Mit thermoaktiven Bauteilsystemen – Betonkerntemperierung – läßt sich ein maximaler Nutzen erzielen, wenn die Bauteilaktivierung, die Baukonstruktion, die Bauphysik, Technische Gebäudeausrüstung und Energieversorgung in einem ganzheitlichen, Gewerke übergreifenden Planungsprozess von Beginn an aufeinander abgestimmt werden.

Betonkernaktivierung BKT

Betonkerntemperierung BKT

Anfänglich existierenden oftmals Bedenken und Unsicherheiten hinsichtlich der Qualitätssicherung im Bauablauf. Diese Bedenken lassen sich inzwischen durch ein entsprechend abgestimmtes Vorgehen ausräumen. Die bei der BKT verwendeten Materialien (sauerstoffdiffusionsdichte Rohre aus PE-Xa) haben sich schon über lange Zeiträume bewährt und erfahrene Firmen haben den Bauablauf und die Qualitätssicherung bei der Erstellung von Massivbauteilen mit integrierten BKT sicher im Griff.

In der Objektplanung, Ausschreibung, Ausführung und Inbetriebnahme sind allerdings die Schnittstellen zwischen den beteiligten Gewerken zu beachten. In der Regel liefert heute der Rohbauer die mit Rohrschlangen versehenen Massivbauteile, an welche die ausführenden Firmen der Technischen Gebäudeausrüstung anschließen. Die ordnungsgemäße Funktion von BKT hängt dabei jedoch von allen Gewerken gleichermaßen ab:

Verrohrung innerhalb des Betons, hydraulisch korrekte Anbindung und Versorgung sowie eine funktionierende Regelung und Betriebsführung. Zusätzlich müssen die Gebäudehülle und der raumbildende Ausbau den vorbenannten Anforderungen entsprechen.

Die bisherigen Praxiserfahrungen haben gezeigt, dass die Funktion der Gebäudekühlung von BKT durchweg positiv zu bewerten ist. Bei einer üblichen Büronutzung und sogar in Schullungsräumen mit zusätzlicher Rechnerausstattung überschreiten die sommerlichen Raumtemperaturen in der Regel kaum 25°C bis 27°C. Bei richtig konzipierten und ausgeführten Systemen stellt auch der Heizfall keine Probleme dar. Weil hier Sollwert Abweichungen der Raumtemperatur weniger toleriert werden als im Kühlfall, ist die Einregulierung der Anlage für den Winterfall üblicherweise mit einer sogenannten Lernphase verbunden. Hier stellen vor allem Übergangszeiten und plötzliche Wetterumschwünge eine wesentlichen Herausforderungen dar.
Bei korrekter Planung und Ausführung der Anlage lassen sich derartige Anfangsprobleme in der Regel durch Optimierung der Regelparameter und ggf. Fehlerbehebung in der Programmierung beheben.

Bei Untersuchungen des tatsächlichen Energieverbrauchs für Heizung und Kühlung von Gebäuden mit Betonkernaktivierung zeigte sich, dass die gesetzten Erwartungen im wesentlichen erfüllt werden, manche Gebäude die Ziele aber auch deutlich verfehlen. Die meisten dieser Probleme sind allerdings nicht der BKT selbst anzulasten, sondern meist Planungs- und Ausführungsfehler in anderen Bereichen oder auch einer Überforderung der BKT. Betonkerntemperierung stellen eine hohe Anforderungen an die Planungs- und Ausführungsqualität, Dabei treten häufig auch Mängel in der konventionellen Technik, mitunter auch in der Gebäudehülle, zu Tage, die bei einem herkömmlichen Systemen nicht durch einen erhöhten Energieverbrauch aufgefallen wären.

Betonkernaktivierung BKT - Verlegung des Rohrleitungssystems

Betonkernaktivierung BKT – Verlegung des Rohrleitungssystems

Für eine Betonkerntemperierung werden Systeme mit wasserdurchströmten Rohrsystemen und Rohrregistern verwendet. Sie werden zur thermischen Aktivierung von Massivdecken eingesetzt und dort meist in den entsprechenden Bauteilkern einbetoniert. Weit weniger häufig kommt es zum Einsatz von Luftsystemen. In Deutschland wurde der Anteil gewerblicher Neubauten, bei denen diese Systeme zur thermischen Betonkerntemperierung geplant und realisiert werden, bereits vor einigen Jahren auf etwa ein Drittel des Gesamtvolumes geschätzt und das mit einer eindeutig steigender Tendenz.

Die Vorlauftemperaturen, mit denen eine Betonkerntemperierung betrieben wird, liegen bei maximal 27 bis 29°C im Heizbetrieb und minimal 18 bis 20°C im Kühlbetreib und somit weitaus näher an der gewünschten Raumtemperatur als anderen Raumheizungs- oder Raumkühlsystemen. Dadurch sind für Betonkerntemperierungen insbesondere solche Versorgungssysteme besonders geeignet, die bei derartigen Betriebstemperaturen klare energetische Vorteile aufweisen. Für die Heizung sind dies insbesondere Wärmepumpen aber auch andere regenerative Energiequellen wie beispielsweise geothermische Systeme.

Insbesondere im Kühlfall kann der Betriebsbereich der sogenannten freien Kühlung über Rückkühlwerke ganz wesentlich ausgeweitet werden. So wurden beispielsweise Projekte ausschließliche mit freier Kühlung über Hybridkühltürme im Nachtbetrieb realisiert. Energetisch und kostenmäßig besonders günstig ist dabei natürlich die direkte geothermische Kühlung. Diese kann und wird häufig auch in Kombination mit einer Wärmepumpe für den Heizfall eingesetzt, oder im Einzelfall auch mit einer umschaltbaren Wärmepumpe als Kältemaschine, wenn das Potenzial der direkten Kühlung bei Spitzenlasten nicht ausreichen sollte.

Sehr große Potenziale bietet hier auch der zwangsläufige Speicherbetrieb. So wird beispielsweise in vielen, überwiegend tagsüber genutzten Gebäuden (Bürogebäude, Schulen usw.), die Betonkerntemperierung meist während der Nachtzeit geladen. Durch diese Maßnahmen können Lastverläufe geglättet und Leistungsanforderungen zeitlich verschoben werden. Diese Maßnahmen ermöglichen zunächst Einsparungen bei der zu installierenden Leistung der Versorgungsanlagen, bieten aber keinen wesentlichen Gewinn an Energieeffizienz. Energiekosten und Umweltbelastung können dann reduziert werden, wenn mit der Lastverschiebung der Einsatzbereich energetisch günstiger Versorgungssysteme und Betriebsweisen wie z.B. Nutzung der Nachtkühle, erweitert wird.

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