Thermische Bauteilaktivierung

Wenn Bauteile aktiv werden, sollte man als Bauingenieur schnell misstrauisch werden. Wenn Bauteile jedoch aktiviert werden, kann das durchaus Vorteile haben. Zugegeben, thermische Bauteilaktivierung ist ein merkwürdiges Wort, doch es trifft den Kern der Sache schon recht gut, speziell wenn man das Synonym des Wortes – Betonkerntemperierung, abgekürzt BKT – ebenfalls betrachtet. Technisch gesehen wird hier also Beton erwärmt oder abgekühlt um Raumlufttemperaturen zu beeinflussen.

Für eine thermische Bauteilaktivierung oder Betonkerntemperierung (BKT) werden wasserführende Rohre meist in schweren Decken, aber auch in eben solchen Böden und Wänden verlegt, um deren thermische Speichermasse zur Regelung der Temperatur in Innenräumen zu nutzen. Die Rohre werden dabei vor dem Betonieren des Bauteils in einem Abstand von 10 bis 30 cm zueinander verlegt. Der große Vorteil dieser Systeme liegt in der großen Übertragungsfläche zur Abgabe der erforderlichen Temperatur (jedenfalls im Vergleich zu einem Heizkörper), wodurch wesentlich moderatere Heiz- oder Kühltemperaturen gefahren werden können.

Dies alleine birgt schon großes Potential für Energieeinsparungen. Doch kann für eine thermische Bauteilaktivierung auch Umweltenergie genutzt werden, die im Normalfall keine hohen Temperaturen liefert, wie beispielsweise die Geothermie. Hierfür kann die Energie des Bodens im Sommer direkt genutzt werden. Im Winter muss sie jedoch mit einer Wärmepumpe auf das erforderliche Niveau gebracht werden.

Interessant sind diese Systeme vor allem im Neubau, insbesondere wenn sowohl geheizt als auch gekühlt werden soll. Dabei ist es auch möglich, Gebäude ausschließlich über thermisch aktivierte Bauteile zu temperieren. In diesem Fall müssen jedoch Architekt, Bauphysiker und Gebäudetechniker ihre Arbeiten und Pläne genau aufeinander abstimmen. Ebenso muss sicher gestellt werden, dass Kühl- bzw. Heizlast nicht allzu hoch sind, denn durch moderate Temperaturen in den Rohrleitungen kann nicht unendlich viel Energie bereit gestellt werden. Zudem sollten die wärmeübertragenden Flächen nicht bekleidet oder – wie bei Decken möglich – abgehängt sein.

Eine raumweise Steuerung oder eine schnelle Anpassung der Temperaturen ist bei einer Betonkerntemperierung allerdings kaum möglich. Bei der Planung größerer Projekte sollte man diese daher zonieren, d.h. in verschiedene Bereiche einteilen, die je nach Anforderung temperiert werden können. Dies kann geschossweise erfolgen, je nach Orientierung von Gebäudeteilen oder eben entsprechend der Nutzung. In diesen Zonen werden dann Vorlauftemperatur sowie Beschickungszeit regeltechnisch dem Bedarf angepasst. Für eine solche Planung müssen allerdings Gebäudesimulationen erarbeitet werden, die schon im Vorfeld eine sinnvolle Auslegung der Anlage und einen einwandfreien Betrieb sicher stellen.

Durch den geringen Unterschied zwischen Bauteiltemperatur und Raumlufttemperatur arbeiten solche Temperiersysteme speziell in den Übergangsjahreszeiten sehr effektiv, da hier ein schnelles Umschalten von Heizen auf Kühlen notwendig werden kann.

Die Möglichkeit des Einsatzes bei Sanierungen von Altbauten ist kaum gegeben. Es ist im Allgemeinen eben schwierig, die wasserführenden Rohre in den schon ein paar Jahre lang gehärteten Beton von Decken unterzubringen. Man kann in Altbauten allerdings auf eine Bauteiltemperierung wie bei Fußbodenheizungen zurückgreifen. Auch unter die Decke geputzte Kapillarrohrmatten können als Niedertemperaturheizungen eingesetzt werden.