DE3531164A1

DE3531164A1 - Fussbodenheizung und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE3531164A1
Application number: DE19853531164
Authority: DE
Inventors: Heinz-Peter 4060 Viersen Nelsen
Original assignee: NELSEN HEINZ PETER
Current assignee: NELSEN HEINZ PETER
Priority date: 1984-09-01
Filing date: 1985-08-31
Publication date: 1986-04-03

Description

Fußbodenheizung und Verfahren zu deren Herstellung

Die Erfindung betrifft eine Fußbodenheizung, bei der Heizungsrohre auf Dämmelementen aus einer warmeisolierenden Schicht, die ggf. eine die wärmeisolierende Schicht unterseitig abdeckende, trittschalldämmende Schicht aufweist, durch Haltemittel befestigt sind, und ein Verfahren zur Befestigung von Heizungsrohren auf den Dämmelementen einer Fußbodenheizung. Als Dämmeleraente finden dabei vorwiegend Platten aus Schaumstoffen, wie Polystyrol und Polyurethan Verwendung, die häufig noch mit Decklagen, wie Folien aus Polyäthylen abgedeckt sind, die ihnen zusätzliche Eigenschaften verleihen und als Gassperre wirken. Vorteilhaft bei der Verwendung von Dämmelementen mit Decklagen ist, daß aus diesen Dämmelementen mit einem einzigen Verlegevorgang alle erstrebten Vorteile, wie Wärmedämmung, Trittschalldämmung, Gasdichte u.a. erzielt werden. Fußbodenheizungen dieses Aufbaus sind bekannt.

Problematisch ist dabei die Befestigung der Hei-

zungsrohre an den Dämmelementen, die wenig arbeits- und materialaufwendig sein soll, andererseits aber die Heizrohre in ihrer Lage auf den Dämmelementen sicher festlegen muß und deren wärme- und trittschalldämmende Eigenschaften nicht beeinträchtigt werden dürfen.

Eine bekannte Befestigungsmöglichkeit besteht in der Verwendung halboffener Clipse aus Kunststoff, die mit ihrer öffnung über die auf dem Dämmelement ausgelegten Heizungsrohre gelegt und durch das Einschießen von Klammern mit den Dämmelementen verbunden werden. Nachteilig sind hierbei die relativ hohen Kosten, die durch die in großer Zahl zu verwendenden Clipse entstehen. Schwerwiegender noch ist der Nachteil, daß durch das Einschießen der Klammern zwangsläufig Beschädigungen der wärmeisolierenden Schicht auftreten und bei Decklagen, beispielsweise aus Polyäthylen, deren gassperrende Wirkung weitgehend aufgehoben wird. Eine solche Beschädigung bedingt beispielsweise eine Steigerung der Wärmeleitfähigkeit von Lambda von 0,02 auf 0,03 W/(m.K). Noch größer wird dieser Nachteil, wenn ein bereits eingeschossener Clip wieder entfernt werden muß, was in der Regel zu einer größeren und nicht reparablen Beschädigung des Dämmelementes führt, so daß dieses zumindest lokal in seiner Funktionsfähigkeit in erheblicher Weise beeinträchtigt ist.

Es sind auch Fußbodenheizungen bekannt, bei denen die Haltevorrichtungen zur Befestigung der Heizrohre fest auf den Dämmelementen angebracht sind.

Die zumeist aus Kunststoff bestehenden Haltevorrichtungen sind dabei integraler Bestandteil einer relativ dicken Kunststoffschicht, die oberseitig die wärmeisolierende Schicht des Dämmelementes abdeckt. Die Haltevorrichtungen sind dabei in bestimmten Abständen angeordnet und mit bestimmten Durchmessern versehen. Die Nachteile dieser bekannten Dämmelemente und Haltevorrichtungen liegen in hohen Fertigungskosten für die Herstellung und Befestigung der Haltevorrichtungen. Nachteilig ist bei dieser Befestigungsart weiter, daß für Heizungsrohre mit verschiedenen Durchmessern, Dämmelemente mit jeweils passenden Durchmessern zur Verfügung gehalten werden müssen. Das bedingt einen neuen Bedarf an Lagerraum, der ohnedies durch die auf den Dämmelementen angebrachten Haltevorrichtungen erheblich ist.

Die vorliegende Erfindung sieht ihre Aufgabe in der Überwindung dieser bekannten Nachteile und hat sich eine Fußbodenheizung zum Ziel gesetzt, bei deren Erstellung der Arbeits- und Materialaufwand gering ist und die Eigenschaften des Dämmelementes nicht durch die Einbringung der Haltemittel beeinträchtigt werden und die Heizrohre in ihrer Lage unverrückbar festgelegt sind, wenn in üblicher Weise der Estrich darauf aufgebracht wird. Außerdem sollen für Heizungsrohre unterschiedlichen Durchmessers nicht jeweils besonders angepaßte Haltemittel erforderlich sein.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.

Der Vorteil der Fußbodenheizung nach der Erfindung liegt darin, daß mit dem geringen Materialaufwand für die Befestigungsbänder und einem einfachen
Schweißvorgang, der bevorzugt mittels eines diesem Aufbau der Fußbodenheizung angepaßten Schweißgerätes erfolgt, und mit geringem Arbeitsaufwand eine sichere Festlegung der Heizrohre auf dem Dämmelement erfolgt. Dabei ist von ganz besonderer Bedeutung, daß die verwendeten Dämmelemente eine wärmeleitende Decklage aufweisen, durch die die durch
den Wärmeimpuls zugeführte und für den Verschweißvorgang erforderliche Wärme rasch abgeführt wird,
so daß kurze Taktzeiten möglich sind. Da keinerlei Eingriff von Haltemitteln in das Dämmaterial erfolgt, bleiben dessen optimale Eigenschaften hinsichtlich Wärme- und Trittschalldämmung vollkommen erhalten und auch evtl. später einmal erforderlich werdendes Lösen der Befestigungsbänder läßt das
Dämmelement selbst vollkommen unbeschädigt. Es ist weiter von Vorteil, daß die Heizungsrohre unabhängig von einem vorgegebenen Raster befestigt werden können, wie das in nachteiliger Weise bei den vorbekannten Dämmelementen mit darauf befestigten
Haltevorrichtungen erforderlich war.

In der EP-PS 00 01 205 findet sich zwar bereits
der Vorschlag, für die Befestigung von Heizungsrohren einer Fußbodenheizung und einem Fußboden
aus Fließestrich Laschen aus verschweißbaren
Kunststoffen zu verwenden. Dabei erfolgt jedoch
die Befestigung der Rohre auf einer Kunststoffolie, die als solche lose auf die mit einer Dämm-

schicht versehene Rohrdecke aufgelegt wird, und es wird ausdrücklich ein Spiel zwischen dem Rohr und der Folie gelassen, um beim Eindringen des Fließestrichs das Rohr etwas aufschwimmen zu lassen und damit vollständig im Estrich einzubetten. Die Nachteile dieser Ausbildung einer Fußbodenheizung sind offensichtlich:

Selbst wenn die Kunststoffolie in beträchtlicher Stärke verwendet wird, ergibt sich ein labiles schwer handbares System, dessen Labilität durch das Spiel zwischen Folie und Rohr noch vergrößert wird, so daß eine exakte Festlegung der Rohre im Fußboden nicht gewährleistet ist. Nachteilig ist ferner, daß die Heizungsrohre nicht mit der Dämmschicht selbst verbunden sind, sondern lediglich mit der lose aufgebrachten Folie und erst durch das spätere Eindringen des Fließestrichs gegen die Dämmschicht gedrückt werden.

Außerdem bedingt das Auflegen der Folie auf die Dämmschicht einen zusätzlichen und verhältnismäßig komplizierten Arbeitsgang, da die Handhabung grösserer Flächen flexibler Folie immer problematisch ist. Das Verschweißen der Laschen mit der Folie erfordert lange Taktzeiten, da Kunststoffe bekanntlich keine guten Wärmeleiter sind und daher lange Kontaktzeiten in Kauf genommen werden müssen, bis der erweichte Kunststoff genügend erhärtet ist und das Schweißgerät entfernt und für die nächste Laschenbefestigung eingesetzt werden kann. Diese Nachteile sind wahrscheinlich auch der Grund dafür, daß diese Ausbildung einer Fußbodenheizung keinen Eingang in die Technik gefunden

Das für Folien mit obigen Einschränkungen evtl. geeignete Befestigungsverfahren für die Heizungsrohre einer Fußbodenheizung läßt sich jedoch nicht auf die Verankerung der Heizungsrohre auf die Dämmelemente direkt übertragen, weil durch die Stärke und isolierende Wirkung dieser Dämmelemente die beim Schweißvorgang erzeugte Wärme nicht oder nur ganz langsam abgeführt wird und damit noch längere Taktzeiten die Folge wären.

Erst durch die Maßnahme, für die Befestigung der Heizungsrohre solche Dämmelemente einzusetzen, die mit einer wärmeleitenden Decklage versehen sind, wird das Befestigungsverfahren mit Befestigungsbändern praktizierbar.

Die wärmeleitende Decklage sorgt für eine rasche Abfuhr der beim Schweißvorgang eingebrachten Wärme und erlaubt kürzere Taktzeiten.

Als wärmeleitende Decklage findet bevorzugt eine Aluminiumfolie Verwendung, die die Wärme hervorragend ableitet, den Vorteil hat, korrosionsfest zu sein und die gleichzeitig eine hervorragende Diffusionssperre darstellt.

Die Verschweißung der Enden der Befestigungsbänder mit dem Dämmelement kann auf die verschiedenste Art und Weise erfolgen, z.B. durch Punktverschweißung von Aluminium zu Aluminium bei Verwendung von Befestigungsbändern aus Aluminium, durch Mikrowel-

len, durch Laserstrahlen oder Ultraschall.

Bevorzugt erfolgt die Verschweißung der Befestigungsbänder mit dem Dämmelement mittels eines Schweißgerätes mit elektrisch beheizten Schweißbacken. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist dabei die wärmeleitende Decklage eine Beschichtung aus Polyäthylen, Polypropylen, deren Copolymeren oder einer Mischung auf, bei der Polyäthylen oder Polypropylen die überwiegenden Anteile bilden. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß diese Beschichtung eine schnellere und sichere Verschweißung gewährleistet, andererseits die Aluminiumfolie für die besonders schnelle Ableitung der beim Schweißvorgang auftretenden Wärme sorgt. Die Stärke der Beschichtung auf der Aluminiumfolie liegt vorteilhaft b'
bei 15 bis 20 g/m².

2 liegt vorteilhaft bei 10 bis 40 g/m , vorzugsweise

Zweckmäßig bestehen die Befestigungsbänder aus einer verschweißbaren Kunststoffolie, bevorzugt auf Basis von Polyolefinen und deren Mischpolymerisaten, wie sie stofflich auch bei der Beschichtung der wärmeleitenden Decklage Verwendung gefunden haben.

Hervorragend geeignet sind auch Befestigungsbänder, die aus einem Trägermaterial mit einer verschweißbaren Unterschicht bestehen. Bei einem solchen Kombinationsband läßt sich die Festigkeit in das Trägermaterial verlegen. Die Verschweißbarkeit mit der wärmeleitenden Decklage ist durch die Unterschicht gegeben.

Bei einem bevorzugten Befestigungsband mit diesem Aufbau besteht das Trägermaterial aus Aluminiumfolie, womit der Vorteil verbunden ist, daß der Wärmeübergang beim Verschweiflvorgang von den Schweißbacken des dafür benutzten Schweißaggregates auf die verschweißbare Schicht und auf die wärmeleitende Decklage besonders rasch vor sich geht und damit die erforderlichen Kontaktzeiten weiter abgekürzt werden können.

Bei einem anderen bevorzugten Befestigungsband ist das Trägermaterial eine verstreckte Kunststoffolie, vorzugsweise eine verstreckte Polyesterfolie, die sich durch besonders große Festigkeit auszeichnet und deshalb vor allem bei der Befestigung von Heizrohren größeren Durchmessers Verwendung findet.

Für die unterseitige Beschichtung des Befestigungsbandes kommen die verschiedensten thermoplastischen Stoffe in Betracht, wie Heizklebepräparationen, Schmelzkleber, thermoplastische Kunststoffdispersionen auf Basis von Abkömmlingen der Acrylsäure. Als besonders geeignet und vorteilhaft hat sich eine Unterschicht aus Polyäthylen, Polypropylen, deren Copolymeren oder einer Mischung erwiesen, bei der Polyäthylen oder Polypropylen die überwiegenden Bestandteile bilden, insbesondere deshalb, weil sich bei Verwendung einer wärmeleitenden Decklage mit einer entsprechenden Beschichtung eine Schweißzone aus einheitlicher stofflicher Zusammensetzung ergibt, die nach dem Erkalten besonders fest ist. Bekanntlich kann es

bei Verwendung unterschiedlicher chemischer Stoffe leicht zu einem gewissen Abstoßungs- und Trenneffekt kommen und die Festigkeit der Schweißverbindung darunter leiden.

Zur Erzielung einer ausreichenden Befestigung haben sich Breiten der Befestigungsbänder von 1 bis 10 cm als zweckmäßig erwiesen, vorzugsweise werden sie in einer Breite von 3 bis 6 cm eingesetzt. Die Breite hängt dabei etwas von dem Durchmesser der Heizrohre ab und von den mechanischen Beanspruchungen, denen das mit Heizrohren versehene Dämmelement beim Aufbringen des Estrichs ausgesetzt ist. Gleiches gilt für die Länge der Befestigungsbänder, die in jedem Fall so groß gewählt wird, daß eine ausreichend sichere Verschweißung mit der wärmeleitfähigen Decklage gegeben ist.

Es ist jedoch auch möglich, im Rahmen der vorliegenden Erfindung Befestigungsbänder mit praktisch unendlicher Breite über die Heizungsrohre zu legen und diese damit auf der wärmeleitfähigen Decklage zu befestigen. Durch die dadurch gegebene praktisch vollständige Einhüllung der Heizungsrohre läßt sich die Gefahr der Korrosion und, bei aus vernetztem Polyäthylen bestehenden Heizungsrohren, die einer Sauerstoffdiffusion weitgehend verhindern.

Es liegt auch im Rahmen der Erfindung solche Heizungsrohre zu verwenden, die bereits vor der Montage mit verschweißbaren Befestigungsbändern ver-

sehen worden sind, wobei diese die Heizungsrohre teilweise oder ganz, z.B. in Form eines Schlauchabschnitts, umhüllen können.

Ein besonders bevorzugtes Verfahren zur Befestigung von Heizungsrohren auf den Dämmelementen einer Fußbodenheizung im Sinne der Erfindung besteht darin, daß über die auf der wärmeleitfähigen Decklage des Dämmelementes aufgelegten Heizungsrohre die zu Schlaufen geformten verschweißbaren Befestigungsbänder gelegt werden, deren flächig auf die Dämmelemente mit wärmeleitender Decklage gelegten Enden zur Verschweißung mit den Dämmelementen an diese angedrückt und kurzzeitig einem Wärmeimpuls ausgesetzt werden. Vorteilhaft wird als Wärmequelle ein Wärmeimpulsschweißgerät verwendet, das in schneller Taktfolge die Anlegung einer Vielzahl von Verschweißungsstellen ermöglicht. Bei Fußbodenheizungen mit sehr engem Abstand der Heizungsrohre zueinander hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Befestigungsbänder bei parallel liegenden Rohren versetzt anzuordnen, um auf diese Weise ausreichenden Platz zum Ansetzen des Wärmeimpulsschweißgerätes zur Verfügung zu haben.

Das Verfahren zeichnet sich durch Einfachheit und Schnelligkeit aus und erlaubt die Verlegung von Heizungsrohren bei einer Fußbodenheizung in wesentlich kürzerer Zeit als das bisher möglich war.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von zwei Zeichnungsskizzen näher beschrieben, ohne daß sie

auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist.

Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch das Dämmelement der Fußbodenheizung mit einem darauf aufgebrachten Heizrohr,

Figur 2 die Draufsicht auf ein ausschnittsweise dargestelltes Dämmelement.

Das in Figur 1 gezeigte Dämmelement 10 einer Fußbodenheizung besteht aus einer trittschalldämmenden Schicht 2 aus Polyäthylen-Schaumstoff, einer gasgetriebenen, wärmeisolierenden Polyurethan-Schaumschicht 11, sowie einer wärmeleitfähigen Decklage 6 aus einer Aluminiumfolie, auf die eine Beschichtung 5 aus Polyäthylen aufkaschiert ist. Ein Heizungsrohr 1 mit einem Durchmesser von 22 mm ist auf dem Dämmelement 10 mittels eines Befestigungsbandes 3 befestigt, das zu einer Schlaufe 9 geformt ist, dadurch das Rohr 1 umfaßt und auf dessen Oberseite eng anliegt. Das Befestigungsband besteht aus einem Trägermaterial 8 aus Aluminiumfolie und einer verschweißbaren Unterschicht 7 aus Polyäthylen. Die Enden 4 des Befestigungsbandes 3 sind mit der Unterschicht 7 gegen die Beschichtung 5 auf der wärmeleitfähigen Decklage 6 verschweißt und damit fest und unverrückbar auf dem Dämmelement 10 befestigt. Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, sind die Befestigungsbänder 3 wegen des engen Abstandes der Heizungsrohre 1 versetzt zu den Befestigungsbändern 3 benachbarter Heizungsrohre 1 angeordnet.

OWGlNAL WSPECTED

Claims

Anmelder: Hans Wilhelm Hützen Greefsallee 51, 4060 Viersen 1 Heinz-Peter Nelsen Schwalmstr. 9, 4060 Viersen 1 Anlage zur Eingabe vom 30.08.1985 Pat/794/üh/sch Patentansprüche

1. Fußbodenheizung, bei der Heizungsrohre auf Dämmelementen aus einer wärmeisolierenden Schicht, die ggf. eine die wärmeisolierende Schicht unterseitig abdeckende trittschalldämmende Schicht aufweist, durch Haltemittel befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizungsrohre (1) auf einem Dämmelement (10) befestigt sind, daß mindestens oberseitig eine wärmeleitende Decklage (6) aufweist und die Befestigung der Heizungsrohre (1) mit Hilfe von zu Schlaufen (9) geformten Befestigungsbändern (3) in der Weise erfolgt, daß die Schlaufe (9) dem von der wärmeleitenden Decklage (6) entfernt liegenden Teil der Heizungsrohre (1) anliegt und die Enden der Befestigungsbänder (3) mit der wärmeleitenden Decklage (6) des Dämmelementes (10) verschweißt sind.

2. Fußbodenheizung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämmelement (10) als wärmeleitende Decklage (6) eine Aluminiumfolie

aufweist.

3. Fußbodenheizung nach einem der Ansprüche 1 und

2, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeleitende Decklage (6) eine Beschichtung (5) aus Polyäthylen, Polypropylen, deren Copolymeren oder einer Mischung aufweist, bei der Polyäthylen oder Polypropylen die überwiegenden Bestandteile bilden.

4. Fußbodenheizung nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (5) auf der wärmeleitenden Decklage (6) ein Fl.

weist.

ein Flächengewicht von 10 bis 40 g/m auf-

5. Fußbodenheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestiggungsbänder (3) aus einer verschweißbaren Kunststoffolie bestehen.

6. Fußbodenheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsbänder (3) aus einem Trägermaterial (8) mit einer verschweißbaren Unterschicht (7) bestehen.

7. Fußbodenheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsbänder (3) als Trägermaterial (8) eine Aluminiumfolie haben.

8. Fußbodenheizung nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsbänder (3) als Trägermaterial (8) eine verstreckte Kunststoffolie haben.

9. Fußbodenheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die verschweißbare Unterschicht (7) des Befestigungsbandes (3) aus Polyäthylen, Polypropylen, deren Copolymeren oder einer Mischung bestehen, bei der Polyäthylen oder Polypropylen die überweigenden Bestandteile bilden.

10. Verfahren zur Befestigung von Heizungsrohren auf Dämmelementen einer Fußbodenheizung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß über die auf der wärmeleitfähigen Decklage (6) der Dämmelemente (10) aufgelegten Heizungsrohre (1) zu Schlaufen (9) geformte, verschweißbare Befestigungsbänder (3) gelegt werden und deren flächig auf die Dämmelemente (10) mit wärmeleitender Decklage (6) gelegte Enden (4) zur Verschweißung mit den Dämmelementen (10) kurzzeitig einer Wärmequelle ausgesetzt werden.