Deckenheizung mit Kapillarrohrmatten vs. konventionelle Fußbodenheizung

Ein Systemvergleich

Die Zukunft des Heizens und Kühlens von Räumen gehört der Flächentemperierung. Das zeigt sich an den Wachstumsraten der Flächenheizungsbranche. 50 % der Neubauten von Einfamilienhäusern werden in Deutschland mit Fußbodenheizungen ausgestattet. Auch im Modernisierungsbereich wird die Fußbodenheizung immer häufiger verwendet. Die Gründe für diese Entwicklung erklären sich aus den Vorteilen der Flächentemperierung. Flächenheizungen benötigen im Vergleich zur Radiatorheiztechnik niedrige Vorlauftemperaturen. Zudem ist es wirtschaftlich möglich, Umweltwärme als Heizquelle zu verwerten. Flächentemperierungen sorgen für hohen Wohnkomfort und angenehme Wärme, ohne dass die Technik die Raumgestaltung sichtbar beeinflusst.

Welches System nutzt die Vorteile der Flächentemperierung am effizientesten? Fußbodenheizung oder Deckenheizung? Nachfolgend werden die Vor- und Nachteile der traditionellen Fußbodenheizung und der Deckenheizung mit BEKA Kapillarrohrmatten gegenübergestellt.

Konventionelle Fußbodenheizung

Die marktbestimmende Technik der konventionellen Warmwasser Fußbodenheizung ist mittlerweile mehr als 60 Jahre alt und entsprechend bewährt. Die marktüblichen Systeme unterscheiden sich in der technischen Lösung nicht wesentlich. Bei allen wasserführenden Fußbodenheizungen werden Rohre mäanderförmig oder schneckenförmig verlegt. Die Rohre sind meistens aus Kunststoff. Der Außendurchmesser der Rohre beträgt 14 bis 17 mm. Der Verlegeabstand der Rohre ist üblicherweise minimal 150 mm.

Der klassische Aufbau dieser Fußbodenheizung hat anders als die Dünnbettvariante in der Regel eine Aufbauhöhe von mindestens 90 mm. Einen Großteil hiervon macht der oberflächennahe Heizestrich aus, der die darunter liegende Dämmung gegen die Verkehrslasten schützt. In der Dämmschicht liegen die Heizungsrohre. Ein typischer Aufbau einer Fußbodenheizung sieht demnach folgendermaßen aus:

 

Deckenheizung mit Kapillarrohrmatten

Deckenheizungen haben ihren größten Marktanteil bei Neubauten von Bürogebäuden. Aber auch in Krankenhäusern, Industriegebäuden und Eigenheimen findet die Deckenheizung zunehmend Verwendung. Das liegt auch an der zusätzlichen Funktion der Deckenkühlung, die auch im Sommer angenehm klimatisierte Arbeits- und Wohnbedingungen schafft.

Die Deckenheizung mit Kapillarrohrmatten zeichnet sich durch ein enges Netz an 3,35 mm dünnen Kapillarrohren aus. Die Wandstärke der Kapillarrohre beträgt 0,5 mm bzw. 0,8 mm. Die Kapillarrohrmatten können entweder an der Deckenkonstruktion befestigt und dünn verputzt werden oder sie werden in Trockenbaukonstruktionen eingehangen. Ferner können Kapillarrohrmatten auch in Metallkassetten integriert werden.

Vergleichskriterien

Raumluftströmung

Die Fußbodenheizung überträgt die Wärme in den Raum durch etwa 60 % Strahlung und 40 % Konvektion (warme Luft steigt nach oben). Die Personen im Raum nehmen zusätzlich direkt Wärme über den Kontakt der Füße zum Fußboden auf. Die Konvektion (Luftbewegung) im Raum führt zum vertikalen Transport von Schwebestoffen und Keimen vom Fußboden in den Aufenthaltsbereich. Die keimbelastete Raumluftströmung kann ähnlich wie bei klassischen Radiatorenheizungen die Atemwege und die Schleimhäute reizen. Zudem nehmen nicht alle Menschen die Wärme an den Füßen dauerhaft als angenehm war. Je nach Vorlauftemperatur und Dauer kann die Wärme von unten zu einer Belastung für die Blutgefäße von Füßen und Beinen werden.

Der thermodynamische Zusammenhang „warme Luft steigt nach oben – kalte fällt nach unten“ ist bei der Deckenheizung nicht die treibende Kraft der Erwärmung. Die Wärme wird überwiegend über Strahlungswärme von der Decke her in den Raum gebracht. Die Wärmeübertragung durch Konvektion fällt bei der Deckenheizung wesentlich geringer aus als bei der Fußbodenheizung. Das führt zu weniger Staubaufwirbelungen und Allergenen in der Raumlauft. Auch deshalb entscheiden sich immer mehr Krankenhäuser für eine Heiz- und Kühldecke.

Trotz des hohen Anteils an Strahlungswärme reicht die Heizleistung der Decke aus, um den Raum vollständig zu erwärmen. Neubauten und modernisierte Häuser haben einen geringen Wärmebedarf von maximal 60 W/m² oder darunter. Gegenstände im Raum und alle Raumumschließungsflächen werden von den Wärmestrahlen der Deckenheizung gleichmäßig erwärmt. Hierdurch entsteht ein Gefühl von Behaglichkeit und konstantem Wärmekomfort.

Reaktionsgeschwindigkeit

Der Heizestrich über den Heizrohren baut einen Wärmewiderstand auf, der einer effizienten Wärmeabgabe in den Raum entgegenwirkt. Bei kurzzeitigem Temperaturwechsel reagiert die Fußbodenheizung in der Regel erst nach 5 Stunden und später. Wenn mal nicht so viel Wärme im Raum gebraucht wird, dann heizt der Estrich als „Wärmespeicher“ nach. Selbst aufwändige Regelsysteme können die Trägheit der Fußbodenheizung nur teilweise ausgleichen. Je nach Fußbodenbelag wird diese Problematik noch verstärkt.

Die dünnen Kapillarrohrmatten liegen dicht unter der zu temperierenden Oberfläche. Dadurch kann die Deckenheizung schnell reagieren und genau geregelt werden. Nach weniger als 15 Minuten stellt sich an der Deckenoberfläche die neue Temperatur ein und der Heizvorgang beginnt.

Die Raumoberflächen nehmen die Wärme auf und wirken als Wärmespeicher. So stört es auch nicht, wenn bei kurzzeitigem Öffnen der Fenster zur Lüftung des Raumes etwas Wärme verloren geht. Der Raum ist danach schnell wieder auf der gewünschten Temperatur.

Modernisierung

Die konventionelle Fußbodenheizung mit einem Heizestrich eignet sich in den wenigsten Fällen für die Modernisierung. Die Aufbauhöhe führt insbesondere beim Nachrüsten einzelner Räume zu uneinheitlichen Bodenhöhe und zu Stolperfallen. Zudem wird die Raumhöhe um die Aufbauhöhe reduziert. Zu beachten ist bei dieser Konstruktion außerdem die erhebliche Zusatzlast von ca. 110 kg/m2 welche auf die bestehende Decke aufträgt.

Eine Deckenheizung kann vergleichsweise leicht nachgerüstet werden. Die Decke ist i.d.R. frei zugänglich und gerade in Altbauten bleiben trotz abgehängter Decke ausreichende Raumhöhen bestehen. Zum Nachrüsten eignen sich vor allem Trockenbausysteme. Die Kapillarrohrmatten werden entweder eingehängt oder können in der Variante als Baufertigelement auf die CD-Tragprofile geschraubt werden. Die Zuleitungen liegen in dem Bereich zwischen ursprünglicher Decke und Trockenbaukonstruktion.

Energieeffizienz

Die Energieeffizienz eines Heizungssystems steht in direkter Abhängigkeit zur Vorlauftemperatur der Anlage. Je geringer die systemspezifische Vorlauftemperatur, desto weniger zusätzliche Energie muss aufgewendet, um die gewünschte Raumtemperatur zu erreichen. Eine niedrige Vorlauftemperatur spart Energie. Zusätzlich ermöglicht eine geringe Vorlauftemperatur eine effizientere Nutzung von Umgebungswärme und anderen regenerativen Energiequellen.

Aufgrund des Wärmewiderstands von Heizestrich und Fußbodenbelag liegt die Vorlauftemperatur der konventionellen Fußbodenheizung in Abhängigkeit vom Verlegeabstand und dem Fußbodenbelag bei 40°C und mehr. 

Durch die Lage der Kapillarrohre direkt an der Oberfläche kommt die BEKA Deckenheizung dagegen mit 30°C Vorlauftemperatur aus, um einen Raum ausreichend zu beheizen. Das Einsparpotential steht in direkter Abhängigkeit zur Energiequelle. Beim Einsatz einer Sole-Wasser-Wärmepumpe bspw. kann eine um 10°C geringe Vorlauftemperatur eine Reduzierung der Stromkosten um 40% bedeuten.

Zusätzlich wird die Wärme durch die große Anzahl der nur 10-15mm auseinanderliegenden Kapillarrohre sehr gleichmäßig über die gesamte Deckenfläche verteilt. Das ist nicht nur mit thermografischen Aufnahmen nachweisbar, sondern auch sehr gut fühlbar.

Deckenheizung - Zusatznutzen durch Kühlfunktion

Die Deckenheizung kann im Sommer auch als Kühldecke eingesetzt werden. Für den Kühlbetrieb ist kaltes Wasser von ca. 16 °C ausreichend, dass von einer reversiblen Wärmepumpe zur Verfügung gestellt werden kann. Mit der entsprechenden Regelungstechnik wird eine Taubildung an der Deckenoberfläche sicher ausgeschlossen. Die Kühlung über die Zimmerdecke ist sehr angenehm. Die Funktion der Kühldecke ist um ein Vielfaches effektiver als die Kühlung über den Fußboden. Sie ist geräuschlos und zudem energetisch deutlich energieeffizienter als eine Lüftungskühlung.

Überblick

 Konventionelle FußbodenheizungDeckenheizung mit Kapillarrohrmatten
Heizenergieverbrauch / Vorlauftemperatur
Eignung für Wärmepumpentechnik
Eignung für Solarenergienutzung
Reaktionsschnelles Heizen
Aufbauhöhe der Konstruktion
Geeignet für Modernisierung
Gesundes und angenehmes Raumklima
Doppelnutzung Heizen & Kühlen
Investitionskosten

Ausführlicher Systemvergleich mit zusätzlichen Angaben zur Wirtschaftlichkeit und zum Korrosionsverhalten [PDF]

Systemvergleich als PDF: Konventionelle Fußbodenheizung vs Deckenheizung

Deckenheizung vs. Fußbodenheizung

Systemvergleich

Systeme: Deckenheizung mit Kapillarrohrmatten