Im Vergleich zu konventionellen Luft Klimaanlagen ist es durch den Einsatz von Flächen Kühl- und Heizungssystemen möglicht, mit niedrigeren Medientemperaturen im Heizbetrieb, beziehungsweise mit höheren Medientemperaturen im Kühlbetrieb zu arbeiten. Durch das geringere Tempereaturniveau werden deutlich bessere Wirkungsgrade bei der Energieerzeugung im Heiz- und Kühlbetrieb und auch bei der Energieverteilung erreicht. Gerade bei diesen Systemen bietet sich der Einsatz von regenerativen Energien aufgrund der moderaten Medientemperaturen an.

Komfortabel und dennoch energieeffizient ein Gebäude zu klimatisieren, erfordert meist Kompromisse. Die steigenden Energiekosten stehen dabei den wachsenden Ansprüchen an ein optimales Raumklima gegenüber. Flächenkühlsysteme bieten hier eine komfortable und energieeffiziente Lösung. Bei Flächenkühlsystemen entsteht durch das Prinzip der Wärmestrahlung ein angenehmes und zugluftfreies Raumklima, da bei solchen Systemen die empfundene Temperatur höher ist als die Lufttemperatur. Allein durch diesen Effekt kann im Vergleich zu Luft- Klimasystemen, über 35 % Energie eingespart werden.

Flächenkühlsysteme bzw. Kühldecken sind Raumdecken, die je nach Erfordernis teilweise, oder vollflächig gekühlt werden. Dazu wird ähnlich wie bei der Betonkernaktivierung ein Rohrsystem mit kaltem Wasser durchspült.

Im Wesentlichen sind vier Arten von Kühldecken zu unterscheiden:

– Putz-Kühldecke, dabei handelt es sich um ein in den Deckenputz eingebrachtes Kapillarrohrsystem unterhalb der Betondecke.
Putzdecken erreichen erreicht eine Kühlleistung von ca. 80 W/m² .

– Gipskarton-Kühldecke. Hier befindet sich das Kühlsystem direkt auf der abgehängten Gipskartondecke.
Gipskarton-Kühldecken erreicht eine Kühlleistung von ca. 70 W/m².

– Geschlossene Metall-Kühldecke. Das Kühlsystem liegt auf der abgehängten Metalldecke und nutzt diese als Kühlfläche.
Geschlossene Metall-Kühldecke erreicht eine Kühlleistung von ca. 90 W/m².

– Perforierte Metall-Kühldecken, dabei wird die des Raumes abgewandte Seite der Kühldecke ebenfalls zur Kühlung verwendet.
Diese Systeme eignen sich für Räume mit besonders hohem Kühlbedarf und sie erreicht eine Kühlleistung von bis zu 160 W/m²

Kühldecken entziehen dem Raum gleichmäßig Wärme und sorgen so für ein zugfreies und behagliches Raumklima. Kühldecken zeichnen sich durch eine gute Regelbarkeit mit kurzer Reaktionszeit und hoher Kühlleistung aus. Die Betriebskosten sind bis zu 35 % niedriger als bei herkömmlichen Luft-Klimasystemen, bei den Anschaffungskosten gehören sie jedoch zu den teuersten Systemen.

Putzkühldecke

Bei diesem System werden Kapillarrohrmatten direkt unterhalb der Rohbetondecke oder auch Gipskartondecke in einer Putzschicht integriert bzw. eingeputzt. Die auf Maß gefertigten Kapillarrohrmatten werden dabei vollständig in den Putz eingebettet, so dass ein optimaler Wärmeübergang zwischen den Kapillarrohren und dem sie umschließenden Putz gewährleistet ist.

Gipskarton Kühldecke

Der Einsatz von Gipskartonkühldecken lässt dem Architekten größtmögliche Gestaltungsmöglichkeiten hinsichtlich Akustik, Beleuchtung, einer Kombination mit anderen Deckenmaterialien und Einbaumöglichkeiten. Technik und Optik werden hier in einen harmonischen Einklang gebracht. Dieses System kann sowohl für die Sanierung als auch im Neubau eingesetzt werden, sofern ein ausreichender Deckenhohlraum zur Verfügung steht. Die Kühlelemente werden dabei zwischen der Unterkonstruktion und den Gipskartonplatten aufgebracht.

Geschlossene Metallakustik Kühldecke

Abgehängte, geschlossene Metalldecken werden oftmals zur Erfüllung innenarchitektonischer, lichttechnischer und raumakustischer Funktionen sowie zur Verkleidung technischer Installationen im Deckenhohlraum verwendet. Durch die zusätzliche Anordnung von wasserdurchströmten Rohrsystemen auf der Deckenoberseite lassen sich mit relativ geringem Aufwand aktive Kühl- und Heizflächen schaffen. Die Verrohrung wird vollkommen separat ausgeführt und beeinträchtigt die Deckenkonstruktion in keiner weise. Der für die optimale Leistungsfähigkeit wichtige thermische Kontakt zwischen Kühlsystem und Deckenplatten wird, je nach verwendetem System durch Auflegen (Kontakt durch Eigengewicht oder zusätzliche Beschwerung), Verkleben, Klemmung oder auch Magnetisch hergestellt.

Offene Metallkühldecke

Offene Metallkühldecken werden zumeist in Komfortanlagen wie Bürogebäude, Flughäfen, Einkaufszentren, usw. sowie in gewerblichen und industriell genutzten Räumen eingesetzt. Durch ihre Profilgestaltung nutzen sie auch die dem Raum abgewandte Seite zur Kühlung. Daraus ergibt sich eine etwa doppelt so hohe Kühlleistung gegenüber geschlossenen Kühldeckensystemen. Das Grundelement ist meist ein Kupferrohrmäander, der von Aluminiumprofilen zur Wärmeübertragung umschlossen ist. Diese Profile sind je nach Hersteller in verschiedenen Formen und Abmessungen erhältlich.

Kühlsegel

Bei Kühlsegeln handelt es sind um von der Decke abgehangene Kühlflächen bzw. Kühlkörper, die nur einen Teil der verfügbaren Dachfläche einnehmen. Das Prinzip von Kühlsegeln ist ähnlich dem von Kühldecken, jedoch verfügen sie über einen höheren konvektiven Anteil, wodurch zusätzlich zum Prinzip der Wärmestrahlung, warme aufsteigende Luft an den Kühlsegeln abgekühlt wird und wieder nach unten fällt. Auch bei Kühlsegeln lassen sich weitere raumtechnische Komponenten wie Beleuchtung und Rauchmelder integrieren. Dadurch kann auf vollständige Zwischendecken verzichtet und die Geschosshöhen in der Planung reduziert werden. Mit Kühlleistungen von 60 bis 150 W/m2 und einer guten Regelbarkeit sind Kühlsegel ein äußerst leistungsfähiges und energieeffizientes System.

Thermoaktive Bauteil Systeme

Das System der thermoaktiven Bauteile, auch Betonkernaktivierung genannt ist einfach und schon seit längerem verbreitet. In die Betondecken werden Kunststoffrohrsysteme eingebracht, durch das auch hier im Kühlfall kaltes Wasser zirkuliert. Der Kühlwasserstrom nimmt bei der Durchströmung des Rohrsystems Wärme von der Decke auf bzw. gibt Kühlleistung an die Decke ab. Durch diese Maßnahme wird die Speichermasse des Raumes bzw. Gebäudes „aktiviert“. Als thermischer Speicher überbrückt ein thermoaktives Bauteil die zeitliche Differenz zwischen Energieangebot und Energiebedarf und bewirkt dadurch eine teilweise Verschiebung der thermischen Lasten in die Nachtstunden. Ähnlich wie bei der Kühldecke wird auch hier die im Betonkern eingelagerte Kälte zu 60 % über Strahlung und zu 40 % über Konvektion an den Raum abgegeben.

Bedingt durch die großen, Kälte übertragenden Flächen, sind diese Systeme sehr träge und eine flinke, raumbezogene Temperaturregelung ist daher nicht möglich. Allerdings ermöglicht ein solches System, dass bereits bei einer geringen Temperaturdifferenz zwischen der Decken- und Raumtemperatur effizient gekühlt werden kann. Die Kühlwasser Vorlauftemperaturen betragen in der Regel 18 bis 22 °C. Somit kann im Kühlbetrieb gut mit regenerativ bereitgestellter Umweltenergie gekühlt werden, die in Form von Erdwärmesonden oder Energiepfähle genutzt wird und die annähernd konstanten Temperaturen des tiefen Erdreichs oder auch mittels eines Kühlturmes die kühle Nachtluft nutzt. Bei kleineren Anlagen bietet sich auch die Nutzung von Grundwasser als Energieträger mit seiner ganzjährigen Temperatur von 8 bis 12°C an.