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System- und Kostenvergleich zur Flächenheizung/-kühlung (EFH-Neubau) – Teil 2

Der folgende Fachartikel zeigt die Ausstattungsmöglichkeiten des in Teil 1 beschriebenen Neubauvorhabens mit den Systemen der Fußbodenheizung/-kühlung und beinhaltet die Leistungsbeschreibung, sowie Hinweise zur Schnittstellenkoordination von Baunebenleistungen, insbesondere des Estrichbaus. Am Ende werden die Ergebnisse des Investitionskostenvergleichs tabellarisch dargestellt.

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Fußbodenheizung/-kühlung

In diesem Rahmen wurden auch die Investitionskosten der Fußbodenheizung (Standard-Variante) mit Ventilheizkörpern verglichen. Das Ergebnis soll hier kurz erläutert werden, bevor die Fußbodenheizungssysteme mit den weiteren Komfort-Varianten detaillierter beschrieben werden.

Der Vergleich einer Fußbodenheizung mit Heizkörpern ist schwierig, da nicht alle Heizkörpertypen eine mit der Fußbodenheizung vergleichbare Auslegungs-Vorlauftemperatur von rund 35°C erreichen können. Bei einem reinen Kostenvergleich ohne Berücksichtigung des Faktors Energieeffizienz zwischen einer Fußbodenheizung und einem Ventilheizkörper mit dessen typischer Auslegungstemperatur von 55°C, stellen sich keine gravierenden Kostenunterschiede ein. Korrigiert man die Vorlauftemperatur des Heizkörpers nach Unten so ergibt sich ein höherer Investitionsaufwand auf Grund entweder größerer Heizkörperflächen oder anderer Heizkörpertypen. Insgesamt ergibt sich im betrachteten Neubau ein geringer Mehraufwand bei den Investitionskosten für Heizkörper bei einer einheitlichen Auslegungs-Vorlauftemperatur von rund 35 °C.

 

Rahmenbedingungen des System- und Kostenvergleichs

Die Grundlage der folgenden Kostenvergleiche von Fußbodenheizungssystemen basieren auf den Planungsgrundlagen dieses Neu-Bauvorhabens in Form der Raumlisten und Grundrissflächen, sowie der Heiz- und Kühllast (siehe Gebäudedaten Teil 1). Die Methodik der Kostenaufstellung in Abbildung 2.6 für den Bereich der Fußbodenheizung/-kühlung berücksichtig die Titel „Wärmeübergabe“ mit sämtlichen Systemkomponenten (Titel 1.1), „Wärmeverteilung“ (Titel 1.2) und „Steuerungstechnik“ (Titel 1.3). Hierfür wurden die Kosten von acht Systemherstellern angefragt. Ergänzend befinden sich in Titel 1 die notwendigen Baunebenleistungen (Titel 1.4-1.7) zur vollständigen Herstellung des Systems, inklusive der Kosten für die Elektro-Verkabelung der Steuerungstechnik (Anschluss/Schnittstelle E-Unterverteilung), sowie des Nass- (Abbildung 2.1) bzw. Trockenestrichs (Abbildung 2.2).

Der Heiz- bzw. Kühlkreis (Verrohrung) ist in Titel 2 in der Abbildung 2.6 dargestellt und wurde aus Großhandelspreisen (Brutto-Listenpreise) nebst Arbeitsaufwand in Stunden generiert. Das Herstellen der Betriebsbereitschaft (Inbetriebnahme) ist in Titel 3 ohne Material und mit praxisüblichen Pauschalen (Mittelwert) belegt, die sich auf Handwerkeranfragen beziehen. Abschließend wurden sämtliche Kostenermittlungen, mit den aktualisierten Baukostendatensätzen des Baukosten Informationsdienstes (BKI) abgeglichen. Die Abbildung 2.3 zeigt die sich aus den Rahmenbedingungen ergebenden jahreszeitlich typischen Raum- und Fußbodentemperaturen einer Fußbodenheizung/-kühlung.

 

Leistungsbeschreibung des Kostenvergleichs ab Pufferspeicher

Die Leistung des Ausführenden beginnt mit der Montage der Versorgungsleitungen (Heizkreisstrang), vom Pufferspeicher bis zum Etagenverteiler, inklusive deren Anschluss im Erd- und Obergeschoss, sowie mit dem Verlegen der Systemplatten inklusive Trittschalldämmung und Rand-Dämmstreifen. Weitere Aufbauten zur Wärmedämmung gemäß EnEV 2014/2016 sind nicht berücksichtigt, da diese ohnehin notwendig sind, um der energetischen Qualität des Gebäudes zu entsprechen. (Die Trittschalldämmung ist Bestandteil des Systems).

Nach der vollständigen Montage der Systemplatten nebst Rand-Dämmstreifen, werden die Heiz- / Kühlrohre (Systemrohre) entsprechend der festgelegten Verlegeabstände (VA) ausgelegt und fachgerecht auf dem jeweiligen Trägersystem befestigt, sowie an den vorgesehenen Anschlüssen des Etagenverteilers angeschlossen. Die Rohrleitungslängen pro Wärmeübertragungskreis werden zugeordnet und dokumentiert. Nach der Fertigstellung der Montagearbeiten erfolgt die Druckprobe, sowie die Herstellung der Funktionsbereitschaft und Vorbereitung zur Inbetriebnahme.

 

Schnittstellenkoordination der Baunebenleistungen

Die Schnittstellen zu anderen/angrenzenden Gewerken sind bereits im Vorfeld, aber auch während der Montage (Bauzeitenplan) zu koordinieren. Für die Nass-Varianten ist insbesondere der Estrichleger, für die Trocken-Varianten der Trockenbauer zu koordinieren. Hinsichtlich des Etagenverteilers ist zu klären, ob dieser auf Putz (AP) oder unter Putz (UP) installiert wird. Bei diesem Bauvorhaben wurde vom Zimmermann eine entsprechende Aussparung in der Innenwand vorgesehen. Im Massivbau müssen diese Abstimmungen mit dem Maurer erfolgen. Auch mit dem Trockenbauer müssen diese Abstimmungen im Vorfeld (Werkplanung) besprochen und festgelegt, sowie vom Ausführenden vor Montagebeginn geprüft werden.

Die Montage der Stellmotoren auf den Ventilsitzen der jeweiligen Wärmeübertragungskreise und das Verklemmen der Niedervolt-Anschlüsse an der Regeleinheit erfolgt durch den Heizungsbauer, um die fehlerfreie Zuordnung der Regelbereiche bzw. -zonen sicherzustellen (siehe Titel 1.3 in nachfolgender Tabelle des Kostenvergleichs). Die Feineinstellungen zum hydraulischen Abgleich der Wärmeübergabe, entsprechend der Dokumentation gemäß Auslegung, erfolgt im Rahmen der Inbetriebnahme (siehe Titel 3). Die Einbringung der Estriche ist unter Titel 1.5. bzw. Titel 1.6 in der Abbildung 2.6 aufgeführt.

 

Exkurs: Elektrofachkraft für festgelegte Tätigkeiten im SHK-Handwerk

Nach der Neuordnung des Ausbildungsberufes zum Anlagenmechaniker SHK, ist dieser befugt festgelegte elektrische Arbeiten auszuführen, die der Ergänzung des Gewerkes entsprechen. Die festgelegten Tätigkeiten müssen wiederkehrende gleichartige Verrichtungen, mit für den Verwendungszweck abgesicherten Übergabepunkten sein. Diese Übergabepunkte werden vom Unternehmer in der Bestellung zur "Elektrofachkraft für festgelegte Tätigkeiten" beschrieben.

Dies umfasst die gesamten Elektroarbeiten im Zusammenhang der MSR-Technik der Systeme zur Flächenheizung/-kühlung einschließlich der Verdrahtung und Leitungsführung von den Raumfühlern zu den Regeleinheiten im Etagenverteiler (Standard) einschließlich der Leitungsführung zum Elektro-Wohnungsverteiler. Der Anschluss an den Sicherungsautomaten inkl. Prüfung erfolgt durch den Elektriker. Diese Arbeiten (Titel 1.4 in der Abbildung 2.6) sind Bestandteil des SHK-Gewerkes und dementsprechend in der Kostenermittlung vollständig erfasst.

Der elektrotechnische Aufwand ist in den Varianten unterschiedlich, was sich auch in den Kostenvergleichen erkennen lässt. Zwar wird bei den Komfort-Varianten die Installation eines zusätzlichen Sensors (Taupunktwächter) benötigt, dafür aber entfallen die Aufwendungen für die kabelgebundene Raumtemperaturregelung, da die Komfort-Varianten mit Funk-Raumthermostaten ausgestattet sind.

 

Inbetriebnahme / Herstellen der Betriebsbereitschaft

Im Rahmen der Inbetriebnahme werden die technischen Dokumentationen der Flächenheizung/-kühlung übergeben, die da sind: Auslegung und Leistungsbereiche, Zuordnung der Wärmeübertragungs- (hier wieder einheitliche Benennung dieser Begriff taucht noch nicht auf) und Regelungskreise, Nachweis zum hydraulischen Abgleich, Aufheizprotokoll, Abnahme- und Übergabeprotokoll, usw. Das Herstellen der Betriebsbereitschaft umfasst u.a. auch das Funktionsheizen, sowie das Belegreifheizen des Estrichs bei Nasssystemen. Das Aufheizprogramm ist mit dem Hersteller des Estrichs und dem Estrichleger abzustimmen.

 

Ergebnisse des System- und Kostenvergleichs

Die Raumliste zeigt beim Vergleich von Kühllast und Ankühlleistung (resultierend aus der Auslegung nach Heizlast), dass sich durch die bei einer Fußbodenheizung „mitgelieferte“ Ankühlung (Komfort-Variante 1) ein großer Teil der Kühllast abdecken lässt. Ausschlaggebend ist natürlich immer das spezifische Nutzungsprofil. Dieses ist allerdings bei einem EFH sehr klar und bei korrekter Beachtung des sommerlichen Hitzeschutzes (Baustoffauswahl, Verschattungselemente) bezüglich einer notwendigen Kühlleistung sehr überschaubar.

Erfahrungen und dieses Praxisbeispiel zeigen, dass bei einem EFH kaum eine Vollkühlung notwendig ist, daher ist mit dem realisierbaren Doppelnutzen (Heizen/Kühlen) mit der Ankühlfunktion einer Fußbodenheizung/-kühlung nach Auslegung der Heizlast, der thermische Komfort auch im Sommer kostengünstig zu realisieren. Eine Vollkühlung (Komfort-Variante 2) ist für ein modernes Einfamilienhaus in der Regel nicht notwendig.

 

Funktionsheizen

Beim Aufheizen der Last- bzw. Wärmeverteilschicht wird unterschieden in das Funktionsheizen (Nachweis des Heizungsbauers für die Erstellung eines mängelfreien Gewerkes, Erreichen der maximalen thermischen Längendehnung der Last- bzw. Wärmeverteilschicht) und das Belegreifheizen (Austreiben der Estrichfeuchte bis zur Belegreife). Das Funktionsheizen ist gemäß DIN EN 1264-4 durchzuführen. Als Bestandteil der Heizungsanlagen-Installation ist der Verlauf des Funktionsheizens gemäß den Herstellerangaben und den zugehörigen Aufheizprotokollen auszuführen und zu dokumentieren. Mit einer Vorlauftemperatur zwischen 20 °C und 25 °C, die mindestens 3 Tage lang beizubehalten ist, beginnt das Funktionsheizen. In den anschließenden 4 Tagen muss die maximale Auslegungstemperatur eingestellt und auf diesem Wert gehalten werden. Anschließend ist die Last- bzw. Wärmeverteilschicht wieder abzuheizen. Nach der Funktionsheizphase ist der Estrich vor Zugluft und schneller Abkühlung zu schützen.

 

Belegreifheizen

Vor dem Aufbringen des Bodenbelags ist vom Bodenleger die Belegreife, gemessen am Feuchtegehalt des Estrichs, zu überprüfen. Die zulässige Restfeuchte ist abhängig von Estrichart und Bodenbelag. Ermittelt wird die Restfeuchte mit dem CM Gerät (Feuchtigkeitsprüfgerät für Estriche nach der Calzium-Carbid-Methode). Sollte nach dem Beenden des Funktionsheizens die notwendige Restfeuchte des Estrichs noch nicht erreicht sein, kann ein Belegreifheizen durchgeführt werden. In täglichen Schritten von 10 °C wird das Belegreifheizen, beginnend bei einer Vorlauftemperatur von ca. 25 °C, bis zur maximalen Vorlauftemperatur von 55 °C durchgeführt. Die maximale Vorlauftemperatur wird solange gehalten, bis die geforderte Restfeuchte erreicht ist. Im Anschluss wird die Vorlauftemperatur wieder in Schritten von 10 °C gesenkt bis auf ca. 25 °C. Das Belegreifheizen ist als besondere Leistung nach VOB Teil C bzw. DIN 18380 [12] durch die Bauherren gesondert zu beauftragen.

In der abschließenden Abbildung mit der Tabelle zum System- und Kostenvergleich der Fußbodenheizung/-kühlung ist der ein umfassender Vergleich der verschiedenen Systeme, inklusive des standardisierten Estrichs als Fließestrich dargestellt.