Mit Betonkernaktivierung effizient heizen

Bei der Betonkernaktivierung (auch Betonkerntemperierung oder thermische Bauteilaktivierung) liegen Rohrleitungen in Boden- und Deckenplatten von Gebäuden. Diese fungieren dabei als Heizflächen und kommen durch ihre Größe mit sehr niedrigen Vorlauftemperaturen aus. Deshalb eignet sich die Betonkernaktivierung sehr gut für den Einsatz regenerativer Energiesysteme. Darüber hinaus ist die hohe Wärmespeicherfähigkeit der massiven Bauteile vorteilhaft. Die vergleichsweise geringe Heizleistung verlangt jedoch häufig ein weiteres Heizsystem. Wir erklären, welche dafür infrage kommen und worin die Vor- und Nachteile der Bauteilaktivierung liegen.

Speichern, heizen und kühlen mit massiven Betondecken 

Systeme zur Betonkernaktivierung sind wahre Multitalente: Sie übertragen nicht nur Wärme an das Haus, sondern nehmen diese auch auf, um Gebäude zu kühlen. Darüber hinaus wirken die massiven Betonbauteile wie große Speicher, die Wärme bevorraten und zeitversetzt abgeben können.

Möglich ist das, indem Fachleute Rohre in Betondecken verlegen, bevor sie diese gießen. Abhängig von der Planung liegen die robusten Leitungen aus hochdruckvernetztem Polyethylen (PE-Xa) dabei in einem Abstand von etwa 30 Zentimetern zueinander im Baukörper. Sie werden über Verteiler mit der Heizungsanlage verbunden und führen im laufenden Betrieb warmes oder kühles Wasser durch die Decken.

Im Heizfall gibt das Medium thermische Energie ab. Es erwärmt die Decke, bevor diese Wärme nach oben und unten abstrahlt. Im Kühlfall strömt kaltes Wasser durch die Rohre, um dem Beton Energie zu entziehen. Überschüssige Wärme aus den Räumen geht dabei auf die Decken über, wodurch die Raumtemperaturen sinken.

Betonkernaktivierung eignet sich für erneuerbare Energien 

Da sich die Heizflächen bei der thermischen Bauteilaktivierung über das gesamte Gebäude erstrecken, kommen die Systeme mit Vorlauftemperaturen von 22 bis 28 Grad Celsius aus. Besonders günstig ist das für regenerative Energiesysteme wie Wärmepumpen und thermische Solaranlagen. Erstere müssen das Temperaturniveau der Umweltwärme kaum anheben und verbrauchen dadurch sehr wenig Strom. Solarthermieanlagen, die vor allem in der Übergangszeit nur geringe Systemtemperaturen erreichen, lassen sich hingegen länger effektiv einsetzen, um das Gebäude zu beheizen. Beides spart Kosten und viel CO2.

Energieeffiziente und sparsame passive Kühlung im Sommer

Während die Betonkerntemperierung im Winter mit niedrigen Vorlauftemperaturen auskommt, können die Kühlwassertemperaturen im Sommer vergleichsweise hoch sein. Sie liegen selten unter 16 bis 18 Grad Celsius, was vor allem die energiesparende passive Kühlung begünstigt. Dabei leiten Pumpen beispielsweise Grundwasser durch die Anlage, um Wärme aufzunehmen und abzuführen. Kommen Sole-Erdwärmesonden zum Einsatz, lässt sich das Erdreich dabei im Sommer erwärmen, um im Winter vom angelegten Energiereservoir zu zehren. Denn dann bekommen Wärmepumpen höhere Temperaturen aus dem Boden. Der nötige Temperaturhub ist geringer und die Anlagen verbrauchen weniger Strom.

Speichermasse gleicht Schwankungen im Energieangebot aus

Die massiven Bauteile geben Wärme auch dann noch an die Räume ab, wenn die Heizung keine Energie liefert. Auf diese Weise lassen sich Sperrzeiten von Wärmepumpen oder solare Schwankungen bis zu einem gewissen Grad ohne zusätzliche Technik ausgleichen. Wichtig zu wissen ist allerdings, dass die hohe Speichermasse auch mit einer enormen Trägheit einhergeht. Dementsprechend dauert es lange, bis geänderte Temperaturanforderungen tatsächlich im Raum spürbar sind. Ein Grund, aus dem sich Programme wie die Nachtabsenkung mit der Betonkernaktivierung kaum lohnen.

Heiz- und Kühlleistung ist geringer als bei anderen Systemen

Ein Manko der Betonkernaktivierung ist die Heizleistung, die mit 30 Watt pro Quadratmeter vergleichsweise niedrig ist. Sie reicht in der Heizperiode teilweise nur zur Temperierung und setzt dann die Kombination mit anderen Heizsystemen voraus. So ist es beispielsweise üblich, die thermische Bauteilaktivierung mit einer Fußboden- oder Deckenheizung zu kombinieren. Während Erstere das Gebäude immer auf einer Grundtemperatur hält (temperiert), sorgt das zusätzliche Heizsystem in der Heizperiode für eine höhere Leistung und eine bessere Regelbarkeit.

thermische Bauteilaktivierung einer Betondecke
© bogdanhoda / Shutterstock.com

Vor- und Nachteile der Betonkernaktivierung

Die Betonkernaktivierung in Decken- und Bodenplatten kommt dank großer Heizflächen mit sehr geringen Heiz- und Kühlwassertemperaturen aus. Sie eignet sich für den Einsatz regenerativer Energien und ermöglicht es, Gebäude energiesparend und umweltschonend zu beheizen. Günstig ist dabei auch die hohe Speicherfähigkeit, mit der sich Schwankungen im Energieangebot einfach ausgleichen lassen. Nachteilig ist hingegen die damit verbundene Trägheit. Die Systeme lassen sich schwerfällig regeln und benötigen durch die geringe Heizleistung oft auch weitere Heizsysteme. Negativ ist darüber hinaus auch die Tatsache, dass eine Betonkernaktivierung höhere Kosten verursacht. Die folgende Tabelle zeigt die wichtigsten Vor- und Nachteile im Vergleich.

Vorteile Nachteile
gleichmäßige und behagliche Wärmeverteilungträges Heizsystem mit schwerfälliger Regelung
niedrige Heizwassertemperaturen begünstigen Einsatz regenerativer Energien Nachtabsenkung und ähnliche Programme kaum möglich
niedrige Kühlwassertemperaturen ermöglichen passive Kühlung mit Grundwasser oder Sole Betonkernaktivierung verursacht höhere Kosten bei der Installation
Speicherfähigkeit der Betondecken gleicht Schwankungen im Energieangebot aus teilweise zusätzliche Heizsysteme nötig, um Spitzenlasten abzudecken
energiesparendes, umweltschonendes sowie günstiges Heizen und Kühlen nicht nachrüstbar
deckt den Wärmebedarf in Niedrigstenergiegebäuden teilweise allein dichte Bauweise und hoher Gebäudewärmeschutz als Voraussetzung
Heiz- und Kühlflächen unsichtbar in das Gebäude integriert

Thermische Bauteilaktivierung in Wohngebäuden 

Ihren Ursprung hat die Betonkerntemperierung in Industrie- und Bürogebäuden, die sich mit der Technik energiesparend beheizen und kühlen lassen. Die Gebäude haben oftmals hohe innere Lasten oder geringere Temperaturanforderungen, sodass das Heizsystem seine Vorteile voll ausspielen kann.

Die Betonkernaktivierung im Einfamilienhaus ist heute eher eine Randerscheinung. Grund dafür sind vor allem die höheren Kosten, die durch den zusätzlichen Planungs- und Montageaufwand entstehen. Wer ein energiesparendes neues Haus umweltschonend beheizen möchte und sich an der Trägheit der Betonkernaktivierung nicht stört, findet in dieser jedoch eine interessante Alternative zur klassischen Flächenheizung.

Heizung.de Autor Alexander Rosenkranz
Fazit von Alexander Rosenkranz
Die Betonkernaktivierung verwandelt massive Boden- und Deckenplatten aus Beton in große Heiz- und Kühlflächen. Sie arbeitet mit niedrigen Systemtemperaturen und ermöglicht den effizienten Einsatz regenerativer Energien. Durch die begrenzte Heizleistung der thermischen Bauteilaktivierung ist eine energiesparende Bauweise jedoch besonders wichtig.
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