasbetonbauteil sehr dünn ist und sich die Wärme in
der Regel bei dünnen Elementen wegen der schnelleren Durchgangsmöglichkeit bzw.
des kurzen Durchgangsweges ungleichmäßig verteilt. Offenbar sorgen der hohe Wärmedämmwert
des Gasbetons (0,15 bis 0,2 W/m und ° K) bei Rohdichten von 0,4 bis 0,6 kg/dm3 und
die Mörtelschicht im vorliegenden Fall für die gleichmäßige Verteilung der Wärme
trotz der geringen Dicke der Platte.
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Der hohe Wärmedämmwert des Gasbetons und das geringe Gewicht des erfindungsgemäß
verwendeten Gasbetonbauteils waren ein weiteres Hindernis, das die Verwendun,a nicht
nahegelegt hat. Die bisherige Lehren he7ug auf Fußbodenheizungen mit einer Trockenestrich-
konstruktion
ging in eine andere Richtung und schrieb vor, relativ schwere Platten zu verwenden,
deren Material einen hohen Wärmeleitwert besitzt, so daß insoweit ein Vorurteil
zu überwinden war.
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Die Füllung aus Gasbetongranulat bringt den besonderen Vorteil, daß
auch bei besonders hohen Punkt- oder Streifenbelastungen oder dergleichen die Lastverteilung
homogen auf die Unterkonstruktion übertragen wird, so daß die erfindungsgemäß verwendeten
Platten ideal abgestützt werden. Dabei hat sich gezeigt, daß ein Gasbetongranulat
im Korngrößenbereich von 0,12 bis 4 mm bei folgender Kornverteilung besonders geeignet
ist.
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0,12 bis 0,5 mm 3 bis 6 Gew.-,°S, vorzugsweise 5 Gew.-% 0,5 bis 3,15
mm 75 bis 85 Gew.-%, vorzugsweise80 Gew.-% 3,15 bis 4 mm 8 bis 12 Cew.-,8h, vorzugsweise
10 Gew.-% Das Granul@t entsteht beim Brechen von Gasbetonkörpern in Form eines unregelmäßigen,
hakigen Korns. Die Schüttung aus solchem Material fließt unter den üblichen Belastungen
nicht auseinander, auch dann nicht, wenn Vibrationen auftreten. Offensichtlich verhaken
und verkeilen sich die einzelnen Gasbeton-Granulatkörner wegen ihrer unregelmäßigen
Oberfläche so stark ineinander, daß sie unter Druckbelastung nicht ausweichen und
die Schüttung formstabil im Hohlraum sitzenbleibt.
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Die Gasbetonschüttung hat eine relativ geringe Schüttdichte von vorzugsweise
von 350 bis 450 g/l und nimmt daher relativ wenig Wärme auf. Die thermische Trägheit
des Systems wird infolgedessen kaum erhöht bzw. beeinflußt. Die Schüttung wirkt
vielmehr zusätzlich temperaturverteilend. Bei dem geringen Gewicht der @@@@@ Heizungssystems
waren schlechte Trittschallwerte zu
erwarten. Es stellte sich jedoch
heraus, daß die Trittschalldämmung erheblich besser ist als bei einem entsprechenden
Bodenheizungsaufbau mit Naßestrich.
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Das erfindungsgemäße Flächenheizungssystem besteht sorbit - wie beschrieben
- aus einer Wärmedämmschicht, einem Befestigungssystem für die Rohre mit integrierten
Abstandhaltern, die als Auflagerpunkte für die Gasbetonplatten dienen können, und
dem Schüttmaterial zur Verfüllung der Hohlräume zwischen Rohrsystem und Plattenunterseite.
Die Platten werden in bestimmten Abmessungen auf die Baustelle gebracht und lose
auf den Abstandhaltern mit oder ohne Schüttung verlegt.
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Dabei sollte eine einwandfreie Verbindung der Platten untereinander
vorgesehen werden. Möglich sind Verbindungen mit Nut und Feder, Stufenfalz und mit
loser Feder. Besonders vorteilhaft ist jedoch die einfachere Lösung, indem die Platten
an den Kanten schräg abgeschnitt&n bzw. angefast werden. Es entsteht somit am
Plattenstoß zwischen zwei benachbarten Platten eine V-förmige Fuge. Diese Fuge wird
mit einem Mörtel verfüllt, der in seinen Eigenschaften dem oben beschriebenen Einbettungsmörtel
gleicht und gleich aufgebaut ist und damit eine hohe Haftfestigkeit zum Gasbeton
gewährleistet.
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Durch diese gute Verbindung der Einzelplatten oder der Verbundsysteme,
bestehend aus mehreren nebeneinander angeordneten Platten, bildet sich eine gleichmäßige,
sehr steife Scheibe als Unterlage für den späteren Fußbodenatftiau. Durch Aufschneiden
mittels einer Säge oder eines Trennschleifers können ;jederzeit eine oder mehrere
Platten herausgenommen werden. Die Flächenheizungskonstruktion ist damit wieder
zugänglich, und das Loch kann sehr einfach nach einer Reparatur unter Wieder-
verwendung
der herausgenommenen Platten wieder geschlossen werden.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung bleibt die Fuge, die auch
eine andere Querschnittsform aufweisen kann, unverfüllt. In diesem Fall wird eine
Blechplatte nach Art eines Ankers in Schlitze eingebracht, die sich im Fugenbereich
der Platten befinden.
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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielhaft näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 schematisch einen Schnitt durch den Aufbau des neuen Flächenheizungssystems,
Fig. 2 schematisch eine Seitenansicht der Fugenverankerung, Fig. 3 schematisch eine
Draufsicht auf die Fugenverankerung nach Fig. 2r Fig. 4 zeigt schematisch eine vorläufige
Fugenverankerung.
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Die neue Flächenheizungskonstruktion wird auf der Deckenunterkonstruktion
1 aufgebaut. Sie weist - wie üblich -eine Wärme- und Schallisolati<nsschicht
? auf, auf der die Rohre 3 mit Klammern und/oder Distanzelementen 4 angeordnet sind.
Die Distanzelemente 4 sollen die Rohrschlangen örtlich fixieren und den gewünschten
Abstand der Abdeckplatten 5 gewährleisten. Nach der Erfindung bestehen die Abdeckplatten
5 aus den beschriebenen Gasbetonbauteilen. Der Hohlraum zwischen Isolierschieht
2, Rohrsystem und Plattenunterseite ist mit Gasbetngranulat 6 verfüllt. Vorteilhaft
ist eine im Querschnitt V-förmige Fuge 7 zwischen zwei Platten 5, die durch
Abschrägungen
bzw. anfassungen der Kanten jeder Platte gebildet wird, wobei die Fuge 7 mit dem
beschriebenen Mörtel 8 ausgefüllt ist.
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Als erfindungsgemäße Variation der Fugenverbindung zwischen den Platten
5 kann ein Metall- oder Kunststoffplättchen 9 als Anker dienen, das in horizontal
angeordnete Schlitze 10 gesteckt wird, die im Fugenprofil der Platten 5 eingebnahtsind
Die Form der Platten 9 ist vorzugsweise oval. Es sind Öffnungen 11 eingebracht,
so daß das Plättchen mit einem schraubenzieherartigen Werkzeug 12 eingesetzt werden
kann. Im Falle der Verwendung von Metallplättchen ist vorteilhaft, wenn im Eingriffsbereich
13 des Werkzeugs 12 ein Magnet 14 angeordnet ist, so daß das Plättchen vom Magneten
beim Einsetzen getragen wird, während die Zapfen 15 die Öffnungen 11 des Plättchens
9 durchgreifen. Die Form der Öffnungen kann auch kreuzförmig, dreieckig, viereckig
oder dergleichen sein; entsprechend ist auch der Eingriffsbereich 13 des Werkzeugs
ausgebildet, das zweckmäßigerweise aus einem Griff 16 und einem vorzugsweise auswechselbar
im Griff 16 gelagerten Werkzeugeinsatzstück 17 besteht. Die Schlitze 10 im Kantenbereich
der Platten 5 entsprechen der Dicke der Plättchen und können bei der Herstellung
der Gasbetonplatte eingebracht werden; zweckmäßigerweise können sie aber auch durch
Drehen des Plättchens 9 mit dem Werkzeug 10 um die Werkzeuglängsachse oder Einschieben
in die Fugenwanung eingedrückt werden, weil das'Gasbetonmaterial in der Regel relativ
mürbe ist. Diese Art der Fugenverbindung ist schnell montierbar. Es können Fugenprofile
gewählt werden, die einfach gestaltet sind,
wie die Fig. 2 verdeutlicht.
Fig. 3 zeigt in der oberen Hälfte die Lage des Plättchens 9 vor dem Einsetzen in
den Schlitz 10. Auf der unteren Bildhälfte ist das Plättchen 9 bereits eingesetzt
gezeichnet.
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Die Fugen zwischen den Gasbetonbauteilen können aber auch anders ausgefüllt
sein, so daß sich ein relativ fester Verbund zwischen den Platten ergibt. Die Ausfüllung
kann beispielsweise ein Kleber sein. Ferner ist es möglich, die Gasbetonbauteile
mit Kunststofformteilen vorläufig zusammenzuhalten und anschließend die Fugen mit
Mörtel zu verfüllen. Diese Verfahrensweise erleichtert das Verlegen bzw. das Positionieren
der Gasbetonbauteile während des Verlegens, wobei Unebenheiten oder dergleichen
Ver, legeschwierigkeiten vermieden werden können. Die Kunststoffteile können z.
B. Doppel-T-Profile sein, die die Platten zusammenklammern und von denen Stege nach
der Beendigung der Verlegearbeit abgerissen bzw. entfernt werden. Zweckmäßig ist
in diesem Zusammenhang,eine Art von Kunststoffnägeln zu verwenden, wie die Fig.
4 zeigt.
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Es handelt sich um einen gezahnten Schaft 20, der die Fuge durchragt
und an dem ein Kopf 18 sitzt, der an der Unterfläche der Gasbetonbauteile anliegt.
Über den Schaft ist ein Kunststoffplättchen 19 gestülpt, dessen Öffnung 19 a so
gewölbt ist, daß eine Verrastung auf dem Schaft 20 stattfinden kann. Das Plättchen
19 ist vorzugsweise wie abgebildet gewölbt ausgeführt, so daß es auf die Oberfläche
der zu verbindenden Gasbetonbauteile gepreßt werden kann. Wenn die verbleibende
Fuge mit dem Mörtel verfüllt ist, können die Kunststoffnäge@ vollständig oder teilweise
wieder entfernt werden.
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Im Falle der Verwendung eines Mörtels für die Fugenausfüllung ist
besonders vorteilhaft, wenn die Fugenoberfläche zumindest mit einem Glasfasergewebestreifen
oder einem Glasfasermattenstreifen belegt und anschließend die Fuge mit dem Mörtel
ausgefüllt wird. Dabei sollte die Glasfasermatte bzw. das Glasfasergewebe dem Gewebe
entsprechen, mit dem die Mörtelschicht auf dem Gasbetonbauteil verankert ist.
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L e e r s e i t e