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Thermische Bauteilaktivierung

Stand: November 2022

Vorhandene Bauteile als Wärmeüberträger nutzen – das leistet die thermische Bauteilaktivierung. Decken, Böden oder Wände aus Beton geben Wärme an den Raum ab oder nehmen sie auf. Die thermische Bauteilaktivierung sorgt für ein angenehmes Raumklima, spart Energie und lässt sich gut mit erneuerbaren Energien kombinieren.

Funktionsweise

Das Prinzip der Betonkerntemperierung (BKT) beruht auf Nutzung der Speichermasse von Bauteilen.

Das Prinzip der thermischen Bauteilaktivierung ist einfach: Bei Neubauten wird in der sogenannten Bewehrung, der Stahlkonstruktion zur Stabilisierung von Betonteilen, ein Rohrsystem verlegt und eingegossen. Durch die Rohre fließen Heiz- oder Kühlmedien wie Luft oder Wasser. Der Beton funktioniert als Speichermasse und nimmt je nach Temperatur Wärme auf – es wird gekühlt – oder gibt sie ab – es wird geheizt. So kommt es zu einer zeitlichen Verschiebung von Energieerzeugung und -abgabe. Durch die Speicherfunktion und die große Übertragungsfläche können die Temperaturen, die dem System zugeführt werden, relativ niedrig sein. Dadurch eignet die thermische Bauteilaktivierung sich gut für den Einsatz erneuerbarer Energiequellen, wie Solar- oder Geothermie.

Nutzung der thermischen Bauteilaktivierung

Generell ist thermische Bauteilaktivierung mit konventionellen und erneuerbaren Energieträgern nutzbar. Für den besonders effizienten und klimaneutralen Einsatz sollten die Gebäude ins lokale, regenerative Strom- oder Wärmenetz eingebunden werden.

Lokal erzeugter Strom aus Sonne oder Wind kann mit Hilfe von Wärmepumpen in Wärme oder Kälte umgewandelt werden. Temporäre Stromüberschüsse, wie sie bei erneuerbaren Energien typisch sind, können so in den Bauteilen gespeichert werden. Auch für Nah- und Fernwärmenetze sind bauteilaktivierte Gebäude flexibel nutzbar. Erzeugungsspitzen durch erneuerbare Wärmeerzeuger im Wärmenetz können dezentral zwischengespeichert und zeitlich versetzt an thermisch aktivierte Bauteile abgegeben werden. Bekannte Lastspitzen, wie das Heizen nach Feierabend, können durch rechtzeitiges Bespielen der Bauteile abgefedert werden.

Zur Kühlung eignen sich Erdsonden oder Grundwasserbrunnen. Die niedrigen Temperaturen des Erdreichs kommen zur Kühlung des Wohnraums zum Einsatz. Luft oder Wasser nehmen Wärme aus dem Räumen auf und führen sie anschließend ab.

Vorteile der thermischen Bauteilaktivierung

Einsatz der thermischen Bauteilaktivierung

Bisher kommt die thermische Bauteilaktivierung hauptsächlich in Neubauten zum Einsatz, die nicht zum Wohnen errichtet wurden. Typisch sind Büro- und Verwaltungsgebäude. Die Verwendung in Wohnräumen wird limitiert durch die unterschiedlichen Ansprüche der einzelnen Räume und die träge Steuerung, die kein schnelles Aufheizen oder Kühlen erlaubt. Die Installationskosten sind aufgrund des höheren Planungsaufwandes teilweise höher als bei anderen Systemen.

Montage der Module zwischen der unteren und oberen Bewehrungslage von massiven Stahlbetondecken.
Module für die Bauteilaktivierung werden objektbezogen in variablen Abmessungen gefertigt.

Obwohl thermische Bauteilaktivierung bisher hauptsächlich in Beton genutzt wird, eignet sie sich auch beim Bauen mit Holz. Forschungen an der Fachhochschule Salzburg haben ergeben, dass Holz ebenfalls eine hohe thermische Speicherfähigkeit vorweist. Um die gleiche Oberflächentemperatur zu erreichen, benötigt es wegen der schlechteren Wärmeleitung von Holz allerdings höhere Vorlauftemperaturen. Prinzipiell kann die Technik auch auf Holzbauweise übertragen werden.

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