Effiziente Wärmenutzung durch Betonkernaktivierung

Die Technik der Betonkernaktivierung (oftmals auch Betonkerntemperierung oder thermische Bauteilaktivierung genannt) verwendet in Boden- und Deckenplatten von Gebäuden verlegte Rohrleitungen, die als Wärmeübertragungsflächen fungieren. Aufgrund der enormen Ausdehnung dieser Flächen sind sie in der Lage, auch mit außerordentlich niedrigen Vorlauftemperaturen effizient zu heizen. Diese Effizienz prädestiniert die Betonkernaktivierung zur Verwendung in Verbindung mit regenerativen Energiesystemen. Zusätzlich profitiert die Technik von der hohen Wärmespeicherkapazität massiver Bauteile. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die verhältnismäßig geringe Heizleistung oft ein sekundäres Heizsystem erfordert.

Effektives Speichern, Heizen und Kühlen durch massive Betondecken Systeme

Effektives Speichern, Heizen und Kühlen durch massive Betondecken Systeme zur Betonkernaktivierung sind vielseitig: Sie geben nicht nur Wärme an das Gebäude ab, sondern absorbieren sie auch, um Gebäude zu kühlen. Darüber hinaus dienen die massiven Betonbauteile als große Wärmespeicher, die die aufgenommene Wärme zeitverzögert wieder abgeben können.

Dies wird erreicht, indem Fachleute Rohrleitungen in Betondecken einbauen, bevor der Beton gegossen wird. Je nach Planungsabsicht befinden sich die robusten Leitungen aus hochdruckvernetztem Polyethylen (PE-Xa) zwischen 15 und 30 Zentimeter voneinander entfernt im Gebäudekörper. Sie werden über Verteiler mit der Heizungsanlage verbunden und leiten während des Betriebs warmes oder kühles Wasser durch die Decken.

Im Heizbetrieb wird die thermische Energie an die Decke abgegeben, die dann die Wärme nach oben und vorallem unten abstrahlt. Im Kühlbetrieb fließt kaltes Wasser durch die Rohre und entzieht dem Beton Energie. Überschüssige Wärme aus den Räumen wird auf die Decken übertragen, wodurch die Raumtemperaturen sinken.

Die Betonkernaktivierung als ideale Ergänzung für erneuerbare Energien

Da sich die Heizflächen bei der thermischen Bauteilaktivierung über das gesamte Gebäude erstrecken, funktionieren die Systeme effizient mit Vorlauftemperaturen von nur 22 bis 28 Grad Celsius. Dies ist besonders vorteilhaft für regenerative Energiesysteme wie Wärmepumpen und thermische Solaranlagen.

 Wärmepumpen müssen das Temperaturniveau der Umgebungswärme nur minimal erhöhen und verbrauchen daher sehr wenig Strom. Thermische Solaranlagen, die insbesondere in der Übergangszeit nur geringe Systemtemperaturen erreichen, können effektiv eingesetzt werden, um das Gebäude zu beheizen. Beide Ansätze führen zu erheblichen Kosteneinsparungen und reduzieren die CO2-Emissionen erheblich.

Energieeffiziente und kostengünstige passive Kühlung im Sommer

Während die Betonkerntemperierung im Winter mit niedrigen Vorlauftemperaturen auskommt, können die Kühlwassertemperaturen im Sommer vergleichsweise hoch sein. Sie liegen selten unter 16 bis 18 Grad Celsius, was die energieeffiziente passive Kühlung fördert. Dabei leiten Pumpen beispielsweise Grundwasser durch das System, um Wärme aufzunehmen und abzuleiten. Bei Verwendung von Sole-Erdwärmesonden kann im Sommer das Erdreich erwärmt werden, um im Winter aus dem so angelegten Energiereservoir zu schöpfen. Dies ermöglicht Wärmepumpen, höhere Temperaturen aus dem Boden zu ziehen, wodurch der Temperaturhub reduziert wird und die Anlagen weniger Strom verbrauchen.

Massive Speichermasse hilft bei Energieangebotsschwankungen

Die massiven Bauteile geben auch dann noch Wärme an die Räume ab, wenn die Heizung keine Energie liefert. Auf diese Weise können Sperrzeiten von Wärmepumpen oder solare Schwankungen bis zu einem gewissen Grad ohne zusätzliche Technik ausgeglichen werden. Es ist jedoch zu beachten, dass die hohe Speichermasse eine erhebliche Trägheit mit sich bringt. Dementsprechend dauert es eine Weile, bis geänderte Temperaturanforderungen im Raum bemerkbar werden. Dies ist einer der Gründe, warum Programme wie die Nachtabsenkung mit der Betonkernaktivierung kaum sinnvoll sind.

Heiz- und Kühlleistung sind geringer als bei anderen Systemen

Ein Nachteil der Betonkernaktivierung ist die Heizleistung, die mit 30 Watt pro Quadratmeter vergleichsweise niedrig ist. Sie reicht in der Heizperiode teilweise nur zur Temperierung und erfordert dann die Kombination mit anderen Heizsystemen. Daher ist es üblich, die thermische Bauteilaktivierung mit einer Fußboden- oder Deckenheizung zu kombinieren. Während erstere das Gebäude stets auf einer Grundtemperatur hält (temperiert), sorgt das zusätzliche Heizsystem in der Heizperiode für eine höhere Leistung und eine bessere Regelbarkeit.

Thermische Bauteilaktivierung in Wohngebäuden

Die Betonkerntemperierung hat ihren Ursprung in Industrie- und Bürogebäuden, die sich mit der Technik energiesparend beheizen und kühlen lassen. Diese Gebäude haben oft hohe innere Lasten oder geringere Temperaturanforderungen, so dass das Heizsystem seine Vorteile voll ausspielen kann.

Die Betonkernaktivierung im Einfamilienhaus ist heute eher eine Randerscheinung. Grund dafür sind vor allem die höheren Kosten, die durch den zusätzlichen Planungs- und Montageaufwand entstehen. Wer ein energiesparendes neues Haus umweltschonend beheizen möchte und sich an der Trägheit der Betonkernaktivierung nicht stört, findet in dieser jedoch eine interessante Alternative zur klassischen Flächenheizung.