mini|Das Foto zeigt wie der frisch aufgebrachte Lehmputz durch die seit drei Tagen laufende Fußleistenheizung allmählich von unten her austrocknet. An der helleren Farbe sind die unter dem Putz liegenden Fachwerkbalken zu erkennen, da die Putzschicht hier dünner ist und schneller austrocknet.Heizleisten stammen von der Firma Neue Sancal Gesellschaft für Strahlenwärme mbH Die Heizleiste, Sockelheizleiste oder Fußleisten-Konvektor ist ein Heizkörper für Räume in Gebäuden. Sie verläuft meist an der Innenseite der Außenwände dicht über dem Fußboden und ist Bestandteil einer Sockelleistenheizung, die auch Fußleistenheizung oder Randleistenheizung genannt wird.
Ab einer gewissen Temperatur steigt die von der Heizleiste erwärmte Luft senkrecht entlang der Wand auf. Die von der Luft konvektiv erwärmte Wandoberfläche gibt dann Wärmestrahlung an den Raum ab. Der Effekt ist vergleichbar mit einer direkten Wandheizung, die verschiedene bauphysikalische, bauklimatische und physiologische Vorteile hat, siehe auch Thermische Behaglichkeit. Voraussetzung bei Verlegung entlang einer Außenwand sind jedoch eine ausreichende Temperatur der Heizleiste und ein zeitgemäßer Dämmwert der Wand.Forumsbeiträge Wandheizung / Sockelheizung (Heizleiste) in Altbau, Fachwerk.de, 2. März 2012
Die direkte Wärmeabstrahlung von Heizleisten ist meist vergleichsweise gering. Elektrisch beheizte Sockelleisten erreichen höhere Temperaturen und können so deutlich mehr Wärme abstrahlen, wenn sie nicht durch Möbel, Vorhänge und Einbauten verdeckt werden. Rippenrohre sind meist mit einer Verkleidung versehen, welche die Wärmeabstrahlung behindert. Insbesondere Verkleidungen aus Holz reduzieren die direkte Wärmestrahlung deutlich. Lackiertes Blech strahlt die Wärme dabei noch besser ab als blankes Metall. Im Gegensatz zu Fußbodenheizungen mit meist unter 30 °C und Wandheizungen mit ca. 35 °C Vorlauftemperatur benötigen wasserführende Fußleistenheizungen meist Vorlauftemperaturen von über 45 °C, um die Konvektion in Gang zu bringen. Wenn eine Wärmepumpe als Wärmequelle verwendet wird, sollte darauf geachtet werden, dass diese auch bei entsprechenden Vorlauftemperaturen eine zufriedenstellende Jahresarbeitszahl erreicht. Brennwert- und insbesondere Pellet-Heizkessel können mit den erforderlichen Vorlauftemperaturen betrieben werden, ohne dass sich der Wirkungsgrad nennenswert verringert.
Gegenüber einem unverkleideten Heizelement und einer Verkleidung mit oberer horizontaler Sichtblende (welche die freie Luftströmung bremst), kann eine unten und oben offene Verkleidung die konvektive Wärmeabgabe steigern. Siehe Kamineffekt. Wird die wärmedurchlässige Verkleidung der Heizleiste weiter hochgeführt, erhält man eine Wandheizung im Vorsatzschalensystem in der Art einer Hypokaustenheizung.Cuprotec-Hypokausten-Wandheizung in der Vorsatzschale, In: Cuprotec.de. Abgerufen im Oktober 2020
Die Sockelleistenheizung hat allgemein einen geringen Platzverbrauch, kann in der Altbausanierung auf einfache Weise nachträglich installiert werden und ist aufgrund ihrer geringen Höhe sehr gut zur platzsparenden Installation unter Dachschrägen von ausgebauten Dächern geeignet.
mini|hochkant=1.5|Rippenheizrohre der Orangerie von Schloss Sanssouci
Aufbau
Zwei grundsätzlich verschiedene Bauformen herrschen vor: Ein Hohlkammerprofil aus Aluminium, seltener ein Profil aus Stahlblech, welches zugleich als Heizelement dient und die Ansichtsfläche bildet, erzeugt überwiegend Strahlungswärme. Diese Heizelemente werden oft so kompakt ausgeführt, dass sie sich kaum von einer gewöhnlichen Fußleiste unterscheiden lassen, müssen aufgrund der geringen Fläche aber auf eine höhere Temperatur gebracht werden, um eine nennenswerte Heizleistung zu erreichen. In Ländern mit sehr niedrigen Stromkosten werden die Profile elektrisch beheizt. Wasserführende Systeme können nur zusammen mit einem Festbrennstoff-Heizkessel sinnvoll eingesetzt werden, der mit einer hohen Vorlauftemperatur arbeitet. Die Leisten werden mit Formstücken montiert, welche Innen- und Außenecken sowie Anschluss- und Montageöffnungen überdecken. Ein Heizelement, welches auch als Lamellenrohr, Rippen(heiz)rohr, Thermoleiste oder Konvektor bezeichnet wird, erwärmt Luft, die an der Wand entlang aufsteigt und diese auch erwärmt. Zusätzlich benötigt werden Halterungen, die auch als Wandbügel bezeichnet werden, und der Verkleidung, die aus einem oder aus mehreren Leisten, Profilen oder Tafeln bestehen kann. Passende Verkleidungen aus Kunststoff, Holz, Aluminium oder Stahlblech werden meist vom Hersteller der Heizleiste angeboten, können aber relativ einfach aus Holz, Holzwerkstoffen, Blech oder Gipskarton selber gefertigt werden.
Wenn Möbel wie Schränke und Kommoden entlang der beheizten Wand aufgestellt werden sollen, kann es sinnvoll sein, bereits im Rohbau oder beim nachträglichen Aufbringen einer Innendämmung eine horizontale Aussparung in der Außenwand zur Installation der Heizleisten vorzusehen. Zur Vermeidung von Schimmel ist es bauphysikalisch meist erforderlich, eine Luft-Zirkulation hinter geschlossenen Möbeln zu ermöglichen. Zwischen Rückwand des Möbelstücks und Außenwand sollten einige Zentimeter Platz verbleiben. Wenn die Heizleiste zu stark aufträgt, müssen in der Regel auch die Möbel mit einem entsprechenden Abstand zur Außenwand aufgestellt werden. Auch wenn dies bauphysikalisch sinnvoll ist, sollen die Möbel häufig aus optischen Gründen sowie zur Raumersparnis nicht allzu weit von der Außenwand abgerückt werden. Bei vielen modernen Regalen und Schränken ist es jedoch möglich, eine Aussparung für die Heizleiste im Möbelstück selber vorzusehen, so etwa auch bei Einbauküchen. Innerhalb und möglichst auch außerhalb des Möbelstücks muss dann eine Zirkulation der erwärmten Luft möglich sein. Es kann sinnvoll sein, die Heizleiste mit Gitter o. ä. zu umgeben, um den direkten Kontakt von temperaturempfindlichen Gegenständen mit der Heizleiste zu vermeiden.
Funktion
Eine Sockelleistenheizung ist keine Niedertemperaturheizung wie Fußboden- und Wandheizungen. Erst ab einer gewissen Heizleistung, die neben der Größe und Geometrie von Verkleidung und Heizelement insbesondere von der Oberflächentemperatur der Elemente abhängig ist, kann sich ein Luftstrom einstellen, der – wie gewünscht – entlang der Außenwand aufsteigt und die Wandoberfläche erwärmt. Bis dahin vermischt sich die aufsteigende Luft mit der an der kälteren Außenwand herabsinkenden Strömung und beide werden ins Rauminnere abgelenkt. Dies gilt besonders vor verglasten Flächen mit schlechtem bis mittlerem Dämmwert.
In einem Raum ohne Beheizung kühlt sich die Raumluft bei niedrigen Außentemperaturen an der Außenwand ab und sinkt zu Boden. Bei einer niedrigen Heizleistung vermischt sich die von der Sockelleistenheizung erwärmte Luft mit der absinkenden kälteren Luft oberhalb der Heizleiste und vermag die Temperatur der Außenwand nicht spürbar anzuheben. Es ist umstritten, welchen Einfluss Oberflächentemperatur und Gestaltung der Heizleisten, Aufbau der Außenwand und Temperaturverhältnisse auf die Wirksamkeit und Effektivität des Heizsystems haben.
Eine Verbesserung der Heizleistung kann durch den Kamineffekt erreicht werden, der sich hinter der vertikalen Verkleidung des Heizelements einstellt. Eine Verlängerung der Verkleidung von 50 cm auf 100 cm etwa kann die Heizleistung um rund 20 % erhöhen.Details - Heizelement A2 mit GK-Vorsatzschale. In: Cuprotec.de. Abgerufen im Oktober 2020 Je nach Wärmedurchlasswiderstand des Materials strahlt die erwärmte Fläche der Verkleidung zusätzlich Wärme in den Raum ab, was physiologisch vorteilhaft ist. Bei wärmedurchlässigem Material wie Gipskarton oder Blech wirkt die Verkleidung als Wandheizung.
In der Regel müssen Heizleisten immer entlang der Außenwände angebracht werden, um alle Außenwände vollständig und raumseitig zu erwärmen.
Es sind zwei Betriebszustände zu unterscheiden: Die Aufheizphase mit einer erhöhten Temperatur der Heizleiste (bis zu 60 °C bei schlecht gedämmter Außenwand), die nötig ist, um dem an der Außenwand herabsinkenden Kaltluftstrom entgegenzuwirken, bis sich die Wandtemperatur soweit erhöht hat, dass sich ein Auftrieb entlang der Wandoberfläche einstellt. Die Erhaltungsphase mit stabiler Luftzirkulation im Bereich der Außenwand und mit möglichst geringer Luftströmung im Raum.
Der Übergang zwischen den Betriebszuständen regelt sich typischerweise durch die vorhandenen Heizkörper-Thermostate. Dies entspricht weitgehend dem Verhalten einer Warmwasserheizung mit gewöhnlichen Kompakt-Konvektoren, bei denen sich in der Aufheizphase jedoch eher eine lokale Zirkulation in Wandnähe ausbildet, während es bei einer Sockelleistenheizung zunächst zu einer Bildung von zwei Luftwalzen kommen kann: eine kleinere im oberen Bereich der Wand und eine größere im gesamten übrigen Raum. Es wird teilweise dazu geraten, Räume mit Sockelleistenheizung gleichmäßig zu beheizen und etwa auf eine nächtliche Temperaturabsenkung zu verzichten, um die Aufheizphase zu vermeiden und bei einer Warmwasserheizung generell mit einer niedrigeren Vorlauftemperatur auszukommen.
In der Aufheizphase erwärmen sich die mit aufsteigender Warmluft beaufschlagten Wandoberflächen. Gemäß den Gesetzen der Strahlungsphysik gibt ein Körper, der wärmer ist als seine Umgebung, Wärmestrahlung ab. Da die meisten Baustoffe (Putz, Tapete, Mauerwerk, Beton, Holz usw.) Absorptions-/Emissionskoeffizienten größer als 90 % besitzen, wird die Wärmeenergie somit überwiegend als Strahlung abgegeben und ankommende Strahlung überwiegend wieder reflektiert.
Einen historischen Sonderfall stellt die römische Hypokaustenheizung dar, bei der Rauchgase in sogenannten tubuli Wände in Badhäusern erwärmten. Da jedoch unterhalb der Fußböden mächtige Feuer tagelang brennen mussten, um die gesamte Baukonstruktion periodisch auf die gewünschten 40 °C bis 60 °C zu erhitzen, kann hier aber nicht von einem energieeffizienten Betrieb ausgegangen werden.
Die zusätzliche Installation von Heizleisten entlang der Innenwände kann sinnvoll sein, um die Temperatur des Heizkreises im Betrieb mit Wärmepumpe oder Solaranlage niedrig zu halten. Gerade bei einer nachträglichen Installation im Altbau ergibt sich hierbei durch die Notwendigkeit, die Türöffnungen zu umgeben, oft ein hoher Aufwand.
Beheizte Fußleisten, die keine Lufteintritts- und -austrittsöffnungen zur Verstärkung der thermischen Konvektion besitzen, können nur bei geringer Heizlast oder hohen Betriebstemperaturen zur alleinigen Beheizung eines Gebäudes dienen. Sinnvoll einsetzen lassen sie sich darum vorwiegend mit der hohen Anlagentemperatur eines Festbrennstoffkessels sowie mit elektrischer Beheizung (in Ländern, in denen Elektroenergie billig ist).
(Hüllflächen-)Temperierung und Trocknung feuchter Außenwände
Heizleisten werden in der Altbausanierung und Denkmalpflege auch eingesetzt, um den Aufstieg von Bodenfeuchte durch Mauerwerk zu unterbinden („thermische Horizontalsperre“), den Feuchtigkeitsgehalt der Wände zu verringern – dadurch wiederum erhöht sich die Dämmwirkung der Wand und die Aktivität von Holzschädlingen sowie Hausschwamm wird gestoppt – und die (sommerliche) Kondensation von der in warmer Luft enthaltenen Luftfeuchte am kühlen Mauerwerk zu verringern. Wenn es das Ziel ist, lediglich die Bauwerksfeuchte zu senken oder die Innenraumtemperatur des Bauwerks auf ein gleichmäßiges Niveau zu bringen (etwa zur Konservierung von Baudenkmalen), so wird diese Art der Sockelleistenheizung auch als Temperierung oder Hüllflächentemperierung bezeichnet. Wenn der Fokus allein auf der Entfeuchtung des Baukörpers liegt, sollen die Heizrohre dabei unter Putz oder im Kontakt mit der Außenwand verlegt werden.Henning Großeschmidt: Das temperierte Haus: Sanierte Architektur – behagliche Räume – „Großvitrine“