Klimadecken basieren auf dem Strahlungsaustausch zwischen einer warmen und einer kalten Fläche. Dabei bewegt sich Infrarotlicht (Wärmestrahlung) von der warmen zur kalten Fläche. Der kühlere Körper nimmt die Energie auf und erwärmt sich dabei. Das Heizungssystemsystem erwärmt also nicht die Raumluft, sondern alle Oberflächen, die sich unter der Klimadecke befinden: Fußboden, Wände, Tische oder Möbel. Die gleichmäßige Temperaturverteilung in der gesamten Wohn- und Arbeitsfläche empfinden wir Menschen als besonders angenehm.
Im Kühlfall funktioniert das Prinzip genau umgekehrt: Die von kaltem Wasser durchflutete Decke nimmt die Wärmestrahlung aus dem Raum auf. Fußboden, Wände und Einrichtungsgegenstände kühlen sich ab.
Basis – Wissen
Was die Sonne uns lehrt
Die Sonne ist der natürliche Energielieferant der Erde Neben sichtbaren Lichtstrahlen sendet sie auch unsichtbare Infrarotstrahlen aus – die sogenannte Wärmestrahlung. Diese Strahlung legt bis zur Erde rund 1.500.000 Kilometer zurück Dabei durchdringt sie den luftleeren Welt-raum und die Erdatmosphäre gleichermaßen Erst wenn die Strahlen auf eine feste Oberfläche treffen – zum Beispiel den Erdboden oder die Haut eines Lebewesens – übertragen sie ihre wärmende Energie.
Wenn man sich das vor Augen führt, werden zwei Dinge sofort klar:
→ Wärmestrahlung überträgt Energie selbst auf große Entfernung
→ Luft spielt dabei keine Rolle
Jede Oberfläche strahlt Wärme ab
Ohne die Wärmestrahlen der Sonne wäre unsere Erde eine Eiswüste.
„Aber warum erfrieren wir dann nicht nach Sonnenuntergang?“
Weil die von der Sonne aufgeheizten Oberflächen die Wärme speichern und rund um die Uhr an ihre Umgebung abstrahlen: Heiße Flächen strahlen viel Wärme ab und kalte Flächen wenig. Dabei verhalten sich die Wärmestrahlen der Objekte übrigens genau wie die Sonnenstrahlen:
Sie durchdringen die Luft – ohne diese zu erwärmen – und übertragen ihre Energie direkt auf andere Oberflächen.
Durch diesen gegenseitigen Strahlungsaustausch gleichen sich die Temperaturen aller Oberflächen aneinander an. Auf jede Entfernung. Und genau das nutzen wir zum Heizen und Kühlen. Ganz nach dem Vorbild der Sonne – nur viel sanfter mit geringen Temperaturdifferenzen.
Effizienter und behaglicher Heizen
Wärmestrahlung macht Schluss mit dem Luftheizen und erwärmt stattdessen alle Oberflächen im Raum Das steigert die Behaglichkeit und senkt den Heizwärmebedarf um bis zu 30 % Dadurch genügen niedrigere Vorlauftemperaturen, was zusätzlich den Wirkungsgrad der Wärmepumpe steigert.
Also lautet das Ziel: Wärmestrahlung maximieren und Konvektion minimieren Das gelingt am besten mit einer vollflächig verlegten Klimadecke, denn jede andere Heizfläche – auch kleinflächige Infrarotheizungen – wälzen aufgrund ihrer Lage und Oberflächentemperatur zu viel Luft um.
Effizienz-Booster für Wärmepumpen
Das Prinzip einer Wärmepumpe ist äußerst clever: Die Pumpe nutzt elektrischen Strom nicht direkt zum Heizen und Kühlen, sondern um zusätzliche Energie aus der Erde, dem Grundwasser oder der Luft nutzbar zu machen Sie multipliziert also quasi die eingesetzte Energie Dabei erzielt sie den höchsten Wirkungsgrad, wenn sie den Wasservorlauf nur geringfügig heizen oder kühlen muss Im Heizbetrieb steigert eine niedrige Vorlauftemperatur also die Energieeffizienz.
Um trotz der niedrigen Vorlauftemperatur eine hohe Leistung zu erzielen, muss nur die aktive Heizfläche entsprechend groß sein Und die größte aktivierbare Fläche bietet die Decke.
„Moment! Hat die Decke in der Regel nicht die gleiche Fläche wie der Fußboden?“
Richtig, aber der Fußboden ist zu einem großen Teil mit Möbeln verstellt. Diese Bereiche tragen weniger oder gar nicht mehr zur Wärmeübertragung bei. Auch der Fußbodenaufbau und Teppichböden wirken wärmedämmend und können die Leistung zusätzlich einschränken Dagegen bleibt die Decke in der Regel vollkommen frei: Bei gleicher Heiz-Kühlleistung steigert sie den Wirkungsgrad der Wärmepumpe und lässt Ihnen dabei alle Freiheiten bei der Fußboden- und Raumgestaltung.
Kombinierte Heizung und Kühlung
Wärmepumpen sind auf dem Vormarsch: Bereits über 40 % der Neubauten aus dem Jahr 2018 nutzen sie für den effizienten Betrieb ihrer Flächentemperierung. Im Wohnbau erzeugen die Pumpen aber hauptsächlich Wärme für Fußbodenheizungen und verschwenden damit das halbe Potenzial.
Mit einer Klimadecke könnten sie beides: heizen und kühlen.
Warum sollte man also auf Kühlung verzichten oder gar den Aufpreis für zwei separate Heiz- und Kühlsysteme in Kaufnehmen? Eine Wärmepumpe bietet ideale Voraussetzungen für ein ganzjährig behagliches Raumklima und höchste Energieeffizienz. Klimadecken aktivieren dieses Potenzial und rüsten das Gebäude schon heute für den verstärkten Kühlbedarf, der uns im Zuge des Klimawandels erwartet.
Heizen mit der Klimadecke
Eine Klimadecke bringt die Wärme fast ausschließlich über den Austausch von Wärmestrahlung in den Raum Dadurch erwärmt sie in erster Linie die Oberflächen: Decke, Wand, Boden und Möbel werden wärmer als die Luft Und je wärmer die Oberflächen sind, desto mehr Wärme strahlen sie selbst ab. Man könnte also sagen: Die reine Wärmestrahlung der Klimadecke verwandelt jede Oberfläche des Raumes in eine sanft temperierte Flächenheizung Die Luft bleibt dagegen angenehm frisch und wird nicht überheizt Für Menschen ist dieses Raumklima äußerst behaglich.
Heizen mit Fußbodenheizung
Eine Fußbodenheizung bringt die Wärme zu jeweils rund 50 % über Konvektion und Wärmestrahlung in den Raum Der hohe Konvektivanteil bedeutet im Klartext, dass sich die Luft am Boden aufheizt und an den kühleren Oberflächen der Decke und Wände wieder abkühlt Daraus lässt sich bereits ablesen, dass die Raumluft immer wärmer ist als die Oberflächen – sonst gäbe es diese permanente Luftbewegung nicht Die Wärmestrahlung erwärmt die Oberflächen also nicht genug, um die Konvektion auszubremsen. Darum zirkuliert die Luft mit hoher Geschwindigkeit im Raum und es kommt zu Phänomenen wie abfallender Kaltluft an den Fenstern.
Heizen mit der Klimadecke
Heizen mit der Fußbodenheizung
Wärmestrahlung im Kühlbetrieb
Kühlen mit Klimadecke
Durch direkte Sonneneinstrahlung und Abwärme können sich die Wände und der Fußboden im Sommer stark aufheizen Diese überhitzten Oberflächen strahlen sehr viel Wärme ab und stören die natürliche Wärmeregulation des Menschen.
Darum kühlt man die Decke: Alle überhitzten Oberflächen übertragen ihre Wärme nun per Strahlungsaustausch an die kühlere Klimadecke, wo sie kontinuierlich mit dem Kühlwasser abgeführt wird. Dabei erkalten die Oberflächen und strahlen entsprechend weniger Wärme in den Raum. Jetzt kann der Mensch seine überschüssige Wärme wieder an die kühlere Umgebung abstrahlen und fühlt sich wohl.
Kühlen mit Klimaanlage
Der Mensch gibt seine überschüssige Wärme bevorzugt über Wärmestrahlung an kühlere Oberflächen ab. Wenn die umliegenden Oberflächen dafür zu warm sind, schwitzt er, um stattdessen stärker durch Verdunstung zu kühlen. Eine Klimaanlage unterstützt diese Reaktion, indem sie kalte Luft durch den Raum bläst Das lindert zwar die Symptome der Überhitzung, aber es beseitigt nicht ihre Ursache: Die Wände bleiben warm und strahlen noch immer zu viel Wärme ab. Der Körper schwitzt wegen der Wärmestrahlung und friert wegen der kalten Zugluft. Auf Dauer wirkt das unbehaglich und erhöht das Erkältungsrisiko.
Kühlen ohne Erkältungsrisiko
Das Gebläse dröhnt und permanent strömt kalte Luft in den Nacken. Solche Arbeitsplätze und Hotelzimmer gibt es noch immer viel zu viele Zum Glück hat sich die Deckenkühlung inzwischen zum Standard für neue Bürogebäude entwickelt Aber was am Schreibtisch gut tut, ist natürlich auch ein Segen für Geschäfte und Wohnungen: absolut geräuschlose Kühlung ohne Zugluft.
Stärker und angenehmer kühlen
Theoretisch kann man mit jeder Oberfläche kühlen, also auch mit dem Fußboden. Durch den Fußkontakt leidet allerdings die Behaglichkeit und die Leistung ist am Boden beschränkt.
Klimaanlagen können stärker kühlen, aber verursachen mit hohem Energieaufwand oft unbehaglich kalte Zugluft. Darum hat sich die Deckenkühlung vollkommen zurecht als bestes Kühlsystem etabliert: leistungsstark, behaglich und effizient.
Kühlen mit Klimaanlage
Kühlen mit Klimadecke
Wunderwaffe gegen Schimmel
Schimmel ist die Geißel unserer Gebäude. Wer nicht genug lüftet, malt den Teufel an die Wand. Es gibt aber noch ein weiteres effektives Gegenmittel: Sind die Wände wärmer als die Luft, bleiben sie trocken und bieten dem Schimmel keinen Nährboden So beugen Klimadecken der Schimmelbildung vor, denn sie erwärmen in erster Linie die Hüllflächen – nicht die Luft.
Den Teufel an die Wand malen -Schimmel-
Wärmestrahlung senkt den Energiebedarf
Wenn die Oberflächen warm sind, ist ein Raum schon bei kühlerer Luft behaglich.
Diese Tatsache nutzt die Klimadecke für einen besonders sparsamen Heizbetrieb: Denn während konvektive Heizsysteme viel Energie aufwenden, um das gesamte Luftvolumen durchzuheizen, temperieren Klimadecken in erster Linie die Oberflächen. Das ist effizienter und verschwendet weniger Energie beim Luftwechsel Schließlich ist die Wärme in den Hüllflächen gespeichert und entweicht nicht mit der Luft.
Das gleiche Prinzip steigert auch die Effizienz des Kühlbetriebs: Die gekühlten Oberflächen erlauben wärmere Luft – bei gleicher thermischer Behaglichkeit Die Luft muss also weniger gekühlt werden und der Energieverbrauch sinkt.
Gemäß der DIN V 18599 verringert sich der Heizwärmebedarf beim Einsatz von vollflächigen. Klimadecken pauschal um 15 %. Dieser Wert ist noch sehr vorsichtig gewählt, denn Berechnungen nach anerkannter Regel der Technik ergeben oft einen bis zu 30 % verringerten Heizwärmebedarf, der sich auch in der Praxis bestätigt.
Energie für Wohlfühltemperatur
Nachhaltigkeit
Im Einklang mit regenerativer Energie
Die Verbrennung von Öl und Gas geht auf Kosten unseres Planeten. Das wissen wir natürlich schon seit langem, aber inzwischen spüren wir auch die ersten Folgen des Klimawandels. Wenn wir unseren CO 2-Ausstoß jetzt nicht drastisch reduzieren, sind die Prognosen für das kommende Jahrhundert katastrophal. Auch in der Politik gewinnt das Thema immer mehr an Gewicht und fossile Technik wird schon bald nichts mehr wert sein.
Die Zukunft gehört der erneuerbaren Energie und damit letztendlich auch der Decke. Denn egal ob Ökostrom oder Wärmepumpe: Nachhaltige Energieerzeugung harmoniert am besten mit den niedrigen Vorlauftemperaturen einer Klimadecke.
Modell für einen nachhaltigen Energiehaushalt
Der Wechsel zu regenerativer Energie erfordert auch Technik zu ihrer Optimierung.
Die Klimadecke ist ein zentraler Baustein für die effizientere Heizung und Kühlung von Gebäuden, aber zur konsequenten Energiewende gehört noch mehr: Wenn zum Beispiel der Strom von der eigenen PV-Anlage kommt, bedarf es intelligenter Speichermethoden, um die Energie auch dann zur Verfügung zu haben, wenn sie wirklich genutzt wird. Neben dem klassischen Batteriespeicher bietet sich dafür ein Deckenspeicher an, der die ohnehin vorhandene Betonmasse der Gebäude nutzt, um Wärme und Kälte für den späteren Gebrauch zu speichern.
Ein Beispiel aus dem Leben: Während eine Familie Zeit bei der Arbeit und in der Schule verbringt, wird zu Hause kaum Energie benötigt Die Sonne versorgt die PV-Anlage mit Energie, die den Batteriespeicher füllt und zusätzlich eine Wärmepumpe antreibt Diese wiederum liefert im Sommer Kühlwasser für die Klimadecke und speichert überschüssige Kälte im gedämmten Betonkern Wenn nun abends alle wieder heimkommen, ist der Batteriespeicher voll, die Wohnung behaglich temperiert und Kälte für den nächsten Tag eingelagert.
Im Winter, wenn der Strom der PV-Anlage dafür nicht ausreicht, bezieht die Familie zusätzlich Ökostrom aus dem öffentlichen Netz Durch die Speichertechnik kann sie den Strom zu Zeiten beziehen, in denen er besonders günstig ist – zum Beispiel weil Wind- und Wasserkraft gerade einen Überschuss an Strom produzieren, der sonst keine Abnehmer findet So füllt die Familie ihren Batteriespeicher und lagert Wärme in den Betonkern der Decken ein, um am nächsten Tag damit zu heizen.
Nachhaltigkeit durch regenerative Energie
Neubau
Synergie optimiert Preis-Leistung
Da beim Neubau grundsätzlich alle Optionen offenstehen, rückt die Flexibilität der Klimadecke in den Hintergrund und überlässt das Rampenlicht zahlreichen Synergie-Effekten:
Zum Beispiel ermöglicht die gute Dämmung von Neubauten eine geringere Belegungsdichte, was die Investitionskosten senkt. Wer von Anfang an eine Deckenheizung plant, kann den Fußbodenaufbau reduzieren oder ganz auf den Estrich verzichten, um weitere Kosten zu sparen.
Und während die alleine wirksame Unterdecke einen Brandschutz bis F60 realisieren kann, ist in Kombination mit der Gesamtkonstruktion auch ein höherer Brandschutz möglich.
Abgehängte Konstruktion
Für große Gewerbeflächen und im Hausflur bietet sich die abgehängte Konstruktion an. Sie schafft Raum für die Haustechnik und erleichtert künftige Änderungen der Raumaufteilung.
Ist die Decke federnd abgehängt, wirkt sie schalldämmend und kann je nach Beplankung die Trittschalldämmung des Fußbodens ersetzen.
Gute Akustik lernt man schätzen, wenn sie fehlt
Welchen Einfluss die Raumakustik auf das Wohlbefinden hat, erleben wir vor allem in Räumen, die akustisch nicht für ihre Nutzung geeignet sind. Wenn zum Beispiel Stimmen in einem Konferenzraum zu lange nachhallen, werden sie schwer verstanden. Das Zuhören beansprucht dann bereits einen großen Teil der Konzentration und der Kopf ist nicht mehr richtig frei, um die Informationen zu verarbeiten.
Steter Tropfen höhlt den Stein
Am Arbeitsplatz und zu Hause kann ungeeignete Akustik so zur Dauerbelastung werden. Das Fraunhofer-Institut für Bauphysik ermittelte die akustische Reizüberflutung als wesentlichen Stressfaktor am Arbeitsplatz: Sie führe zu mehr Fehlern, Unzufriedenheit und erhöhtem Krankenstand. Mit anderen Worten: Akustisch optimierte Räume steigern die Produktivität und das Wohlbefinden der Menschen.
Den Nachhall optimieren
Je nach Raumnutzung ist eine andere Hörsamkeit erstrebenswert: Sprachverständlichkeit verlangt zum Beispiel kürzere Nachhallzeiten als die Darbietung von Musik, welche dem Hörer ein räumliches Klangbild bieten möchte. Wie ein Raum klingt, wird zunächst durch seine Architektur und Innenausstattung bestimmt. Entspricht seine Akustik nicht der Nutzung, kann sie verändert werden – zum Beispiel durch perforierte Gipsfaserplatten.
Abgehängte Decke
Betondecke
Sanierung
Energetische Sanierung ohne WDVS
Bessere Dämmung ist grundsätzlich eine gute Sache Man sollte sich aber gründlich über das Material und die Kosten informieren Denn wer über Wärmedämmverbundsysteme recherchiert, kommt schnell zu dem Schluss, dass von den gängigen Styroporplatten vor allem Hersteller, Handel und Verarbeiter profitieren:
Bis die Investition sich amortisiert – wenn überhaupt – saniert die nächste Generation schon die entstandenen Schäden Und was der geringere Energiebedarf zum Klimaschutz beiträgt, wird durch die Produktion und Entsorgung des giftigen Materials weitgehend zunichtegemacht. Ganz zu schweigen von der Brandgefahr, den giftigen aber notwendigen Fassaden-Farben und den Schäden an der Bausubstanz, weil sich hinter der Styroporhülle nun Feuchtigkeit im Mauerwerk sammelt.
Auf all das können Sie häufig verzichten: Eine Klimadecke verbessert die energetische Effizienz vollkommen ohne negativen Beigeschmack – dafür mit mehr Komfort Anstatt Feuchte im Mauerwerk zu halten wie eine Styroporhülle, trocknet die Klimadecke sämtliche Hüllflächen und verbessert dadurch deren Dämmeigenschaften.
Verringert sich der Feuchtegehalt der Wand um nur 4 %, verdoppelt sich bereits die Dämmwirkung. Es geht also nur noch halb so viel Energie durch die Wand verloren. So verbessern Sie auch ohne teures Wärmedämmverbundsystem die Dämmeigenschaften der Wände Und wenn das gesparte Kapital in Photovoltaik und Wärmepumpe investiert wird, freut sich die Umwelt und der Geldbeutel.
Hohe Belegungsdichte in jedem Raum
Bei der Sanierung punktet die Klimadecke mit ihrer Flexibilität: Die Profile werden in jeden noch so verwinkelten Grundriss eingepasst und ermöglichen überall eine hohe Belegungsdichte. Selbst Dachschrägen und Wände können bei Bedarf für den Heiz- und Kühlbetrieb aktiviert werden. Letztendlich optimiert das die Effizienz und die Leistung des Systems.
Erhält die Raumhöhe
Wenn es um jeden Millimeter geht, montiert man die Profile direkt an die Rohdecke. Dann setzt der gesamte Aufbau die Deckenhöhe nur um drei Zentimeter herab. Bei einer Balkendecke bleibt die Deckenhöhe sogar vollkommen unverändert, denn die Profile können zwischen den Holzbalken eingepasst werden Das bewahrt auch die Untersicht der Originaldecke und kommt somit dem Denkmalschutz entgegen.
Brandschutz (F30) ist übrigens auch beim Einbau zwischen Holzbalken möglich.
Denkmalschutz
Wer eine schöne alte Fassade hat, will sie nicht hinter einer Wärmedämmung verstecken. Der Denkmalschutz verbietet es häufig ohnehin. So war es zum Beispiel auch beim Wertinger Schloss: Deshalb ist man dort für die energetische Sanierung auf Klimadecken umgestiegen und wurde nicht enttäuscht: Der Energiebedarf ist beträchtlich gesunken und das bessere Raumklima gibt es gratis obendrein.
Auch bei Holzbalkendecken – zum Beispiel in Fachwerkhäusern – harmoniert die Klimadecke mit dem Denkmalschutz Ihre Wärmeleitprofile lassen sich so zwischen den Balken verlegen, dass nach der Beplankung die originale Deckenuntersicht erhalten bleibt.
Balkendecke
Dachgeschoss
Sanierung vorher
Sanierung nachher
Aufbau Dachgeschoß
Aufbau Geschoßdecke
Das Profil kann direkt an die Decke oder an Dachbalken montiert werden. Damit ist bereits alles für die Installation vorbereitet: Die Rohrregister werden einfach in die Nut der Profile eingedrückt und an das vorhandene Heizsystem angeschlossen. Anschließend werden Gipskarton oder Gipsfaserplatten auf die Profile montiert. Nach dem Verspachteln, Streichen oder Verputzen ist dieser Aufbau einsatzbereit und er kann bereits mit 30 mm Gesamthöhe umgesetzt werden.
Wenn eine Montageebene erwünscht ist, werden die Profile auf Konterlatten oder Tragprofile montiert. Diese Tragprofile lassen sich auch von der Decke abhängen, um noch mehr Raum zu schaffen. Zum Beispiel um Lüftung, Elektrik und andere Elemente der Haustechnik zu verlegen.
Da dieses System aus vorgefertigten Komponenten besteht, können auch Menschen mit wenig bis keiner handwerklicher Erfahrung die Komponenten mit Hilfe der Montageanleitung und den Planungsunterlagen verbauen.
Montage im Dachgeschoß
Direkte Montage
Abgehängte Montage
Förderung nach KfW
Heiz- / Kühldecken mit kurzen Reaktionszeiten, vollflächig verlegt (Ai x Af mind. 90 %), werden von der KfW nach aktu-
ellen Programmen gefördert.
Die Energieberater des GIH beraten Sie unabhängig und kompetent: www.gih.de
Der Bundesverband GIH e.V. vertritt deutschlandweit die Interessen unabhängiger Energieberaterinnen und Energieberater. Die im GIH organisierten Energieexperten übernehmen Beratungsleistungen für Wohngebäude, Gewerbe und Industrie sowie Kommunen. Weitere Angebote wie Baubegleitung, Wärmebilder oder Luftdichtigkeitsmessungen runden ihr Leistungsspektrum ab.