Fußbodenheizung planen: Heizkreise, Verlegeabstand, Rohrdurchmesser und Materialbedarf berechnen
Hat man sich für eine Fußbodenheizung entschieden, stellen sich während der Planungsphase direkt mehrere Fragen:
- Wie viele Heizkreise brauche ich?
- Welchen Verlegeabstand muss ich nehmen?
- Welchen Rohrdurchmesser brauche ich?
- Wie hoch ist mein Materialbedarf?
Das Wichtigste in Kürze
- Die DIN EN 1264 begrenzt die Oberflächentemperatur – im Aufenthaltsbereich auf 29 °C; daraus ergibt sich eine Heizleistung von rund 100 Watt je Quadratmeter.
- Der Verlegeabstand richtet sich nach Wärmebedarf und Wärmeerzeuger: rund 10 cm bei Wärmepumpe und im Bad, 15 cm in typischen Wohnräumen.
- Als Praxisgrenze gelten häufig etwa 100 Meter je Heizkreis; zulässige Längen hängen von Rohr, Volumenstrom und Herstellerangaben ab.
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Der sicherste Weg, alle Fragen präzise beantwortet zu bekommen, ist die Heizlastberechnung durch einen Heizungsfachmann. Für diese Berechnung sind umfassende Informationen über das gesamte Bauwerk und die verwendeten Bauteile notwendig. Bei einer Renovierung oder wenn man nur einen Raum nachrüsten möchte, liegen diese Informationen häufig gar nicht vor. Dann ist es gut, wenn man auf bewährte Kenngrößen zurückgreifen kann.
Nach DIN EN 1264 gibt es Grenzen in Bezug auf die Oberflächentemperatur bei Betrieb einer Fußbodenheizung. Diese liegt für eine Aufenthaltszone bei 29 °C. Das Verhältnis von 29 °C Oberflächentemperatur zu 20 °C Raumtemperatur ergibt ziemlich genau eine Heizleistung von 100 Watt pro Quadratmeter. Dabei spielt es keine Rolle, ob Kupferrohr oder PE-Rohr für die Fußbodenheizung verwendet wurde. Es ist auch egal, welchen Wärmeerzeuger man verwendet – die Begrenzung der Oberflächentemperatur ist fix.
Moderne Häuser benötigen die Heizleistung von 100 W/m² in der Regel nicht, sondern kommen mit etwa 40 W/m² aus. Dann betragen die Oberflächentemperaturen im Auslegungsfall, also beispielsweise bei -12 °C Norm-Außentemperatur (der Wert hängt von der Region ab), nur noch 24 °C.
Ausnahmen für die genannte Temperaturbegrenzung bilden die sogenannten Randzonen von maximal einem Meter Breite. Hier dürfen 35 °C erreicht werden. Die spezifische Wärmestromdichte darf hier bis etwa 175 W/m² erreichen. Randzonen kann man bei Bedarf an bodentiefen Fenstern oder Terrassentüren installieren.
Eine weitere Ausnahme ist das Badezimmer, das in der Regel auf 24 °C beheizt werden soll. Ein Bad kann Oberflächentemperaturen von 33 °C erreichen. Auf diese Weise kann in der Spitze eine Heizleistung von 100 W/m² erreicht werden.
Die Wärmeleistung einer Fußbodenheizung wird nach DIN EN 1264-2 anhand der sogenannten Basiskennlinie berechnet:
q = 6,7 · aB · aTmT · aümü · aDmD · ΔθH (W/m²)
aB = Fußbodenbelagsfaktor; aT = Teilungsfaktor; aü = Überdeckungsfaktor; aD = Rohr-Außendurchmesserfaktor (mit den zugehörigen Exponenten mT, mü, mD aus der Norm); ΔθH = Heizmittelübertemperatur; 6,7 = Systemkoeffizient für Standardsysteme in W/(m²·K)
Verlegeabstand und Rohrdurchmesser
Unter dem Verlegeabstand versteht man den Abstand zwischen zwei Heizungsrohren im Boden. Bestimmend für den Verlegeabstand ist der Wärmebedarf für den Raum, abhängig vom Rohrdurchmesser und dem Fußbodenbelag. Die Wahl des Rohrdurchmessers und des Verlegeabstands wird oft schon durch das gewählte Fußbodenheizungssystem vorgegeben.
Generell kann man „dünne“ Rohrdurchmesser wie auch „dicke“ Rohrdurchmesser bis 20 mm einsetzen. Die optimale Wärmezufuhr in die Räume wird letztendlich durch die Vorlauftemperatur geregelt. Größere Rohrdurchmesser führen in der Regel jedoch nicht zu einer wesentlichen Verringerung der Vorlauftemperatur, da Fußbodenheizungen mit einem stabilen Temperaturniveau gefahren werden.
Ein „dickes“ Rohr mit 17 mm Außendurchmesser bietet dem Estrich allerdings mehr Fläche zur Wärmeübernahme pro laufenden Meter (533,8 cm²) als ein „dünnes“ Rohr mit nur 12 mm (376,8 cm²). Bei größeren Rohrdurchmessern lässt sich der Verlegeabstand unter Umständen etwas vergrößern, ohne Leistung einzubüßen. Bei Fußbodenheizungen mit Wärmepumpe werden „dicke“ Rohrleitungen empfohlen, da hier mit niedrigen Vorlauftemperaturen gearbeitet wird. Ansonsten fällt bei Fußbodenheizungen mit Wärmepumpe der Verlegeabstand, abhängig vom Wärmebedarf des Raumes, in der Regel geringer aus, als bei anderen Wärmeerzeugern. Die Empfehlung liegt hier bei einem Verlegeabstand von 10 cm.
Fußbodenheizungen mit anderen Wärmeerzeugern, wie Gas, Holz, Pellets oder Öl, arbeiten mit höheren Vorlauftemperaturen. Der Verlegeabstand kann hier größer gewählt werden. Empfohlen wird hier ein Verlegeabstand von 15 cm – je nach Wärmebedarf des Raumes.
Im Badezimmer muss beachtet werden, dass das Verhältnis der Bodenfläche zum Raumvolumen durch Dusche oder Badewanne verkleinert wird. Dafür wird hier aber eine höhere Raum- und Oberflächentemperatur gefordert. Empfohlen werden hier Verlegeabstände von 10 cm.
Eine Fußbodenheizung muss als fester Bestandteil eines Gebäudes betrachtet werden, weil sie vorwiegend unter dem Estrich oder unter Trockenbauelementen verlegt… weiterlesen
Rohrmengen
Nach Bestimmung des Verlegeabstands berechnet man die Heizkreise. Die Auslegung der Heizkreise ist wiederum von der verwendeten Rohrmenge pro Quadratmeter Fläche abhängig. Dafür gibt es in Hersteller-Verlegetabellen verbreitete Praxis-Richtwerte:
- Verlegeabstand 20 cm entspricht 4,60 m Rohr/m²
- Verlegeabstand 15 cm entspricht 5,80 m Rohr/m²
- Verlegeabstand 12,5 cm entspricht 6,80 m Rohr/m²
- Verlegeabstand 10 cm entspricht 8,80 m Rohr/m²
Diese Praxiswerte liegen etwas unter der rein geometrischen Obergrenze (1 m ÷ Verlegeabstand, bei 10 cm also bis zu 10 m Rohr je m²), weil Randabstände und reale Verlegemuster einfließen. Für die Materialbestellung deshalb eine Reserve von etwa 10 bis 15 Prozent einplanen – zusätzlich zu den Anbindeleitungen.
Rohrlängen
Wichtig bei der Auslegung der Heizkreise ist, dass die Rohrlängen jedes einzelnen Heizkreises nicht zu lang werden. Bei zu langen Rohrleitungen kommt es in der Heizungsanlage zu Druckverlust. Die Fließgeschwindigkeit des Heizwassers nimmt ab und der Heizkreis wird nicht mehr richtig warm. Als Praxisgrenze werden häufig etwa 100 Meter Rohrlänge pro Heizkreis angesetzt; die zulässige Länge hängt aber von Rohrdurchmesser, Volumenstrom, Druckverlust und Herstellerangaben ab.
Die Auslegung von Heizkreisen
Die Formel für die Auslegung von Heizkreisen lautet:
Raumfläche [m²] · Rohrmenge je Quadratmeter [m/m²] = Rohrlänge [m]
Beispielrechnung: Vom Raum zur Heizkreis-Zahl
Heizkreisverteiler und hydraulischen Abgleich einplanen
Alle Heizkreise laufen am Heizkreisverteiler zusammen. Sein Standort sollte früh feststehen: Je weiter ein Raum vom Verteiler entfernt liegt, desto länger werden die Anbindeleitungen – diese zusätzliche Länge muss bei der Auslegung und der Längenreserve berücksichtigt werden. Nach der Verlegung stellt der Fachbetrieb am Verteiler für jeden Heizkreis die berechnete Durchflussmenge ein (hydraulischer Abgleich) – erst damit werden alle Kreise gleichmäßig warm und die Anlage arbeitet effizient.
Fußbodenheizung planen: die fünf Schritte
Heizlast ermitteln
Wärmebedarf je Raum vom Fachbetrieb berechnen lassen – er bestimmt, wie viel Leistung der Boden liefern muss.
Verlegeabstand festlegen
Nach Wärmebedarf und Wärmeerzeuger wählen: enger Abstand für Bad und Wärmepumpe, weiter für gut gedämmte Räume.
Rohrmenge und Heizkreise berechnen
Raumfläche mal Rohrmenge je Quadratmeter ergibt die Rohrlänge – über rund 100 Meter je Kreis droht Druckverlust, dann aufteilen.
Verteiler-Standort festlegen
Möglichst zentral, damit die Anbindeleitungen kurz bleiben und alle Kreise ähnlich lang werden.
Einregulieren lassen
Nach der Montage Durchflussmengen je Heizkreis einstellen (hydraulischer Abgleich) – Grundlage für effizienten Betrieb.
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