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Serie: Parkett auf Heizestrich von Karl Remmert - Teil 3 -
Wärmedurchlasswiderstand von Holzfußböden
Holz leitet die Wärme relativ schlecht, deshalb werden Holzfußböden als sehr fußwarm empfunden. Wenn Holz dagegen auf einer Fußbodenheizung eingesetzt werden soll, ist die schlechte Wärmeleitung hinderlich, denn die Wärme soll möglichst ungehindert aus dem Heizestrich in den Raum gelangen können. Holz als Fußboden auf einem Heizestrich setzt also der abfließenden Wärme einen relativ großen Wärmedurchlasswiderstand entgegen.
Nach DIN EN 1264 (Fußbodenheizung, Systeme und Komponenten) wird von einem Basiswert von 0,10 qm K/W für den Fußbodenbelag ausgegangen. Darüber hinaus wird empfohlen, einen Maximalwert von 0,15 qm K/W nicht zu überschreiten. Das Rechenverfahren für den Wärmedurchlasswiderstand ist in DIN EN ISO 6946 (Wärmedurchlasswiderstand und Wärmedurchgangskoeffizient, Berechnungsverfahren) festgelegt. Weil wegen der europäischen Harmonisierung in DIN EN ISO 6946 andere Symbole für die Kenngrößen verwendet werden als die seit jeher in Deutschland vertrauten, sind in der rechts stehende Tabelle die neuen Symbole den alten gegenüber gestellt. (Siehe Formel 1)
Unabhängig von den tatsächlichen Wärmeleitzahlen der einzelnen Hölzer, die zwischen 0,10 W/m K und 0,20 W/m K liegen, muss nach DIN 4108 (Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden) bei Nadelhölzern 0,13 W/m K, bei Holzwerkstoffen (Mehrschichtparkettelemente/ Fertigparkett) 0,15 W/m K und bei Laubhölzern 0,20 W/m K als Wärmeleitzahl l angesetzt werden. Damit ergeben sich bei den normativen Vorgaben Holzdicken von maximal 19 mm bei Nadelhölzern, 23 mm bei Mehrschichtparkettelementen/ Fertigparkett und von 30 mm bei Laubhölzern. (Siehe Formel 2)
In Faserrichtung leitet Holz die Wärme ca. zweimal so gut, weil die Wärme in Faserrichtung ohne Unterbrechung durch die Zellwände strömen kann. Quer zur Faser wird sie durch die luftgefüllten Zellhohlräume behindert. Nach DIN 4108 darf deshalb l mit dem Faktor 2,2 multipliziert werden. Entsprechend dürfen bei Holzpflaster die Klotzhöhen höher als die Holzdicken bei Parkett/Dielen sein: bei Nadelholz maximal 43 mm, bei Laubholz maximal 66 mm. (Formel 3)
Wenn der Basiswert von 0,10 qm K/W eingehalten werden soll, ergeben sich mit demselben Rechenweg für Parkett/ Dielen bei Nadelhölzern sogar nur 13 mm, bei Mehrschichtparkettelementen/ Fertigparkett nur 15 mm und bei Laubhölzern nur 20 mm Dicke. Bei Holzpflasterklötzen entsprechend bei Nadelhölzern 29 mm, bei Laubhölzern 44 mm Klotzhöhen.
Die Nachweise zeigen, dass mit Massivparkett aus Laubholz der Basiswert von 0,10 qm K/W knapp und mit Holzpflaster in üblichen Klotzhöhen gut eingehalten werden kann. Bei Mehrschichtparkettelementen liegt die Grenze zur Einhaltung des Basiswertes bei einer Elementdicke von maximal 15 mm. Der Maximalwert von 0,15 qm K/W kann von allen massiven Laubhölzern und von Mehrschichtparkettelementen in üblichen Dicken eingehalten werden. Bei massivem Nadelholz liegt die Grenze zur Einhaltung des Maximalwertes bei einer Dicke von maximal 19 mm.
Um den Wärmedurchgang ungehindert sicher zu stellen, sollten jene genannten Holzdicken verwendet werden, mit denen der Basiswert des Wärmedurchlasswiderstandes von 0,10 qm K/W nach DIN EN 1264 eingehalten werden kann. Keinesfalls dürfen Holzdicken eingebaut werden, die den Maximalwert des Wärmedurchlasswiderstandes von 0,15 qm K/W nach DIN EN 1264 überschreiten. Darüber hinaus sollten alle Holzfußböden auf Heizestrichen vollflächig verklebt werden, weil bei einer schwimmenden Verlegung wegen der erforderlichen Unterlagen Luftschichten eingeschlossenen werden und dadurch der zulässige Wärmedurchlasswiderstand überschritten wird.
Oberflächentemperaturen von Holzfußböden auf Heizestrichen
Heizestriche müssen mit einer höheren Temperatur als die angestrebte Raumtemperatur betrieben werden. Damit ergibt sich für die eingesetzten Fußbodenhölzer ebenfalls eine höhere Oberflächentemperatur als die angestrebte Raumtemperatur. Das Merkblatt "Schnittstellenkoordination bei beheizten Fußbodenkonstruktionen", das 1998 von den Zentralverbänden des Estrichleger-, Heizungsbauer- und Parkettlegerhandwerks herausgegeben wurde, äußert sich zu maximalen Oberflächentemperaturen bei beheizten Fußbodenkonstruktionen nicht, verweist aber auf das Merkblatt "Elastische Bodenbeläge, textile Bodenbeläge und Parkett auf beheizten Fußbodenkonstruktionen" von 1981. Dieses Merkblatt legt eine Oberflächentemperatur des Fußbodens von maximal 28 C fest.
Die Vorgaben des Merkblattes von 1981, auf die sich die "Schnittstellenkoordination" bezieht, sind offensichtlich vor dem Hintergrund zu verstehen, auch bei Heizestrichen mit einer hohen Vorlauftemperatur einen Holzfußboden anbieten zu können. Damals meinte man, derMarkt verlange das. Seit dieser Zeit aber ist man erheblich vorsichtiger geworden. In der neuesten Auflage der Broschüre des Holzbauhandbuches "Parkett, Planungsgrundlagen" vom Dezember 2001, die vom Informationsdienst Holz herausgegeben wird und an der auch der Zentralverband Parkett und Fußbodentechnik beteiligt war, wird eine Oberflächentemperatur des Heizestrichs von maximal 25 C gefordert. Weil im eingebauten Zustand die Estrichoberflächentemperatur schlecht gemessen werden kann, ist es nützlich, die maximal zulässige Oberflächentemperatur eines Fußbodens berechnen zu können.
Die Oberflächentemperatur eines Fußbodens auf einem Heizestrich lässt sich mit linksstehender Gleichung berechnen. (Siehe Formel 4)
Unter Berücksichtigung des in DIN EN 1264-2 vorgeschlagenen Basiswertes von 0,10 qm K/W, bzw. des Maximalwertes von 0,15 qm K/W errechnet sich die Oberflächentemperatur eines Holzfußbodens entsprechend rechtsstehender Formel. (Formel 5)
Die Berechnung der Oberflächentemperatur wurde unabhängig von der Holzdicke mit den Wärmedurchlasswiderständen nach DIN EN 1264 durchgeführt. Errechnet man die Oberflächentemperatur unter Anwendung des gesamten Rechenweges für eine konkrete Holzdicke, z.B. für 10 mm 2-Schichtparkett auf Heizestrichen, erhält man eine Temperatur von ca. 23,0 C. Bei einem 10 mm Massivparkett aus Laubholz ergibt sich eine Oberflächentemperatur von ca. 23,4 C.
Das Problem: Bei allen Holzfußböden, deren Oberflächentemperatur über Temperaturen von 23C liegt, ist demnach die Oberflächentemperatur des Estrichs höher als 25C und damit sind die Empfehlung des Holzbauhandbuchs nicht eingehalten.
In den nach der Empfehlung des Holzbauhandbuchs errechneten Fällen liegt die Fußbodenoberflächentemperatur je nach Dicke des Holzfußbodens ca. 2,5 bis ca. 3,5 C über der Raumtemperatur. Legt man die Werte des Merkblattes von 1981 zugrunde, darf die Fußbodenoberflächentemperatur sogar 8 C über der Raumtemperatur liegen. In der Folge verändert sich die Luftfeuchte in der unmittelbar an den Fußboden angrenzenden Luftschicht und damit die Holzfeuchte des Fußbodenholzes, das ursprünglich mit seiner Lieferfeuchte auf ein Raumklima mit 20C und 50% relative Luftfeuchtigkeit eingestellt worden war. aus Parkett Magazin 03/03 (Bodenbeläge)
Wärmetechnische Berechnungen: Holzfußböden auf Heizestrichen
Mit dem Erscheinen einer neuen Broschüre des Holzbauhandbuches "Parkett, Planungsgrundlagen", die der Informationsdienstes Holz herausgibt und in der die Aussage gemacht wird, dass die Oberflächentemperatur des Heizestrichs 25 C nicht überschreiten darf, ist die Debatte über das Für und Wider von Parkett auf Heizestrichen erneut entflammt. Bei allen Seminaren und Tagungen der Branche wird das Thema angeschnitten. Im vorliegenden 3. Teil unserer kleinen Fachserie wird nun der wärmetechnischen Aspekt des Problems dargestellt. Später, im 5. und letzten Teil, wird eine Empfehlung ausgesprochen werden, unter welchen Bedingungen ein Holzfußboden auf einem Heizestrich mit hoher Wahrscheinlichkeit schadensfrei bleibt.Wärmedurchlasswiderstand von Holzfußböden
Holz leitet die Wärme relativ schlecht, deshalb werden Holzfußböden als sehr fußwarm empfunden. Wenn Holz dagegen auf einer Fußbodenheizung eingesetzt werden soll, ist die schlechte Wärmeleitung hinderlich, denn die Wärme soll möglichst ungehindert aus dem Heizestrich in den Raum gelangen können. Holz als Fußboden auf einem Heizestrich setzt also der abfließenden Wärme einen relativ großen Wärmedurchlasswiderstand entgegen.
Nach DIN EN 1264 (Fußbodenheizung, Systeme und Komponenten) wird von einem Basiswert von 0,10 qm K/W für den Fußbodenbelag ausgegangen. Darüber hinaus wird empfohlen, einen Maximalwert von 0,15 qm K/W nicht zu überschreiten. Das Rechenverfahren für den Wärmedurchlasswiderstand ist in DIN EN ISO 6946 (Wärmedurchlasswiderstand und Wärmedurchgangskoeffizient, Berechnungsverfahren) festgelegt. Weil wegen der europäischen Harmonisierung in DIN EN ISO 6946 andere Symbole für die Kenngrößen verwendet werden als die seit jeher in Deutschland vertrauten, sind in der rechts stehende Tabelle die neuen Symbole den alten gegenüber gestellt. (Siehe Formel 1)
Unabhängig von den tatsächlichen Wärmeleitzahlen der einzelnen Hölzer, die zwischen 0,10 W/m K und 0,20 W/m K liegen, muss nach DIN 4108 (Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden) bei Nadelhölzern 0,13 W/m K, bei Holzwerkstoffen (Mehrschichtparkettelemente/ Fertigparkett) 0,15 W/m K und bei Laubhölzern 0,20 W/m K als Wärmeleitzahl l angesetzt werden. Damit ergeben sich bei den normativen Vorgaben Holzdicken von maximal 19 mm bei Nadelhölzern, 23 mm bei Mehrschichtparkettelementen/ Fertigparkett und von 30 mm bei Laubhölzern. (Siehe Formel 2)
In Faserrichtung leitet Holz die Wärme ca. zweimal so gut, weil die Wärme in Faserrichtung ohne Unterbrechung durch die Zellwände strömen kann. Quer zur Faser wird sie durch die luftgefüllten Zellhohlräume behindert. Nach DIN 4108 darf deshalb l mit dem Faktor 2,2 multipliziert werden. Entsprechend dürfen bei Holzpflaster die Klotzhöhen höher als die Holzdicken bei Parkett/Dielen sein: bei Nadelholz maximal 43 mm, bei Laubholz maximal 66 mm. (Formel 3)
Wenn der Basiswert von 0,10 qm K/W eingehalten werden soll, ergeben sich mit demselben Rechenweg für Parkett/ Dielen bei Nadelhölzern sogar nur 13 mm, bei Mehrschichtparkettelementen/ Fertigparkett nur 15 mm und bei Laubhölzern nur 20 mm Dicke. Bei Holzpflasterklötzen entsprechend bei Nadelhölzern 29 mm, bei Laubhölzern 44 mm Klotzhöhen.
Die Nachweise zeigen, dass mit Massivparkett aus Laubholz der Basiswert von 0,10 qm K/W knapp und mit Holzpflaster in üblichen Klotzhöhen gut eingehalten werden kann. Bei Mehrschichtparkettelementen liegt die Grenze zur Einhaltung des Basiswertes bei einer Elementdicke von maximal 15 mm. Der Maximalwert von 0,15 qm K/W kann von allen massiven Laubhölzern und von Mehrschichtparkettelementen in üblichen Dicken eingehalten werden. Bei massivem Nadelholz liegt die Grenze zur Einhaltung des Maximalwertes bei einer Dicke von maximal 19 mm.
Um den Wärmedurchgang ungehindert sicher zu stellen, sollten jene genannten Holzdicken verwendet werden, mit denen der Basiswert des Wärmedurchlasswiderstandes von 0,10 qm K/W nach DIN EN 1264 eingehalten werden kann. Keinesfalls dürfen Holzdicken eingebaut werden, die den Maximalwert des Wärmedurchlasswiderstandes von 0,15 qm K/W nach DIN EN 1264 überschreiten. Darüber hinaus sollten alle Holzfußböden auf Heizestrichen vollflächig verklebt werden, weil bei einer schwimmenden Verlegung wegen der erforderlichen Unterlagen Luftschichten eingeschlossenen werden und dadurch der zulässige Wärmedurchlasswiderstand überschritten wird.
Oberflächentemperaturen von Holzfußböden auf Heizestrichen
Heizestriche müssen mit einer höheren Temperatur als die angestrebte Raumtemperatur betrieben werden. Damit ergibt sich für die eingesetzten Fußbodenhölzer ebenfalls eine höhere Oberflächentemperatur als die angestrebte Raumtemperatur. Das Merkblatt "Schnittstellenkoordination bei beheizten Fußbodenkonstruktionen", das 1998 von den Zentralverbänden des Estrichleger-, Heizungsbauer- und Parkettlegerhandwerks herausgegeben wurde, äußert sich zu maximalen Oberflächentemperaturen bei beheizten Fußbodenkonstruktionen nicht, verweist aber auf das Merkblatt "Elastische Bodenbeläge, textile Bodenbeläge und Parkett auf beheizten Fußbodenkonstruktionen" von 1981. Dieses Merkblatt legt eine Oberflächentemperatur des Fußbodens von maximal 28 C fest.
Die Vorgaben des Merkblattes von 1981, auf die sich die "Schnittstellenkoordination" bezieht, sind offensichtlich vor dem Hintergrund zu verstehen, auch bei Heizestrichen mit einer hohen Vorlauftemperatur einen Holzfußboden anbieten zu können. Damals meinte man, derMarkt verlange das. Seit dieser Zeit aber ist man erheblich vorsichtiger geworden. In der neuesten Auflage der Broschüre des Holzbauhandbuches "Parkett, Planungsgrundlagen" vom Dezember 2001, die vom Informationsdienst Holz herausgegeben wird und an der auch der Zentralverband Parkett und Fußbodentechnik beteiligt war, wird eine Oberflächentemperatur des Heizestrichs von maximal 25 C gefordert. Weil im eingebauten Zustand die Estrichoberflächentemperatur schlecht gemessen werden kann, ist es nützlich, die maximal zulässige Oberflächentemperatur eines Fußbodens berechnen zu können.
Die Oberflächentemperatur eines Fußbodens auf einem Heizestrich lässt sich mit linksstehender Gleichung berechnen. (Siehe Formel 4)
Unter Berücksichtigung des in DIN EN 1264-2 vorgeschlagenen Basiswertes von 0,10 qm K/W, bzw. des Maximalwertes von 0,15 qm K/W errechnet sich die Oberflächentemperatur eines Holzfußbodens entsprechend rechtsstehender Formel. (Formel 5)
Die Berechnung der Oberflächentemperatur wurde unabhängig von der Holzdicke mit den Wärmedurchlasswiderständen nach DIN EN 1264 durchgeführt. Errechnet man die Oberflächentemperatur unter Anwendung des gesamten Rechenweges für eine konkrete Holzdicke, z.B. für 10 mm 2-Schichtparkett auf Heizestrichen, erhält man eine Temperatur von ca. 23,0 C. Bei einem 10 mm Massivparkett aus Laubholz ergibt sich eine Oberflächentemperatur von ca. 23,4 C.
Das Problem: Bei allen Holzfußböden, deren Oberflächentemperatur über Temperaturen von 23C liegt, ist demnach die Oberflächentemperatur des Estrichs höher als 25C und damit sind die Empfehlung des Holzbauhandbuchs nicht eingehalten.
In den nach der Empfehlung des Holzbauhandbuchs errechneten Fällen liegt die Fußbodenoberflächentemperatur je nach Dicke des Holzfußbodens ca. 2,5 bis ca. 3,5 C über der Raumtemperatur. Legt man die Werte des Merkblattes von 1981 zugrunde, darf die Fußbodenoberflächentemperatur sogar 8 C über der Raumtemperatur liegen. In der Folge verändert sich die Luftfeuchte in der unmittelbar an den Fußboden angrenzenden Luftschicht und damit die Holzfeuchte des Fußbodenholzes, das ursprünglich mit seiner Lieferfeuchte auf ein Raumklima mit 20C und 50% relative Luftfeuchtigkeit eingestellt worden war. aus Parkett Magazin 03/03 (Bodenbeläge)