Heizplatte für Fußboden, Decke, Wände
Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizplatte für Fußboden und/oder Decke und/oder Wand, mit ei- ner Dämmplatte und einem Heizleiter.
Zur Herstellung einer Fußbodenheizung werden bekanntlich in der Rohbauphase im oder unter dem Estrich Rohrleitungen verlegt, die mit Warmwasser beaufschlagt werden. Darüberhinaus ist das Heizen von Fußböden oder sonstigen Flächen auch mit elektrischer Energie möglich. Der Vorteil solcher Flächenheizungen besteht darin, daß sie durch die gleichmäßige, großflächige Wärmeabstrahlung schon bei niedrigen Temperaturen ein angenehmes Raumklima erzeugen, was zu erheblichen Energieeinsparungen führt. Eine Möglichkeit der Realisierung einer elektrischen Fußbodenheizung besteht darin, daß eine mit Heizdrähten versehene Gewebematte auf den Untergrund der zu beheizenden Fläche aufgelegt und mit einem geeigneten Klebstoff fixiert wird. Der Untergrund kann hierbei z. B. aus einer thermisch isolierenden Dämmschicht oder einer Estrichschicht bestehen. Um einen ebenen Untergrund für weitere Belagsschichten zu erhalten, muß diese Heizmatte mit einer weiteren Estrichschicht nivelliert werden.
Eine andere Art einer elektrischen Fußbodenheizung besteht darin, daß elektrische Heizplatten, mit in den Platten verlaufenden Heizleitern, als Bodenbelag verlegt werden. Bisher sind Heizplatten aus dünnem Betonmaterial bekannt, die immer noch einer
zusätzlichen thermischen Isolierung gegen den Untergrund bedürfen.
Die Wirkungsweise einer solchen elektrischen Hei- zung beruht darauf, daß in den Heizleitern, d. h. elektrischen Leitern mit einem hohen spezifischen Widerstand, der fließende Strom nach der Formel P=R-I2 elektrische Leistung an den Leiter abgibt. Diese Leistung wird in Form von Wärmestrahlung an die Umgebung abgegeben. Zur Verbesserung der Wärmeübertragung werden spezielle wärmeleitende Klebstoffe, Estriche udgl. verwendet. Zum Anschluß der Heizleiter an die Stromversorgung dienen sog. Kaltleiter mit geringem spezifischem Widerstand. Die Verlegung und Ausstattung einer solchen elektrischen Fußbodenheizung mit u. a. Fehlerstrom-Schutz- schalter, Temperaturfühlern und Thermostaten ist seit langem gebräuchlich und technisch ausgereift. Die Vorteile einer elektrischen Fußbodenheizung be- stehen darin, daß die aufwendige Installation herkömmlicher Warmwasserheizungen entfällt, das elektrische Heizsystem praktisch wartungsfrei ist und mit dem oberflächennahen Einbau der Heizleiter ein hoher Energienutzungsgrad erreichbar ist. In ana- loger und für den Fachmann leicht durchführbarer
Art kann eine solche Heizung auch auf anderen Flächen, wie Wänden oder Decken installiert werden.
Die bisher bekannten elektrischen Fußbodenheizungen haben den Nachteil, daß einerseits die bekannten Heizplatten zusätzliche thermische Dämmschichten benötigen, was mit erhöhten Kosten bei der Verlegung verbunden ist, oder daß die elektrischen Heiz-
matten mit einer Estrichschicht nivelliert werden müssen, was zu einem Stillstand im Bauablauf von mindestens 48 Stunden führt, der Zeit, die ein Estrich mindestens zum Abbinden braucht, ehe wei- tere Belagsarbeiten ausgeführt werden können.
Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung die Schaffung einer im Baugewerbe einsetzbaren Heizplatte zur Aufgabe gemacht, die mit elektrischer Energie versorgt wird und bei der mit Beendigung des Verle- gens die weiteren Bodenlegearbeiten unmittelbar anschließend begonnen werden können, und die mit einer Dämmschicht gegen den Untergrund thermisch isoliert ist.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Dämmplatte nach oben offenen, durchgehend verlaufenden Nut aufweist in der Nut der Heizleiter eingebettet ist, und der Heizleiter über an der seitlichen Stirnfläche der Dämmplatte ausgehende elektrische seitlich an der Dämmplatte Versorgungsleitungen an die Stromversorgung anschließbar ist.
Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, eine elektrische Heizplatte zu erhalten, indem ein Heizleiter in eine Nut an der Oberseite einer Dämmplatte eingebettet wird. Diese Dämmplatte besteht aus einem handelsüblichen, bzw. im Bauhandwerk gebräuchlichen Material, das die Anforderungen bezüg- lieh thermischer Isolierung gegen den Untergrund erfüllt. Es kann sich hierbei z. B. um eine Hartschaumplatte aus Polystyrol handeln. In diese Platte wird eine, über die Oberfläche der Dämm-
platte verlaufende und nach oben zu offene, durchgehend verlaufende Nut eingebracht, die vom Seitenrand der Dämmplatte ausgeht und in aller Regel auf in sich geschlossenem Weg wieder endet. Erfindungs- gemäß ist es nicht notwendig, daß Anfang und Ende der Nut auf einer Seite der Dämmplatte nahe beieinander liegen. Sie können beispielsweise auch an einander gegenüberliegenden Seiten der Dämmplatte liegen. Diese Nut kann beispielsweise mit einem Fräskopf im maschinellen Ablauf in die Dämmplatte eingebracht werden. In diese Nut wird der Heizlei- ter eingelegt und mit Anschlüssen, die seitlich an der Dämmplatte angebracht sind, über Versorgungsleitungen an die elektrische Energieversorgung an- geschlossen werden. Dabei ist es erfindungsgemäß unerheblich, ob jede Heizplatte einzeln an die Energieversorgung angeschlossen ist, oder ob benachbarte Heizplatten elektrisch miteinander verbunden sind und nur ein einziger Anschluss an die Stro - Versorgung besteht. Die weitere Ausstattung der Heizplatte bzw. der gesamten Fußbodenheizung mit unter anderem einen Thermostat, Temperaturfühlern oder Überhitzungsschutzvorrichtungen ist in analoger Weise zu bisher bekannten elektrischen Fußbo- denheizungen vorzunehmen, und dem Fachmann bekannt. Wird eine Fußbodenheizung nach dem weiter unten beschriebenen Verfahren verlegt, so erhält man eine Heizplatte, auf der unmittelbar anschließend und zügig der Aufbau des Fußbodens erfolgen kann. Dabei ist zu unterscheiden, welche Art von Fußboden auf der Heizplatte verlegt werden soll. Für den Fall eines trittfesten und in sich stabilen, selbsttragenden Bodenbelags, wie es bei Bodenbelägen aus La-
minat, Fließen, Parkett, Naturstein udgl. der Fall ist, kann der Fußboden unmittelbar auf die mit dem Heizleiter bestückten Dämmplatten aufgelegt werden, da allein durch den Fußbodenbelag die erforderliche Festigkeit entsteht. Hierzu wird der Fußbodenbelag mit einem entsprechenden Klebstoff auf den Dämmplatten fixiert. Bei weichen und nachgiebigen Bodenbelägen, wie bei Teppichböden ist es erforderlich, elektrische Heizplatten mit einer Armierungs- schicht zu verwenden, wie weiter unten beschrieben wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Bei weichen und nachgiebigen Bodenbelägen, wie z. B. bei Teppichböden, ist es erforderlich, zunächst eine Armier ngsschicht, beispielsweise bestehend aus einer mit Glasfasermatten verstärkten Estrich- schicht, zur Erzeugung eines Bodenbelags mit der notwendigen Trittfestigkeit aufzubringen, um die Dämmplatte und den Heizleiter vor Beschädigung während der Nutzung des Fußbodens zu schützen. Im Hinblick auf die Anbringung einer Armierungsschicht auf der Dämmplatte, wie sie beim Verlegen von Teppichboden erforderlich ist, ist es als vorteilhaft anzusehen, diese auf der Dämmplatte und auf der mit dem Heizleiter bestückten Nut unmittelbar, d. h. bereits vor dem Verlegen, werksseitig anzubringen, so daß nach dem Verlegen derartiger Ausgestaltungen bereits die Armierungsschicht vorhanden ist, und der Teppichboden unmittelbar anschließend verlegt werden kann.
Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, den Heizleiter in der Nut einzukleben, wodurch er einerseits in seiner Lage in die Nut fixiert und an- dererseits auch gegen eine Beschädigung beim Transport oder der Verlegung der Dämmplatte geschützt ist. Hierbei muß natürlich ein Klebstoff verwendet werden, der über eine gewisse Elastizität verfügt, um die geringfügige Längenänderung des Leiters un- ter Wärmeeinfluß auszugleichen, zusätzlich gut wärmeleitend sein, um die Wärmeübertragung vom Heizleiter an die Umgebung nicht zu behindern. Solche Klebstoffe sind in verschiedensten Ausführungen am Markt bekannt und erhältlich.
Um eine gleichmäßige Wärmeabgabe der Heizplatten sicherzustellen, ist in einer Weiterbildung vorgeschlagen, die Nuten äquidistant in die Dämmplatte einzubringen, d. h. eine möglichst konstante Flä- chendichte der Heizleiter auf der Dämmplatte zu erhalten. Die, im allgemeinen mäandrierend verlaufenden Nuten werden so in die Dämmplatte eingebracht, daß benachbarte Nutabschnitte immer ungefähr denselben Abstand voneinander haben. Damit wird eine optimale Leistungsausbeute erzielt, da im Mittel von allen Bereichen der Heizplatte die gleiche Wärmemenge abgestrahlt wird.
Beim Verlegen der Heizplatte und insbesondere beim Aufbringen des Fußbodens sowie ggf. des Estrichs kann sich durch Wasserverdunstung eine hohe Luftfeuchtigkeit ausbilden, die Ursache von elektrischen Kurzschlüssen sein kann. Aus diesem Grunde
ist von entscheidendem Vorteil, die benachbarten Heizplatten nicht untereinander durch Steckverbindungen oder Verdrahtungen miteinander zu verbinden. Der Niederschlag von Feuchtigkeit aufgrund kapilla- rer Effekte auch im regulären Betrieb der Heizplatte und damit ein erhebliches Potential zur Entstehung von Kurzschlüssen kann nicht verhindert werden. Aus diesem Grunde wird jede Heizplatte über ein elektrisch isoliertes Kabel unmittelbar, d. h. individuell und direkt an die im Randbereich des Zimmers befindliche Energieversorgung angeschlossen. Offenliegende Metallteile, die unter Spannung stehen und die zur Entstehung von Kurzschlüssen Anlaß geben könnten, werden hierdurch vermieden. Die wasserdichte Verbindung von Heizleitern an die Versorgungsleitungen stellt für den Fachmann kein Problem dar.
Beim vorbeschriebenen Anschluß der Heizplatte an die Stromversorgung sind von der Mitte eines Zimmers ausgehend mehrere Stromleitungen an den Rand zu führen. Um die plane Oberfläche der Heizplatten nicht zu beeinträchtigen, wird in die Stirnseite der Heizplatte eine Nut eingebracht. Stoßen zwei Heizplatten aneinander, so entsteht durch die aneinander angrenzenden Nuten ein röhrenartiger Kanal, in dem die Versorgungskabel verlegt werden können. Die Auswahl von hierfür geeigneten Stromkabeln ist beliebig. Diese Fugen können ebenfalls im maschinellen Ablauf in die Seiten der Dämmplatten eingebracht werden.
Zum Schutz der Heizleiter sowie der elektrischen
Stromversorgung gegen Kurzschlüsse, die sich z. B. durch Niederschlagen von Luftfeuchtigkeit ergeben können, ist es üblich die stromführenden Leitungen mit einer elektrisch isolierenden Schutzschicht zu umgeben. Sie ist bei den Heizleitern aufgrund der Wärmeabstrahlung einer hohen Temperaturbelastung unterworfen. Als elektrisch isolierendes Material wird deshalb Teflon vorgeschlagen, da es sich auch bei hohen Temperaturen chemisch nicht verändert und dadurch seine Isolationsfähigkeit beibehält, was bei anderen üblichen Isolationsmaterialien nicht unbedingt erreicht wird. Solche mit Teflon umhüllten Heizleiter sind auch schon bei bisher bekannten elektrischen Fußbodenheizungen zur Anwendung gekom- men.
Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung besteht darin, die Heizleiter und die Versorgungsleitungen mit einem Schutz gegen mechanische Beschädigungen zu versehen. Durch einen solchen
Schutz wird erreicht, daß die Heizleiter und insbesondere die Versorgungsleitungen durch unsachgemäße Verlegung oder sonstige äußere Einflüsse während der Verlegung besser vor Verletzungen bewahrt blei- ben. Eine mögliche Schutzvorrichtung besteht darin, die elektrischen Leitungen mit einem Schutzgeflecht, insbesondere mit einem metallischen Schutzgeflecht zu umhüllen. Es verhindert beispielsweise die Beschädigung der elektr. Isolation an scharfen Ecken oder Kanten und es wirkt einem Abknicken der elektr. Leiters entgegen. Solche Schutzgeflecht, z. B. aus Metall, finden ebenfalls bereits Anwendung in den bisher bekannten elektrischen Fußbodenhei-
zungen.
Eine Verbesserung der Energieausbeute einer Heizplatte wird dadurch erreicht, daß auf die Oberseite der Dämmplatte, und damit auch auf die eingebetteten bzw. eingeklebten Heizleiter, eine wärmeleitende und/oder wärmeabstrahlende Beschichtung aufgebracht wird. Falls die Heizplatte mit einer selbsttragenden Armierungsschicht zu versehen ist, wird die wärmeleitende und/oder wärmeabstrahlende Beschichtung auf diese Armierungsschicht aufgebracht. Diese Beschichtung kann beispielsweise aus einer dünnen Kunststoffschicht auf Epoxidharzbasis bestehen, die fein verteilte Metallpartikel ent- hält. Mit dieser Schicht wird eine Verbesserung der Wärmeleitung bzw. der Warmeabstrahlung der gesamten Heizplatte an die Umgebung erreicht, da die von den Heizleitern abgestrahlte Wärme besser bzw. schneller an die Umgebung abgegeben wird. Dies führt zu einer Verminderung des Energieaufwandes bei gleicher Heizwirkung und damit zu reduzierten Heizkosten.
Eine Verbesserung der Temperaturregulierung in ei- nem Raum der mit erfindungsgemäßen Heizplatten beheizt ist, wird dadurch erreicht, daß in der Heizplatte ein Temperaturfühler integriert ist, durch den die gemessene Temperatur an einen Thermostaten bzw. Temperaturregler weitergeben wird, wobei die- ser gemessene Temperaturwert den Ist-Wert zur Regulierung der Raumtemperatur darstellt. Dies ist bei Fußbodenheizungen von Bedeutung, da sich oft die Fußbodentemperatur von der des Raumes unterschei-
det, meistens niedriger ist als die Raumtemperatur. Zur optimalen Erfassung der Temperatur des Fußbodens, d. h. der Heizplatte, wird ein Temperaturfühler in einer Kupferhülse in die Heizplatte inte- griert. Kupfer wird hierbei aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit verwendet, wodurch der Temperaturfühler praktisch instantan die aktuelle Temperatur der Heizplatte messen kann. Die konkrete Ausgestaltung ist hierbei erfindungsgemäß unerheblich, kann beispielsweise jedoch so erfolgen, daß eine
Kupferhülse seitlich in die Dämmplatte in ein Loch eingebracht wird, und der Temperaturfühler mit einer nach außen verlegten Leitung seine Signale überträgt.
Ein rasches und kostengünstiges Verlegen, insbesondere einer Fußbodenheizung, ist nach dem im folgenden beschriebenen Verfahren möglich. Hierbei kommen erfindungsgemäße Heizplatten zur Anwendung, die auf dafür geeignetem Untergrund, z. B. Rohestrichen, verlegt werden sollen. Hierzu werden die Heizplatten auf der zu beheizenden Fläche bündig aneinanderstoßend verlegt und mit geeigneten Klebstoffen, beispielsweise einem Fliesenkleber, auf dem Unter- grund fixiert. Gleichzeitig werden die Heizplatten an die Stromversorgung angeschlossen, wobei der direkte Anschluß jeder einzelnen Heizplatte an die externe Stromversorgung empfohlen ist, so daß eine elektrische Verbindung der Platte untereinander un- terbleibt. Hierzu werden die Versorgungsleitungen in den stirnseitigen Nuten der Heizplatten verlegt. In aller Regel werden die in normierten Größen hergestellten Heizplatten die Fußbodenfläche nicht
bündig ausfüllen, so daß es notwendig ist, die randseitig verbleibenden Lücken, d. h. die nicht durch Heizplatten abgeckten Flächen, mit Bordplatten, d. h. durch Platten, die einen mit den Heiz- platten vergleichbaren Aufbau und die gleiche Höhe haben, jedoch ohne mit Heizleitern bestückt zu sein, auszufüllen. Diese Platten lassen sich problemlos auf die erforderlichen Maße zurecht schneiden, da bei ihnen keine Heizleiter beschädigt wer- den. Mit diesem Verfahren wird ein Fußboden mit einer planparallelen Oberfläche, der mit einer Fußbodenheizung mit Ausnahme der Randbereichen, versehen ist, erhalten. Auf diesem Fußboden kann der gewünschte Nutzfußboden aufgebaut werden, z. B. Flie- sen, Parkett oder Naturstein. Soll ein elastischer Fußbodenbelag auf die Fußbodenheizung aufgebracht werden, so sind Heizplatten, die werkseitig mit einer Armierungsschicht versehen sind, zu verwenden.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung lassen sich dem nachfolgenden Beschreibungsteil entnehmen, in dem anhand einer Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläu- tert ist. Es zeigt:
Figur l: eine schematische Darstellung einer Heizplatte in Schrägansicht, Figur 2: eine Heizplatte in Seitenansicht.
Die in Figur 1 dargestellte Heizplatte besteht aus einer Dämmplatte (1) , die aus einem thermisch isolierenden Material hergestellt ist, z. B. Polysty-
rol. In diese Dämmplatte (1) ist in die Oberfläche eine Nut (2) eingebracht, die in dieser Ausführung von einem Seitenrand der Dämmplatte ausgeht (6) und dort in einem in sich geschlossenen Weg wieder en- det. An dieser Stirnseite (6) wird der Heizleiter
(5) an die Stromversorgung angeschlossen, indem etwas über die Dämmplatte überstehende Heizleiter mit eine wasserdichten Verbindung an eine Versorgungsleitung angeschlossen wird. Die Nut verläuft mäan- derformig (4) auf der Oberfläche, wobei die benachbarten Nutabschnitte äquidistant eingebracht sind. Gemäß den Regeln des technischen Zeichners ist im mittleren Bereich der Heizplatte der Verlauf durch eine Strichelung wiedergegeben. In diesem Bereich ist auch die Armierungsschicht, die mit Glasfasergewebe (3) verstärkt ist, und auf der Dämmplatte angebracht ist, angedeutet. Mit dieser Armierungsschicht erhält die Heizplatte eine trittfeste Oberfläche. Der Heizleiter, der in der Nut eigebettet ist, ist in einem Bereich (5) eingezeichnet.
In der Figur 2 wird veranschaulicht, wie die Armierungsschicht (3) sowohl die Nuten (2) als auch die gesamte Oberfläche der Dämmplatte (1) überdeckt. Diese Armierungsschicht (3) bildet einen trittfesten, selbsttragenden Bodenbelag, auf den ein gewünschter Fußbodenbelag, z. B. Teppichboden, aufgebracht werden kann. Üblicherweise werden die Heizplatten schon vom Hersteller mit einer solchen Ar- mierungsschicht (3) versehen, um den raschen Aufbau weiterer Belagsschichten auf der Heizplatte zu ermöglichen. Vorteilhafterweise besteht die Armierungsschicht (3) aus einem mit einem Glasfaserge-
webe verstärkten Estrich. Zur Vereinfachung der Zeichnung ist in diesem Beispiel der in der Nut (2) eingebettete Heizleiter weggelassen.