Wärmeverteilung

Luft- und wassergeführte Verteilsysteme

Für die Wärmeverteilung im Gebäude gibt es luft- oder wassergeführte Verteilsysteme, die Letztgenannten kommen überwiegend zum Einsatz. Deshalb werden sie nachfolgend ausführlich vorgestellt.

Gallerie

Für Warmwasserheizungen gibt es verschiedene Möglichkeiten der Leitungsführung zwischen Wärmeerzeuger und Heizfläche. Das früher gängige System, bei dem die Rohrleitungen in Außenwandschlitzen bis zu den Heizkörpern unter den Fenstern verlegt wurden, ist nicht mehr zugelassen. Heute werden die Steigstränge in der Regel zentral im Gebäude in einem Schacht angeordnet. Die horizontale Verteilung erfolgt als Ein- oder Zweirohrsystem innerhalb der Dämmschicht des schwimmenden Estrichs oder in einer abgehängten Decke unterhalb der Rohdecke bis zu den Heizkörpern. Die Wärmeverluste der Verteilung kommen den Räumen zugute.

Die weit verbreiteten Zweirohrheizungen werden je nach Lage der Hauptverteilung unterschieden in obere, untere und horizontale Verteilung. Bei der oberen Verteilung wird der Vorlauf in einer Steigleitung zum Dachgeschoss geführt und von hier auf die verschiedenen Fallstränge verteilt. Über Rücklauffallleitungen, die im Keller zusammengeführt werden, kehrt das Heizwasser zum Kessel zurück. Diese Variante ist mittlerweile eher selten. Bei der häufiger verwendeten unteren Verteilung werden die Vor- und Rücklaufleitungen an der Kellerdecke angeordnet, von denen die jeweiligen Steigleitungen nach oben geführt werden. Die dritte Möglichkeit der Leitungsführung ist die horizontale Verteilung. Statt zahlreicher Steigstränge wird bei dieser Variante eine zentrale Vor- und Rücklaufleitung angeordnet, von der aus die einzelnen Heizkörper angeschlossen werden. Bei Fußbodenheizungen erfolgt die vertikale Leitungsführung ebenfalls zentral über Steigstränge. Die Unterverteilung und die Aufteilung der einzelnen Heizkreise erfolgt in den Geschossen. Bei Etagenheizungen entfällt der Steigstrang.

Rohrnetzberechnung
Bevor die Heizrohre verlegt werden, ist eine Rohrnetzberechnung durchzuführen. Sie hat zum Ziel, die Leitungsquerschnitte so zu dimensionieren, dass jedem Heizkörper die vorgesehene Heizwassermenge zugeführt wird. Hierbei dürfen keine zu hohen Strömungsgeschwindigkeiten gewählt werden, damit im Betrieb keine Strömungsgeräusche entstehen und sich die Druckverluste in sinnvollen Grenzen halten, um den Energiebedarf der Umwälzpumpen auf geringem Niveau zu halten. Rohrnetzberechnungen werden grundsätzlich mit geeigneten Berechnungsprogrammen ausgeführt, wobei als Ergebnis ebenfalls die Einstellwerte für Heizkörper- und Strangregulierventile ausgewiesen werden.

Rohrleitungswerkstoffe
In der Heizungstechnik werden hauptsächlich Stahlrohre verwendet. Für kleinere Anlagen kommen auch Kupferrohre und zuweilen Weichstahlrohre zum Einsatz. Kunststoffrohre werden vor allem in Fußbodenheizungen verwendet. Bei der Installation von Rohrleitungen ist zu berücksichtigen, dass sich diese bei Erwärmung ausdehnen und beim Abkühlen wieder zusammenziehen. Das Maß der Wärmedehnung hängt vom Werkstoff (Ausdehnungskoeffizient), von der Temperaturdifferenz und der Länge des Rohrabschnitts ab, ist jedoch unabhängig vom Rohrdurchmesser. Metalle weisen einen relativ geringen Ausdehnungskoeffizienten auf (Stahl: 0,012 mm/(mK), Kupfer: 0,017 mm/(mK), für Kunststoffe liegt der Wert ca. 5 bis 10 mal höher.

Heizungsleitungen verlegen
Bei der Verlegung von Heizkörperanbindeleitungen im Fußbodenaufbau sind neben Wärmeschutzanforderungen auch die Aspekte des Trittschallschutzes zu beachten. Daher dürfen weder Rohrleitungen noch Einschlagdübel den Estrich direkt berühren. Ebenso sind Leitungsdurchführungen durch den Estrich schallentkoppelt auszuführen, indem die Leitungen mit einer elastischen Umhüllung versehen werden. Leitungen im Fußbodenaufbau sind auf dem Untergrund zu befestigen. Um den Aufwand bei der Verlegung von Dämmschichten gering zu halten, sollte die Leitungsführung möglichst parallel zu den Wänden und rechtwinklig erfolgen.

Innerhalb der Ausgleichs- oder Dämmschicht sind Leitungen in einer ausreichend breiten Aussparung zu verlegen, um eine Wärmedehnung zu ermöglichen. Darüber ist eine einheitliche Oberfläche zur Aufnahme einer weiteren Dämmschicht oder des Estrichs erforderlich. Grundsätzlich ist der mehrschichtige Dämmaufbau mit durchgehender Trittschalldämmung zu bevorzugen. Ist dies aufgrund fehlender Aufbauhöhe nicht möglich, wird die Rohrleitung innerhalb der Aussparung bei einschichtigem Aufbau mit einem Streifen Wellpappe abgedeckt. Nach der fachgerechten Verlegung aller Dämmschichten erfolgt eine Abdeckung mit PE-Folie bevor die Estrichausführung beginnt. Bei Altbaurenovierungen wird die Leitungsführung auf der Wand häufig in speziell für diesen Zweck vorgesehenen Sockelleisten ausgeführt, die in einer Vielzahl von Materialien und Farben erhältlich sind. Die erforderliche Größe einer Sockelleiste hängt im Wesentlichen von dem verwendeten Rohrwerkstoff und der zu transportierenden Heizwassermenge ab.

Heizungsleitungen dämmen
Gedämmte Rohrleitungen verringern Wärmeverluste und vermeiden Schallübertragung. Die Anforderungen an die Wärmedämmung von Heizungsleitungen und Armaturen sind in der Energieeinsparverordnung definiert. Dort ist genau festgelegt, welche Dämmdicken bei welchem Rohrinnendurchmesser einzuhalten sind. Eine fachgerechte Ausführung zur Vermeidung von Wärmebrücken ist von entscheidender Bedeutung. Um die Übertragung von Körperschall zwischen Baukörper und Rohrleitung zu verhindern, sind Rohrleitungen in Wand- und Deckendurchführungen mit einer elastischen Umhüllung zu versehen. Da es in der Praxis gerade hier zu mangelhaften Ausführungen kommt, ist im Rahmen von Bauüberwachung und Abnahme besonderes Augenmerk auf die korrekte Ausführung zu legen. Beim nachträglichen Verputzen der Durchführungsöffnungen ist darauf zu achten, dass keine Schallbrücken entstehen.

Heizkörperanschlüsse
Die Verbindung von Heizkörper und Rohrleitung ist so herzustellen, dass eine einfache Demontage und ggf. eine Entleerung möglich ist. Zudem sind Heizkörper und zugehörige Armaturen leicht zugänglich zu halten. Darüber hinaus sind an jeder Raumheizfläche Möglichkeiten für die Begrenzung der Durchflussmenge wie auch für den hydraulischen Abgleich vorzusehen. Für die Verbindungen sind eine Vielzahl von vorgefertigten Anschlussgarnituren für alle Einbauvarianten, Rohrmaterialien und Heizkörpertypen verfügbar.

Schutz vor Korrosion und Steinbildung
Da Warmwasserheizungen heute nahezu ausschließlich als geschlossene Anlagen ausgeführt werden, kann Sauerstoff nur im Falle von Undichtheiten bzw. Flüssigkeitsverlusten eindringen. Dieser setzt Oxidationsprozesse in Gang, in deren Folge es zu Korrosionen in Wasserheizungen kommt. Durch Korrosionsprodukte entstehender Schlamm verstopft Pumpen und Armaturen. Fortgeschrittene Korrosion kann sogar Leckagen verursachen. Für die Entfernung des Sauerstoffes werden in größeren Gebäuden Anlagen zur physikalischen Entgasung oder Anlagen zur chemischen oder elektrochemischen Sauerstoffbindung eingesetzt. Auch beim erstmaligen Befüllen oder beim Nachfüllen der Anlage tritt Sauerstoff in das System ein. Die von ihm ausgelösten Oxidationsprozesse kommen jedoch zum Erliegen, sobald der Sauerstoff verbraucht ist.

Bei Steinbildung handelt es sich um Kalkablagerungen, die durch eine hohe Wasserhärte begünstigt werden. Kalkschichten lagern sich insbesondere an wasserseitigen Wärmetauscherflächen im Kessel ab, wodurch der Wirkungsgrad erheblich verringert werden kann. In Großanlagen lässt Steinbildung im Wesentlichen dadurch vermeiden, indem das im Wasser gelöste Calciumhydrogencarbonat entfernt wird. Dies erfolgt entweder durch den Einsatz von Ionentauschern oder dem Verfahren der Umkehrosmose.

Warmluftheizungen
Der Wärmeträger einer Warmluftheizungen ist die Raumluft. Sie wird im Heizgerät erwärmt und im Gebäude verteilt. Dies erfolgt in kleinen Anlagen unter Ausnutzung der Schwerkraftzirkulation, in größeren mithilfe von Ventilatoren. Aufgrund der geringeren Wärmekapazität der Luft benötigen die Heizungen große Luftmengen. Einsatzmöglichkeiten für Warmluftheizungen sind gut wärmegedämmte und luftdichte Wohnhäuser, die über eine kontrollierte Wohnungslüftung mit Zu-/Abluftanlage verfügen.

Ausführliche Informationen über die verschiedenen Heizungsarten haben wir im Baunetz Wissen Heizung zusammengestellt (siehe Surftipps).

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