Thermische Bauteilaktivierung
Als thermische Bauteilaktivierung (BTA), Betonkerntemperierung (BKT) oder
Betonkernaktivierung werden Heiz- oder Kühlsysteme bezeichnet, bei
denen Wasser oder Luft führende Rohrleitungen durch Wände oder in
Decken verlaufen und die Speichermassen dieser massiven Bauteile
zur Temperaturregulierung nutzen. Sie sind mittlerweile fester
Bestandteil eines wirtschaftlichen Gebäudekonzeptes.
Funktionsprinzip
Die Bauteilaktivierung macht sich die Eigenschaft des Betons
zunutze, als Speichermasse zu wirken. Diese nimmt Wärme von einem
Medium wie Luft oder Wasser auf, speichert sie und gibt sie
zeitversetzt an die Umgebung weiter. Es kommt also zu einer
Phasenverschiebung zwischen Energieerzeugung und -abgabe. Zur
thermischen Aktivierung der Flächen werden Rohrsysteme in Decken,
Böden oder Wänden verlegt, durch die Wasser oder Luft zirkuliert,
die als Heiz- oder Kühlmedium wirken. Da die Übertragungsfläche die
Wärme bzw. Kälte speichert, können die Temperaturen, die ins System
geführt werden müssen, relativ niedrig sein. Im Gegensatz dazu muss
das Wasser einer Zentralheizung mit hohen Temperaturen eingespeist
werden, damit die vergleichsweise kleinen Heizkörper genügend Wärme
abgeben. Bei flächigen Systemen verringern sich die Vor- und
Rücklauftemperaturen entsprechend. Die Einspeisung kann über
Fernwärme, Erdwärme oder durch Wärmepumpen erfolgen. Zum Kühlen
eignen sich Grundwasser, die Nachtluft oder eine
Sohlplattenkühlung. Energieaufwendiger ist die Versorgung mit
Kompressionskältemaschinen, da diese hohe Stromkosten erzeugen.
Gallerie
Bauliche Umsetzung
Während der Bauzeit werden in die Ortbetondecken vorgefertigte
Rohrregister in gleichmäßigem Abstand an die bauseitige obere
Bewehrung gehängt und fest positioniert.
Hochdruckvernetzte Polyethylenrohre (PE-Xa-Rohre) eignen sich
aufgrund ihrer Robustheit und Formbeständigkeit besonders, da
Spannungsrisse oder unachtsame Beschädigung durch den
Baustellenbetrieb auf jeden Fall vermieden werden müssen.
Anschließend werden die Rohrleitungen in die Betondecke
eingegossen.
Neben der Verlegung in Ortbetondecken lassen sich die Rohrregister auch in Spannbeton-Fertigdecken integrieren. Im Fertigteilwerk werden sie im unteren Plattenspiegel der Decke angeordnet. Nach Einbau der Fertigdecken werden die Anschlussleitungen von Fachfirmen montiert. Diese Konstruktion hat den Vorteil, dass die Lasten stark reduziert werden können und damit eine wirtschaftliche Bauweise möglich ist. Als nachteilig kann sich der Einbau an der Schnittstelle verschiedener Gewerke erweisen.
Die Rohrleitungen einiger Systeme lassen sich besonders oberflächennah einbauen. Nur einige Zentimeter unter dem Deckenabschluss werden sie unter der Bewehrung befestigt. Das erhöht die Kühl- und Heizleistung auf der Rauminnenseite, kann jedoch zu Einschränkungen beim Innenausbau führen. Denn die Befestigung von Systemwänden, Leuchten etc. ist nur dort möglich, wo keine Rohre liegen.
Bauteilintegrierte Akustiklösungen
Bauteilaktivierte Betondecken sollten nach Möglichkeit nicht
abgehängt werden, da ihre Effizienz deutlich verringert würde.
Herkömmliche Akustikdecken sind deshalb nicht geeignet. Es gibt
jedoch Ansätze, die Anforderungen der Raumakustik mit der
Bauteilaktivierung zu kombinieren. So hat das Fraunhofer Institut
in Zusammenarbeit mit der Firma Max Frank Absorberstreifen
entwickelt, die bereits vor dem Betoniervorgang in die Decke
eingelegt werden können. Das Schallabsorbermaterial besteht aus
Blähglasgranulat. Bei einer Deckenbelegung von 20% soll es den
Schall um bis zu 70% absorbieren.
Thermische Steckdosen
Einige Hersteller (Uponor, Zent-Frenger) bieten als Zusatzmodul
ihrer Rohrsysteme die sogenannte Thermische Steckdose an.
Sie ist für Räume mit erhöhten Wärmelasten, z.B. Serverräume oder
verglaste Eckräume, konzipiert, die mit einem zusätzlichen
Temperiersystem ausgestattet sind, etwa einem Deckensegel. Die
thermische Steckdose verbindet das Deckensegel mit dem
Hauptleitungssystem über einen Adapter. Im Bedarfsfall kann dieses
Spitzenlastenelement zum Heizen oder Kühlen hinzugefügt werden. Die
„Steckdose“ wird in die Deckenfläche eingearbeitet oder im
Halbfertigteil vormontiert und zusammen mit den Rohrsystemen
einbetoniert.
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