Thermische Bauteilaktivierung / Betonkernaktivierung

Sparsam heizen mit Betonkernaktivierung

Auf der Suche nach der idealen Heizmöglichkeit stößt man auf allerlei Technik. Eine davon ist die Betonkernaktivierung. Gehört hat man davon noch nicht viel, dabei ist sie eine der aufstrebenden Technologien im Bereich der Steuerung des Innenraumklimas. Und ja, das muss so umständlich ausgedrückt werden, denn immerhin sorgt die Betonkernaktivierung für ein angenehmes Raumklima, egal, welche Temperaturen draußen herrschen. Wir haben uns das Ganze etwas genauer angesehen.

Genereller Einblick in die thermische Bauteilaktivierung

Der genauere Begriff für die Betonkernaktivierung ist die thermische Bauteilaktivierung. Dabei werden konkret Kunststoffrohre in der Bausubstanz, im Beton, verlegt, durch die kaltes oder warmes Wasser geleitet wird, wodurch der Beton auf eine gewünschte Temperatur gebracht wird. Durch die thermischen Eigenschaften des Materials wird die jeweilige Temperatur an den Raum weitergeleitet.

Das Prinzip ist darüber hinaus jenes, dass Temperaturen von außen im Beton gespeichert werden, damit sie dann genutzt werden können, wann sie benötigt werden. Das soll sowohl bei Tag und Nacht, als auch über die Jahreszeiten hinweg funktionieren. Inaktiv bleibt die Anlage bei anhaltenden Temperaturen zwischen 16°C und 25°C. Sinken oder steigen die Außentemperaturen über diese Marken hinweg, wird der Betonkern dementsprechend aktiviert.

Darüber hinaus wird mit dieser Technik das innere Klima möglichst vom äußeren abgeschirmt. Es wird so lange es geht versucht, die Raumtemperaturen angenehm zu halten, während es im Freien vielleicht schon zu warm oder zu kalt ist. Auch das ist durch die Betonsubstanz, aber vor allem auch durch eine lückenlose und perfekt dichtende Dämmung möglich.

Aufbau der Betonkernaktivierung: Bodenplatte bis Betondecke

Wie bereits erwähnt, beginnt alles mit der Verlegung der Kunststoffrohre, die an eine Wasserleitung und idealerweise auch an eine Erdwärmepumpe angeschlossen werden.

Diese Rohre werden dann mit Wasser gefüllt, damit sie nicht beschädigt werden, wenn die Betonschicht sie unter sich begräbt. Die Rohre befinden sich dann eben in der Bausubstanz und können von dort aus das gesamte Gebäude heizen bzw. kühlen, also klimatisch angenehm halten.

Funktionsweise der Betonkernaktivierung

So funktioniert die Betonkernaktivierung bzw. thermische Bauteilaktivierung.

Das Rohrsystem ist somit über die gesamten Flächen, Decken und Böden, verteilt und diese strahlen gleichmäßige Wärme aus. Im Erdgeschoss wird ab und zu zur Unterstützung noch eine herkömmliche Fußbodenheizung eingebaut. Angeschlossen ist das Ganze im besten Fall an ein intelligentes Steuersystem, das die mitunter langen Vorlaufzeiten des thermisch trägen Betons miteinbezieht.

Deckenkühlung: ein Heizsystem, das kühlt

In Zeiten der sommerlichen Überwärmung wird es immer wichtiger, nicht nur für die Heizung zu sorgen, sondern ein Gesamtklimasystem einzurichten, das ganz einfach für angenehme Raumtemperaturen sorgt, egal, welche Anforderungen gestellt werden. Die Betonkernaktivierung ist so ein Klimasystem, das für beides sorgt: Wärme, wenn es kalt ist, und Kühle, wenn es warm ist.

Durch kühles Wasser, das durch die Decken und Böden gepumpt wird (etwa aus dem Erdreich heraus, wo das Wasser konstant etwa 12°C hat), kühlt sich der die Rohre umgebende Beton ab und gibt die Kühle an die Umgebung ab. Besonders bei der Deckenkühlung funktioniert das gut und wird auch schon des Öfteren eingesetzt, da kalte Luft ja bekanntlich zu Boden sinkt und so den ganzen Raum erwischt.

Dieses System der Deckenkühlung mittels Bauteilaktivierung hat mehrere Vorteile gegenüber der noch herkömmlichen Klimaanlage. Zum einen ist die gesenkte Temperatur angenehmer, da sie nicht punktuell, sondern gleichmäßig durch Strahlungskühle an den Raum abgegeben wird. Es entstehen keine unangenehmen Luftzüge und die Luft trocknet nicht aus. Außerdem spart sie Energie, da Klimaanlagen meist eher stromfressend arbeiten.

Unterschied zur Fußbodenheizung

Bei Rohren, die im Boden verlegt werden, um Räume zu heizen, kann man schnell auf die Idee kommen, es handle sich um eine Fußbodenheizung.

Bauteilaktivierung Bodenplatte

Bei der Betonkernaktivierung wird ein Rohrsystem verlegt. © Nik – stock.adobe.com

Tatsächlich funktionieren die beiden Systeme ähnlich, mit dem großen Unterschied, dass die Fußbodenheizung eben im Fußboden und nicht in der Bausubstanz verläuft. Hierbei wird nur Warmwasser durch die Rohre geleitet und diese an den jeweiligen Raum abgegeben.

Diese Art der Heizung ist thermisch vom Gebäude getrennt, wohingegen die Betonkernaktivierung das Gebäude selbst zum Heizen nutzt. Es wird geheizt, gespeichert und gekühlt, was bei einer Fußbodenheizung nicht der Fall ist. Außerdem werden alle Flächen genutzt, um das Klima zu regulieren und nicht nur einzelne Raumflächen.

Vorteile: vor allem Effizienz

Wesentlicher Vorteil ist vor allem die Effizienz. Dadurch, dass die durch die Rohre geleitete Energie in Form von Warmwasser direkt auf den Betonkern und von dort auf den Raum gleichmäßig übertragen wird, braucht man wenig Grundtemperatur, um eine gewisse Raumtemperatur zu erreichen. Bei Heizradiatoren zum Beispiel braucht man eine sehr viel höhere Wassertemperatur, um in etwa 22°C durchschnittliche Raumtemperatur zu erreichen, die sich schlussendlich genauso warm anfühlt, wie 20°C durch die Strahlungswärme.

Bereits erwähnter Vorteil ist selbstverständlich der Doppelnutzen. Bei 35°C Außentemperatur denkt niemand ans Heizen und Klimaanlagen sind bis dato noch so wenig effizient, dass man sich gerne nach besseren und zukunftsfähigeren Technologien umsieht. Die Betonkernaktivierung könnte eine davon sein. Nicht zuletzt gelten die niedrigen Betriebskosten als Entscheidungskriterium.

Nachteile: keine Nachrüstung möglich

Die Nachteile spielen sich vor allem im Bereich der Bauflexibilität ab. Man muss beispielsweise den Beton so unbedeckt wie möglich halten, was keinen Estrich, keinen dicken Bodenbelag und keine abgehängten Decken bedeutet. Alles, was sich zwischen Beton und Raum befindet behindert die Verteilung der Wärme. Außerdem ist das Versetzen von Wänden nicht möglich, die Sanierung ist umständlich und bei Bohrungen in die Wand ist höchste Vorsicht geboten.

Durch die thermische Trägheit des Betons, die man sich hier eigentlich zunutze macht, entstehen weitere Nachteile. So ist die Vorlaufzeit relativ lang. Es braucht also seine Zeit, bis der Betonkern wirklich warm ist und Wärme abgeben kann. Dem wird durch intelligente Steuerung entgegengewirkt, nämlich indem man prädikative Daten wie Wetterprognosen in die Steuerung einspeist. Das System kann dann so verfrüht mit der Aktivierung beginnen, dass der Beton dann warm oder kalt ist, wenn es nötig wird.

Eine alleinige Heizung durch die Betonkernaktivierung ist außerdem nur schwierig möglich. Gerade bei langanhaltenden Minusgraden kann es zu Problemen kommen, wodurch man sich gegebenenfalls auf zusätzliche Heizsysteme berufen muss. Bereits eine Fußbodenheizung im Erdgeschoss oder ein Kamin im Wohnbereich kann allerdings bereits genügen.

Die Kosten und das Preis-Leistungs-Verhältnis

Eines steht fest, das Verbauen eines Betonkernaktivierungssystems ist nicht billig, aber das ist ein Hausbau nie. Es kann aber davon ausgegangen werden, dass die Angebote mit fortschreitender Technologie, Nachfrage und Angebot künftig noch etwas günstiger werden. Wichtig in diesem Zusammenhang sind die Betriebskosten, die so niedrig sind, dass sich der Einbau schnell amortisieren sollte. Alles in allem ist die Betonkernaktivierung definitiv als ökologisch und ökonomisch nachhaltiges Heiz- und Kühlsystem zu betrachten.

Titelbild: © Nik – stock.adobe.com