Flächenheizung sorgt für Effizienz bei Neubau und Sanierung

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Eine sehr effiziente Kombination besteht aus einer Wärmepumpe und einer Flächenheizung. "Wärmepumpensysteme (WPS) zur Nutzung von Umweltwärme (erd- oder luftgebunden) stellen im Neubaubereich den heutigen Stand der Technik dar, wo sie aufgrund der geringen benötigten (Vorlauf-)Temperaturen (bei Flächenheizungen: ca. 30–40 ◦C; zum Vergleich: 55–75 ◦C bei konventionellen Heizkörpern) moderner Heizsysteme besonders effizient sind", beschreiben dies die Springer Spektrum-Autoren Björn-Martin Kurzrock und Tillman Gauer in ihrem Buchkapitel Bedeutung der Oberflächennahen Geothermie für Immobilien auf Seite 36. 

Inzwischen haben die Wärmepumpen sogar der Erdgasheizung in Deutschland den Rang abgelaufen, was die Installationen im Neubau betrifft. Nach Angaben des Statistischen Bundesamtes wurden 2017 bei 43 Prozent aller genehmigten neuen Wohngebäude Wärmepumpen eingebaut und in aller Regel mit Flächenheizungen kombiniert. Erdgas kam auf 42 Prozent. Im ersten Quartal 2018 setzte sich diese Entwicklung fort.

Größtes Potenzial im Bestand

Doch das große Potenzial für Wärmepumpen liegt im Bestand. Hier hat nach wie vor die Erdgasheizung mit rund 50 Prozent die Nase vorn, während die Wärmepumpe mit lediglich zwei Prozent zu Buche schlägt. Dabei kann diese effiziente Kombination auch im Bestand angewandt werden. Der Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie (BDH) etwa will dies mit umfangreichen Informationen befördern.

Die Eingriffe in die Gebäudesubstanz sollen dabei so gering wie möglich gehalten werden. Das wiederum erfordert eine individuelle Betrachtung des Gebäudes. Zwei bauliche Veränderungen sind jedoch unabdingbar: Zum einen kann die Kombination Wärmepumpe/Flächenheizung aufgrund der niedrigen Vorlauftemperaturen nur in sehr gut gedämmten Gebäuden ihre Effizienz entfalten, zum anderen muss die Flächenheizung nachgerüstet werden. 

Drei grundsätzliche Verfahren für Flächenheizungen

Beim Ersten werden entweder mit oder ohne Wasser die Führungen für die wärmeführenden Leitungen in den Boden gefräst, dann die Leitungen verlegt und das Ganze mit Estrich übergossen. Dieses Verfahren kann bei Sanierungen nur dort angewandt werden, wo eine ausreichende Statik der Decken gegeben ist, da das System inklusive Estrichschicht bis 130 Kilogramm je Quadratmeter wiegt.

In kritischen Fällen ist die zweite Lösung besser geeignet. Bei ihr kommen sogenannte Klicksysteme zum Einsatz, die auf den Fußboden montiert und in die die Leitungen hineingepresst werden. Speziell für den Modernisierungsfall sind die Systeme zudem mit bis zu 3,5 Zentimetern deutlich niedriger und leichter als ihre Pendants im Neubau. So leidet die Raumhöhe nicht darunter und die Statik von leichten Decken wird nicht gefährdet. Dieses System eignet sich auch für die Anbringung an Wänden. 

Für Wände und Decken selbst gibt es noch eine dritte Möglichkeit. Vorgefertigte Gipskartonplatten werden mit den wärmeführenden Leitungen bestückt und vor- oder abhängend montiert. Im Gegensatz zur Fußbodenheizung, die letztlich wie herkömmliche Heizkörper funktioniert, entsteht so keine konvektionelle, also vertikale, Wärmeverteilung, sondern Strahlungswärme, die noch effizienter ist. Zudem wird dabei kein Staub aufgewirbelt, was diese Systeme für Allergiker und Asthmatiker interessant macht.

Kühlung als Zusatznutzen

Alle diese Systeme haben einen großen Vorteil: Sie können auch zum Kühlen eingesetzt werden, vorausgesetzt, sie werden mit einer Wärmepumpe betrieben, idealerweise auf Erdreich- oder Wasserbasis. Flächenheizungen sind auch in Kombination mit Solarthermie und Brennwertthermen denkbar. Letztere können heute modular so eingestellt werden, dass kaum Effizienzverluste auftreten. Eine Kühlfunktion ist dann allerdings nicht möglich.

Streng genommen gibt es noch eine vierte Möglichkeit. Sie liegt in rein elektrischen Heizsystemen ähnlich einem Heizkissen. Dafür wird eine heizende Metallstruktur verlegt und übergossen sowie direkt an den Stromkreislauf angeschlossen. Solche Systeme kommen meist in kleinen Badezimmern zum Einsatz, da sie bei großen Flächen aufgrund des geringen Wirkungsgrades, die allen Stromdirektheizungen innewohnt, ineffizient sind.

Für die Flächenheizsysteme nennt der BDH folgende Vorteile bei Betriebskosten und Umwelt:

• energieeffizient – mit niedrigen Vorlauftemperaturen
• energiesparend – Nutzung von erneuerbaren Energien z. B. Wärmepumpe, Solarthermie
• bezahlbar – der Einbau ist in der Regel nicht teurer als bei freien Heizflächen, z. B. Heizkörpern
• umweltfreundlich – in Kombination z. B. mit Brennwerttechnik, Wärmepumpen
• Steigerung des Komforts durch mehr Behaglichkeit, Kühlfunktion und keine Verletzungsgefahr, etwa in Kindergärten durch Kanten der Heizkörper
• Steigerung der Wohnqualität durch freie Raumgestaltung, Unsichtbarkeit, Sauberkeit

Dennoch muss auch bei einer Nachrüstung ein ganz einfacher physikalischer Sachverhalt beachtet werden. "Der Einsatz einer Wärmepumpe ist nur dann sinnvoll, wenn die genutzte Wärme größer ist als der primärenergetische Aufwand für die benötigte elektrische Energie. Dies ist in der Regel nur bei hochwärmegedämmten Gebäuden der Fall. Wird das Erdreich oder das Grundwasser genutzt, ist der Einsatz einer Flächenheizung sinnvoll", beschreibt diesen die Springer Vieweg-Autorin Stefanie Friedrichsen auf Seite 112 ihres Buchkapitels Ökologische Qualität.