Geothermie und Fußbodenheizung

Eine überzeugende Verbindung

Kölner Villa wird über cuprotherm-Flächenheiz- und -kühlsystem temperiert

Nachhaltigkeit und Komfort schließen sich nicht aus. Dies beweist ein aktuelles Bauvorhaben in Köln. Für die Energieversorgung einer 350 m² großen, luxuriös ausgestatteten Villa im vornehmen Stadtviertel Hahnwald setzte das zuständige Kerpener Planungsbüro Esser auf eine besonders nachhaltige Kombination. Eine energieeffiziente Erdgas-Brennwertanlage stellt die benötigte Energie für die Lüftung und Warmwasserbereitung zur Verfügung – in Verbindung mit einer Erdwärme-Sonde für die Fußbodenheizung- und -kühlung. Dadurch wird der Energiebedarf des Gebäudes auf umweltschonende Weise gedeckt. Für eine komfortable und gleichzeitig energieeffiziente Temperierung der Wohnräume sorgt in erster Linie das cuprotherm- Flächenheiz- und -kühlsystem der Wieland-Werke AG. Die Fußbodenheizung mit einer Rohrlänge von insgesamt 3.500 m wurde in sämtlichen Wohnräumen sowie in der 100 m² umfassenden Garage verlegt. Sie ermöglicht die Beheizung der Räume in der kalten Jahreszeit und die Kühlung in den Sommermonaten. Ergänzt wird das System durch eine Klimaanlage und konventionelle Heizkörper.

Das großzügig ausgestattete Villengebäude erfordert ein leistungsfähiges Haustechnik-System zur Temperierung der einzelnen Wohnbereiche. So umfasst das Haus im Erdgeschoss einen großzügigen Wellness-Bereich mit Whirlpool, Solarium und Sauna – zusätzlich zu einem Foyer, Wohnräumen, einer Wohnküche, einem Büro sowie einem Wintergarten. Im ersten Obergeschoss der Villa befinden sich insgesamt sieben Räume, unter anderem mehrere Schlafzimmer. Während das 66-Kilowatt- Brennwertgerät Energie für die Warmwasserversorgung, die zentrale KVS-Klimaanlage, den Spa-Wellness-Bereich und einen Koikarpfenteich bereitstellt, übernimmt die Wärmepumpe die Versorgung des cuprotherm-Flächenheiz- und -kühlsystems. Die Geothermie-Anlage und das Wieland-System ergänzen sich dabei ideal: Mit 12 °C liefert die Wärmepumpe bereits eine gute Grundtemperatur, sodass die für den Heizmodus benötigte Vorlauftemperatur von 40 °C durch einen relativ geringen Energieeinsatz erreicht wird. Die Geothermie-Anlage mit einer Leistung von 32 Kilowatt basiert auf insgesamt 14 Bohrungen à 30 m Tiefe.

Die Wärmeenergie wird dem Flächenheiz- und -kühlsystem über einen Wärmetauscher und einen 1.000-Liter-Pufferspeicher bereitgestellt. Die Regelung übernimmt ein 3-Wege-Mischer, der zur Steuerungseinheit der Geothermie-Anlage gehört.

Optimale Raumtemperierung ganzjährig möglich

Mit dem cuprotherm-System, das über vier Verteiler im Erdgeschoss und zwei Verteiler im Obergeschoss mit Energie versorgt wird, werden nicht nur sämtliche Räume beheizt, sondern vor allem auch Wohn- und Schlafzimmer gekühlt. Das Flächenheiz- und -kühlsystem ist daher auf den sommerlichen Kühlmodus ausgelegt. Hierfür wurde bei der Installation des cuprotherm-Systems ein besonders enger Verlegeabstand von nur 10 bzw. 15 cm gewählt, der im Sommer eine intensivere Kühlung der Räume ermöglicht. Dies bringt zudem den Vorteil eines energieeffizienten Betriebs mit sich: Pumpenleistung und Vorlauftemperatur können dank der engen Verlegung der Rohrleitungen reduziert werden.

In Bereichen, in denen eine vollständige Klimatisierung gewünscht wurde, erfolgt die Kühlung in Kombination mit der zentralen Klimaanlage. Über Außentemperatur- und Feuchtigkeitsfühler wird ganzjährig eine optimale Temperierung der Räume über die zentrale Haustechnik-Steuerung ermöglicht – inklusive Change-Over beim Wechsel von der kalten zur warmen Jahreszeit und umgekehrt.

Flächenheizung und -kühlung: Werkstoff Kupfer ist erste Wahl

Der für die Planung der Haustechnik zuständige SHK-Betrieb Thrum & Michalowski GmbH aus Brühl setzte bei der Auswahl des Flächenheizsystems bewusst auf den Werkstoff Kupfer und auf das cuprotherm-System von Wieland. "Seit Anfang der 80er-Jahre verlegen wir aufgrund der Sauerstoffdiffusionsdichtheit ausschließlich kupferbasierte Flächenheizsysteme – und sind mit dieser Strategie bisher sehr gut gefahren. Bei keiner der von uns installierten Anlagen gab es in den vergangenen Jahrzehnten Probleme mit der Funktionalität oder der Leistungsfähigkeit", erklärt Karl-Heinz Thrum, Geschäftsführer der Firma Thrum & Michalowski.

Klassischer Fußbodenaufbau im Haus, Sonderlösung in der Garage

Die Aufbauhöhe des Fußbodens beträgt im gesamten Hauptgebäude 200 mm. Auf eine 70 bzw. 80 mm dicke Dämmschicht wurde zunächst eine cuprotherm-Verbundplatte montiert. Mit Hilfe der cuprotherm-Rasterfolie installierten die Mitarbeiter von Thrum & Michalowski auf dieser Grundlage die cuprotherm-Kupferrohre in der Abmessung 14 x 0,8 mm. Anschließend wurde eine 65 mm dicke Nassestrich-Schicht aufgebracht. Den obersten Belag bilden hochwertige Feinsteinzeugfliesen. Aufgrund der geringeren Aufbauhöhe von 12 cm wurde das cuprotherm-System in der Garage in Verbindung mit einer Konstruktion der Firma Schlüter kombiniert: Sie umfasst sowohl eine Noppenplatte als auch eine DITRA-Entkopplungsmatte und benötigt einen dünneren Estrich-Belag. Hier wurde aufgrund der erhöhten Belastung durch Fahrzeuge zunächst eine PUR-Dämmschicht installiert, die als Basis für das Schlüter-System dient. Nach der Montage der cuprotherm-Rohre wurde eine Estrichschich von insgesamt 4 cm aufgetragen. "Die Kombinierbarkeit des Schlüter-Systems mit cuprotherm von Wieland erwies sich als problemlos. Die Kupferrohre konnten ohne Schwierigkeiten in die Noppenplatte eingepasst werden, sodass wir diese ungewöhnliche Kombination einwandfrei installieren konnten", freut sich Karl-Heinz Thrum.

cuprotherm CTX ergänzt cuprotherm-Produktfamilie

Als Ergänzung zum klassischen cuprotherm-System bietet die Wieland-Werke AG mit cuprotherm CTX ein besonders flexibles Markenkupferrohr, das dem Anwender einen hohen Montagekomfort und darüber hinaus auch wirtschaftliche Vorteile bietet. Ermöglicht wird dies durch ein leichtes, gewichtsreduziertes Kupferrohr, das mit einer fest haftenden Kunststoffummantelung versehen ist. Hervorragende Verlegeeigenschaften gewährleisten eine schnelle und komfortable Montage. Das cuprotherm CTX-Rohr ist eine Lösung für all diejenigen, welche die Qualität und Langlebigkeit des Materials Kupfer schätzen und zugleich ein sicher kalkulierbares, preisstabiles Produkt einsetzen möchten. Als Ergänzung der cuprotherm-Familie deckt cuprotherm CTX Wünsche nach längeren Ringlängen (z. B. 100 m) ab und ist zudem für einen sehr breiten Einsatzbereich vorgesehen. So kann cuprotherm CTX zur Flächenheizung und -kühlung, Heizkörperanbindung, Betonkernaktivierung und für Erdkollektoren eingesetzt werden. Die DVGW-Zulassung ermöglicht es, cuprotherm CTX-Rohre auch für die Trinkwasserinstallation zu verwenden.