Bauteil- und Betonkernaktivierungen

Thermische Bauteil- bzw. Betonkernaktivierungen machen sich die natürliche Speicherfähigkeit des Betons zunutze. Bauteil- und Betonkernaktivierungen dienen dabei zum Kühlen und auch zum Heizen. Beide Systeme sorgen für ein behagliches Klima, da keine Luftströmungen erzeugt werden.

Es gibt einige unterschiedliche Begriffe, die aber letztendlich alle das gleiche meinen.

• Betonkernaktivierung
• Thermische Bauteilaktivierung (TBTA oder BTA)
• Thermoaktivedecke / Kühldecke
• Bauteilkonditionierung
• Thermisch aktives Bauteilsystem (TABS)

Während richtig dimensionierte Klimasysteme es ermöglichen, bei verschiedenen Umgebungs- und Nutzungsbedingungen, die Raumtemperatur über einen gewissen Zeitraum innerhalb der Behaglichkeitsgrenzen zu halten, so ist dies im allgemeinen mit einer Bauteilaktivierung allein nicht möglich.

Mit einer Bauteilaktivierung wird im wesentlichen die natürliche wärmetechnische Speicherfähigkeit eines Bauteils genutzt, insbesondere um Kühllasten aufzunehmen - zu speichern - zu verschieben oder sie wieder an Rückkühleinrichtungen abzugeben. In umgekehrter Weise kann einem Gebäude aber auch eine Grundwärme zugeführt werden, wodurch zusätzliche Heizeinrichtungen wesentlich kleiner dimensioniert werden können. Allein zu diesem Zweck werden vermehrt bereits bei der Herstellung eines Bauteils entsprechende Rohrregister eingebaut, durch die später Wasser als Wärmeträger fließt.

Die Speicherfähigkeit wird vom Bauteil selbst und seiner Lage im Gebäude sowie den Temperaturbedingungen und Grenzen bestimmt. Die Anordnung der Rohrregister, der Durchmesser und deren Abstände zueinander, bestimmen in Verbindung mit dem Massenstrom und der Vorlauftemperatur den Wärmestrom im jeweiligen Bauteil. Die Decken eines Gebäudes haben dabei die größte Bedeutung, da hier die Integration von Rohrregistern am einfachsten ist.

Die Betonkernaktivierung kühlt angenehm

Die Betonkernaktivierung ist eine Variante der Bauteilaktivierung

Es gibt verschiedene Varianten der Bauteilaktivierung. Eine im Massivbau häufig eingesetzte Variante ist die Betonkernaktivierung. Dabei wird Kälte oder Wärme hauptsächlich mittels Strahlungsaustausch der sichtbaren Betonfläche und die Zuluft über Fensterlüftung oder Quellluftdurchlässe übertragen. Dies Methode wirkt angenehm auf den Benutzer und es entstehen keine Zugerscheinungen.

Die Kühlleistung und Regelfähigkeit als auch die Speicherwirkung sind bei der Betonkernaktivierung im wesentlichen von der Lage der Kühlregister im Beton abhängig. Bei einer mittleren Anordnung der Kühlregister lässt sich die Speicherfähigkeit des Betons am besten nutzen. Werden die Kühlregister bei der Betonkernaktivierung oberflächennah angebracht, so können höhere Leistungen erzielt werden.

Bei einer Betonkernaktivierung mittels Luft geschieht dies, indem Gebäudeteile mit großer Masse wie Betondecken oder gemauerte Wände gekühlt und so für die Aufnahme von Raumkühllasten konditioniert werden. Als Kühlmedium der Betonkernaktivierung dient bei dieser Variante die Außenluft. Eine Betonkernkühlung mittels Zuluft weist neben der Deckenkühlungnoch zwei weitere Merkmale auf. Die zugeführte Luft erneuert zusätzlich auch die Raumluft mit gefilterter, vortemperierter und im Sommer entfeuchteter Außenluft bei einer 2,5 bis 3 fachen Luftwechselrate pro Stunde.

Kühlung und Heizung durch Betonkernaktivierung mit Wassersystemen

Für die Funktion der Betonkernaktivierung ist es von grundlegender Bedeutung, dass die Rohrregister, durch die das Heiz- oder Kühlmedium fließt, in die Betondecke eingegossen werden. Je näher sich dabei die Rohrregister an der Oberfläche befinden, desto größer ist die zu erreichende Leistungen. Mit den Rohrregistern, die in der Nähe der neutralen Zone, also mittig des Bauteils angeordnet sind, werden Leistungen von ca. 35 W/m² erreicht. Diese Leistung reicht aber in den meisten Fällen nur zur Grundlastabdeckung aus. Um Lastspitzen abdecken zu können, sind zusätzliche Investitionen notwendig.

Bei Rohrregisten von ca. 10 mm Außendurchmesser oder auch bei der Verwendung von Kapillarrohrmatten, die unmittelbar an der Oberfläche eines Bauteils eingegossen werden, sind höhere Leistungen bei kleinen Reaktionszeiten bis zu 90 W/m² realisierbar.



	Schema der Betonkernaktivierung mit oberflächennahem Rohrregistern



Schema einer Betonkernaktivierung mit mittig angeordnetem Rohrregsiern

	Beratungsformular Thermische Bauteilaktivierungs Systeme
	Artikel aus der Zeitschrift: IKZ Fachplaner Jg.: 4, Nr.5, 2009 Seiten 14-17, Abb.,Tab.,Lit. Standort in der IRB-Bibliothek: IRB Z 1376B [Quelle: http://www.ikz.de]
	RUD.OTTO MEYER-UMWELT-STIFTUNG [Quelle: http://www.berndglueck.de]

Energieversorgungssysteme für Betonkernaktivierung mit Wassersystemen

Für die Heizung oder Kühlung der Betondecken mit Kunststoffrohrregistern eignen sich die bekannten Heiz- oder Kühlwassersysteme. Das verwendete Temperaturniveau erlaubt aber auch den Einsatz alternativer Energieerzeuger und der Wirkungsgrad einer Kältemaschinen lässt sich durch den Betrieb in den Nachtstunden erheblich optimieren. Wärmepumpen mit Erdwärmetauscher oder Erdsonden, Geothermie und freie Kühlung über den Kühlturm lassen sich ebenso verwenden wie Solare Kühlung mittels Absorptionskältemaschinen.

Eine Bauteil- oder Betonkernaktivierung kann zu erheblichen Kostensenkung beitragen. Basierend auf der Speicherwirkung des Betons können insbesondere die Nachtstunden genutzt werden, um kleinere Wärme- oder auch Kälteerzeuger einzusetzen. Das eingesetzte Temperaturniveau gestattet den Einsatz alternativer Energieerzeuger bzw. Energiequellen. Gegenüber herkömmlichen Klimasystemen lassen sich die Betriebskosten nahezu um die Hälfte senken.

Energieversorgungssysteme für Betonkernaktivierung mittels Zuluftsystem

Für die Kühlung der Betondecken steht Außenluft über 6.000 Stunden pro Jahr mit weniger als 12°C kostenlos und uneingeschränkt zur Verfügung. In den restlichen Stunden kann die Luft über die bekannten Verfahren der Kälteerzeugung (z.B. Kältemaschine, Erdwärmetauscher, Kühlturm usw.) gekühlt werden. Die Erwärmung der Zuluft im Winter auf 12°C kann im wesentlichen über eine im Zentralgerät integrierte Wärmerückgewinnung erfolgen.


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