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Holz auf gekühlten Fußbodenkonstruktionen: 10 Gebote

Der Anteil an Fußbodenheizungen, die gleichzeitig eine Kühlfunktion haben, wird auf 80% geschätzt. Über die Verlegung von Holzfußböden auf gekühlten Fußbodenkonstruktionen ist trotzdem nur wenig bekannt. Planern und Verlegern können die "10 Gebote der Fußbodenkühlung" sowie der "Holzkalkulator" behilflich sein.

Querkrümmungen bzw. Schüsselungen, Ablösungen von Parkett/Deckschichten und Fugen sind die häufigsten schadhaften Erscheinungsbilder auf gekühlten Fußbodenkonstruktionen. Das geht aus einem Vortrag von Manfred Weber, Sachverständiger für Parkett- und Fußbodentechnik und Leiter des Sachverständigenwesens im Bundesverband Parkett- und Fußbodentechnik hervor. Der Experte schätzt den Anteil an Fußbodenheizungen, die gleichzeitig eine Kühlfunktion haben, auf 80 %. Gerade im Sommer könne z.B. eine auf 21 °C gefahrene Oberflächentemperatur eine Kühlfunktion erfüllen. Bisher hielten sich die Erfahrungen mit gekühlten Fußbodenkonstruktionen in Grenzen, so Weber. Es sei deshalb wichtig, sich an die "10 Gebote der Fußbodenkühlung" zu halten.

Gekühlte Fußbodenkonstruktionen: Die häufigsten Schadensursachen

Die Gründe für schadhafte Erscheinungsbilder liegen laut Weber immer auch mit den speziellen Eigenschaften des Werkstoffes, ohne dafür ursächlich zu sein. Das hygroskopische Holz sucht einen Ausgleich mit der umgebenden Raumluftfeuchte und stellt je nach herrschender Luftfeuchte temperaturabhängig einen bestimmten Feuchtegehalt ein.

Für diese Korrelationen gelten Ausgleichsdiagramme, genauer das Keylwerthdiagramm,  in dem die Abhängigkeiten der Einflussparameter dargestellt sind. Die Veränderungen sind verbunden mit Quellungen und Schwindungen des Holzes, die allerdings nicht homogen sind, sondern wegen der Anisotropie des Holzes zu Querkrümmungen bzw. Schüsselungen führen können. Anisotropie heißt, dass das Holz je nach Jahrringlage unterschiedlich arbeitet, tangential mehr als radial, während die Dimensionsveränderung in Längsrichtung fast vernachlässigbar ist, erklärte Weber in einem Exkurs in die Holztechnik. Sogar Fugenbildungen sind möglich. 

Ein Beispiel:

Mehrschichtparkett wird mit etwa 7 % Holzfeuchte angeliefert. Wenn sich Parkett im längerfristigen Kühlbetrieb auf 13 % auffeuchten würde, so bedeutet dies eine Feuchtezunahme um 6 %. Pro 1 % Feuchteänderung wurden durch viele Messungen folgende Breitenänderungen je 1 m Parkettbreite für die verschiedenen Parkettkonstruktionen experimentell nach Kox/Rapp ermittelt:

  • 2,5mm% bei Massivparkett
  • 0,8 mm% bei Zweischichtparkett
  • 0,5mm% bei Dreischichtparkett

Mit diesen Vorgaben errechnet sich bei Auffeuchtung von 7 % auf 13 % eine Breitenquellung von 6 % * 0,5 mm% = 3,0 mm Breitenwachstum je 1 m Dreischichtparkettbreite. Unter derartigen Bedingungen können infolge der Behinderung durch die Nachbarelemente erhebliche Druckspannungen auftreten. Sofern der Quelldruck nicht zum Totalschaden führt (Aufwölbung des Bodens oder Ablösung der Deckschicht), so kommt es auf jeden Fall zu einer plastischen Verformung des Holzes, erfahrungsgemäß nach erfolgter Rücktrocknung des Holzes zu einer zurückbleibenden, d.h. irreversiblen Fugenbildung, sagte Weber. Wichtig sei es in diesem Zusammenhang, darauf hinzuweisen, dass schadhafte Veränderungen im Holz bzw. in den verlegten Parkettfußböden bereits vor Beginn der Taupunktbildung auftreten würden. "Meinem Parkett ist die Taupunkttemperatur ziemlich egal", so der Parkettexperte. "Es geht nämlich schon vorher los."

Der "Holzkalkulator": So messen Sie Temperatur, Luft- und Holzfeuchte

Mit  dem Holzkalkulator von Rapp, der die Größen "Temperatur", "Luftfeuchte" und "Holzfeuchte" im Raumklima und auf dem Fußbodenniveau in Verbindung setzt, lässt sich nachvollziehbar zeigen, wie das Holz auf die unterschiedlichen Bedingungen reagiert und ab welchem Zeitpunkt Vorsicht geboten ist. Merkliche Temperaturdifferenzen zwischen Raumluft und Holzoberfläche sorgen für hohe relative Luftfeuchten am

Holzkalkulator

Boden und entsprechende Holzfeuchten bis hin zu Zuständen, in denen das Holz einen „Wasserschaden erleidet“ und der Taupunkt eintritt. Gerade für den Planer und Verbraucher sei die Entwicklung der verschiedenen Parameter, die vom Holzkalkulator aufgezeigt und mit entsprechenden Warnhinweisen versehen sind, eine gute Hilfe. Sie zeigten auch, dass statt des Begriffes Kühlung der Begriff Temperierung treffender wäre, wenn man die Verhältnisse, die zu beherrschen wären, beschreiben würde.

Die Empfehlungen der interessierten Kreise hinsichtlich der Eignung von Parkett auf Fußbodenheizung sind sehr allgemein, sagt Weber. Der Bundesverband Flächenheizung (BVF) setzt dem Werkstoff grundsätzlich keine Grenzen, solange er für die Anwendung geeignet ist, zitierte Weber aus den entsprechenden Ausführungen zu dem Thema im Internet. Der Raumkühlung über die Decke wird jedoch der Vorzug gegeben.

Auf den Einsatz von mobilen sowie stationären Klimageräten wird ebenfalls abgehoben. Mit einem Chart über die thermische Behaglichkeit und der raumschließenden Oberflächentemperaturen machte Weber in seinem Vortrag darüber hinaus deutlich, dass das "Wohlfühlklima" des Menschen dem des natürlichen Holzes sehr nahekommt.

Die "10 Gebote erfolgreicher Flächenkühlung"

Weber stellte die 10 Gebote erfolgreicher Flächenkühlung heraus, die Prof. Dr. Andreas Rapp bereits 2012 veröffentlichte und die für die Verwendung von Parkett- und Holzfußböden weiterhin Gültigkeit besitzen. Aus den bisher begrenzten Erkenntnissen mit dem Werkstoff Holz auf Fußbodenkühlung muss geschlossen werden, dass keinesfalls (nicht einmal kurzfristig) Fußbodentemperaturen unterschritten werden dürfen, die zu einer relativen Luftfeuchte von 75 % und höher an der Fußbodenoberfläche führen. Unter normalen Bedingungen bedeutet dies, dass Fußbodentemperaturen auch kurzfristig nicht mehr als vier Kelvin unter der Raumlufttemperatur liegen dürfen, fasste Weber zusammen und wies nochmals auf die Wichtigkeit eines Taupunktkonverters/-wächters hin.

Professor Dr. Andreas Rapp hat 10 Gebote erfolgreicher Fußbodenkühlung formuliert, die generell zu beachten sind:

  1. Erst bei Raumtemperaturen ü ber 26 °C sollte die Fußbodenkühlung anspringen, darunter sollte sie abschalten bzw. abgeschaltet werden.
  2. Die Fußbodenkühlung sollte insgesamt nicht länger als 21 Tage pro Jahr arbeiten.
  3. Längere Phasen als zwei Wochen Fußbodenkühlung am Stück sind generell zu vermeiden. Nach einer ein bis maximal zwei Wochen langen Kühlphase muss eine mindestens zweiwöchige Phase ohne Fußbodenkühlung folgen. Sofern mehr Kühlleistung oder längere Kühlphasen erforderlich sind, darf dies nicht über den Fußboden erfolgen, sondern dann müssen hierfür separate Klimageräte betrieben werden, welche die Luft nicht nur kühlen, sondern gleichzeitig auch entfeuchten.
  4. Im normalen Kühlbetrieb soll die Fußbodentemperatur während einer maximal zweiwöchigen Kühlphase nicht mehr als 2–3 Grad unter der Raumtemperatur liegen.
  5. Für die Überprüfung der obigen Punkte 3. und 4. bietet sich ein IR-Thermometer an, mit dem vergleichend die Temperatur des gekühlten Holzfußbodens und eines (ungekühlten) Holztisches oder Holzschrankes gemessen wird. Die Differenz darf nie mehr als vier Kelvin und sollte nicht mehr als drei Kelvin betragen.
  6. Der Einbau eines Temperatur- und Feuchteloggers mit akustischer Warnfunktion in den Fußböden ist empfehlenswert, denn er bietet zusätzliche Sicherheit.
  7. Grundsätzlich ist die Oberflächentemperatur bei Fußbodenheizung unabhängig von der Art des Estrichs so gering wie möglich zu halten. Um erhöhte Temperaturen an Teilflächen zu vermeiden, müssen alle zur Verfügung stehenden Heizflächen und Heizkreise genutzt werden. Maximal 30 % der Parkettfläche darf durch Teppiche und/oder Möbel mit geringem Bodenabstand abgedeckt sein.
  8. Im Winter müssen Luftbefeuchter betrieben werden, wenn 30 % relative Luftfeuchte für mehr als eine Woche am Stück unterschritten wird. Unabhängig von diesem Grenzwert ist es grundsätzlich empfehlenswert, die relative Luftfeuchte im Winter durch Luftbefeuchter auf Werte über 40 % zu halten.
  9. Ein Hygrometer empfiehlt sich für die Kontrolle und als Hilfsmittel bei der Schaffung eines gesunden Raumklimas.
  10. Unabhängig von den oben genannten Punkten ist die Pflegeanleitung zu beachten und der Fußboden bestimmungsgemäß zu nutzen.

Holzböden auf gekühlten Fußbodenkonstruktionen: Was will der Heizungsbauer?

Darüber hinaus werden verschiedene Anforderungen an gekühlte Konstruktionen seitens der Heizungsinstallateure gestellt, wie etwa: Je geringer der Verlegeabstand der kälteübertragenden Rohre gewählt wird, desto mehr Rohroberfläche wird dem Estrich angeboten, um die Kälte an den Raum weiterzugeben. Höhere Temperaturen bedeuten aber geringere Kühlleistung. Hinsichtlich der gekühlten Konstruktionen werden kurze Heizkreise und größere Rohrdurchmesser bevorzugt. Kurze Kreise haben einen guten Einfluss auf die Pumpleistung bei nach wie vor guter Kühlleistung des Wassers.

Hat man einen kühlen Fußboden, legt diesen aber mit sehr guter Wärmedämmung aus, würde der Raum weniger Wärme nach unten abgeben. Dicke Teppiche verzögern den Wärmedurchgang und mindern die Wärme- oder Kälteleistung unabhängig davon, ob gekühlt oder erwärmt werden soll. Der Zielvorgabe der geringen Estrichüberdeckung sind wegen der notwendigen Stabilität natürlich enge Grenzen gesetzt. Eine Estrichdicke von 1 cm würde sehr schnell brechen. Aber klar ist, dass man eine Kühlfunktion, die durch den Estrich an den Raum transportiert wird, natürlich sehr viel schneller regulieren kann, wenn die Estrichschicht sehr dünn ist.

Für Weber stellte sich in der Vergangenheit ebenfalls die Frage, ob es eine Bringschuld des Bauherrn bzw. Planers ist, darauf hinzuweisen, ob eine Fußbodenheizung auch kühlende Funktionen übernehmen kann. Der Planer weiß, welcher Belag später verlegt wird, also sei er als Erster in der Pflicht. Die ordnet den Folgegewerken gegenüber generell eine Hinweispflicht zu, wenn die Flächensysteme neben der Heizung auch zur Kühlung genutzt werden. Diese Hinweispflicht des Bauherrn gegenüber dem Parkettleger wurde nun auch jüngst in der Schnittstellenkoordination niedergeschrieben: "Wenn Flächensysteme auch zur Kühlung genutzt werden sollen, besteht eine Hinweispflicht des Auftraggebers an die betreffenden Folgegewerke."

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