Flächenheizung &

regenerative Erdwärme

Hoher Wärmekomfort und gleichzeitig ein wirtschaftlicher, ressourcenschonender Betrieb: Der Bau eines Villengebäudes in Essen beweist, dass diese Anforderungen sich nicht widersprechen müssen. Für das luxuriös ausgestattete Einfamilienhaus mit 650 m² Nutzfläche kommt hierfür eine Flächenheizung und -kühlung, in Verbindung mit einer Erdsonden-Wärmepumpe zum Einsatz.

Niedrigtemperatursysteme

Bei der Planung setzten Bauherr und Fachplaner von Beginn an bewusst auf die Energieerzeugung und -verteilung durch Niedertemperatursysteme, denn diese gewährleisten einen sehr hohen Wärmekomfort bei wirtschaftlichem Betrieb. Ausschlaggebend war auch die Möglichkeit einer Kühlung durch das „natural cooling“-System der Wärmepumpe, die sich über fünf Doppel-Sonden mit je 100 m Tiefe speist. Denn in Verbindung mit der Flächentemperierung lassen sich die Räume im Sommer über die Erdwärmesonden kühlen. „Das System erzielt eine Reduzierung der Raumtemperatur im Bereich von ca. 2 bis 3 K und entfaltet dadurch an heißen Sommertagen eine angenehme Kühlwirkung“, erläutert der TGA-Planer Josef Lugowski. „In der Heizperiode hingegen versorgt die Wärmepumpe mit ihrer Leistung von 17 kW das „cuprotherm“-System nahezu über den gesamten Zeitraum mit ausreichend Wärmeenergie – die Wärmepumpe und die Flächenheizung ergänzen sich optimal. Lediglich bei längeren Frostperioden greift das System auf den Brennwertkessel mit 26 kW Leistung zurück.“ Letzterer wurde insbesondere für die Warmwasserbereitung eingeplant. Die berechnete Gesamtheizlast liegt bei 25,3 kW, so dass der Gaskessel im Notfall auch die gesamte Energieversorgung des Hauses komplett übernehmen kann. Die „cuprotherm“-Flächentemperierung der Ulmer Wieland-Werke AG (www.wieland.com) auf Basis von „CTX“-Kupferrohren wurde im Erdgeschoss und Obergeschoss vollständig als Fußbodenheizung konzipiert. In den Wohnräumen kommt die Flächentemperierung mit der Rohrdimension 18 x 2 mm auf sämtlichen Nutzflächen zum Einsatz. Lediglich im Schlafzimmer wurde ein Konvektor installiert, um eine schnellere Aufheizung des Raumes zu ermöglichen. In den Bädern wurden zusätzlich zur Fußbodenheizung eine Wandheizung und Design-Badheizkörper montiert.

Im Tiefgeschoss hingegen kommen die Rohrleitungen mit der Dimension 16 x 2 mm größ­tenteils in Form einer Wandheizung zum Einsatz. Denn hier ließ der Bauherr für seine Fahrzeuge eine Tiefgarage mit 215 m² und sechs Stellplätze bauen. Die Installation einer Fußbodenheizung war hier in weiten Teilen aus technischen Gründen nicht möglich. Hier zeigten sich die Vorteile des flexiblen gewichtsreduzierten „CTX“-Kupferrohrs: „Unser Team konnte die Rohre für die Wandheizung sehr leicht von Hand biegen und auf die vorgesehene Trägermatte installieren“, sagt Michael Janssen vom zuständigen SHK-Installationsbetrieb van Straelen. „Das gut verarbeitbare Rohrmaterial erleichterte uns hier die Arbeit, denn vorgefertigte Wandheizungselemente durften aus Brandschutzgründen nicht eingesetzt werden.“

In der Tiefgarage muss die Wandheizung in Spitzenzeiten mit einer Vorlauftemperatur von 60 °C betrieben werden. „Dies erfolgt durch die Kombination von Wärmepumpe und Gaskessel“, so der TGA-Planer Josef Lugowski. Dort wo möglich, wurde das „cuprothem“-System als Fußbodenheizung installiert, und zwar in Verbindung mit einer besonders belastbaren Dämmung. In Kombination mit der Lüftungs- und Entfeuchtungsanlage sorgt die ganzjährige Temperierung dafür, den Werterhalt der Fahrzeuge zu sichern. „Die Lüftungsanlage haben wir auf 6 m³ Luft pro Stunde und Quadratmeter Spitzenlast ausgelegt, wenn Fahrzeuge in Betrieb sind. Im Normalbetrieb stellt die Lüftungsanlage lediglich einen 0,3- bis 0,5-fachen Luftwechsel sicher. Die zusätzlich installierte Entfeuchtungsanlage sorgt dafür, dass sich an schwülen Sommertagen keine unzulässig hohe Luftfeuchtigkeit einstellen kann.“

Langlebige und diffusionsdichte Kupferrohre

Der Aufbau der Fußbodenheizung folgt beim Essener Bauvorhaben dem klassischen System mit einer Wärme- und Trittschalldämmung in Verbindung mit einer Tackerplatte als Basis für die Kupferrohrinstallation (Ausnahme: druckfeste Spezialdämmung in der Tiefgarage mit Noppenplatte). Nach der Rohrinstallation wurde ein Zementestrich in unterschiedlichen Dicken aufgebracht, sowie unterschiedliche Bodenbeläge wie Parkett und Naturstein. Insgesamt fünf Heizkreisverteiler und 33 Heizkreise wurden im Villengebäude installiert. Bei einem Verlegabstand von in der Regel 10 cm versorgen die 2.700 m Kupferrohr im Erd- und Obergeschoss sowie die rund 600 m in der Dimension 16 x 2 mm im Kellergeschoss für die energieeffiziente Verteilung der Wärmeenergie.

„Wir setzen seit Jahrzehnten auf Kupferrohre aufgrund der hundertprozentigen Sauerstoffdiffusionsdichtheit und der Langlebigkeit des Werkstoffs“, sagt der TGA-Planer Lugowski, der bereits zahlreiche Gebäude mit dem „cuprothem“-System geplant hat. Der Haustechnik-Fachmann wählte bei der Essener Villa bewusst größere Rohrdimensionen als den Wohnbau-Standard 14 x 2 mm. „Dadurch können längere bzw. größere Heizkreise geplant und gelegt werden und auch der Rohrwiderstand bei Durchfluss des Heizwassers ist geringer.“