Betonkernaktivierung
Die thermische Bauteilaktivierung, Betonkernaktivierung oder auch Betonkerntemperierung wird als innovative und kostengünstige Methode zum Kühlen und Erwärmen von Gebäuden immer interessanter. Sie nutzt die Fähigkeit der Decken und Wände im Gebäude, thermische Energie zu speichern und damit Räume zu heizen oder zu kühlen.
Die Betonkernaktivierung ist mittlerweile häufiger Bestandteil der modernen Architektur vor allem bei Büro- und Verwaltungsgebäuden, Schulen, Krankenhäusern, Pflegeheimen oder Museen.
In die Betonbauteile (meist Decken, aber auch Pfeiler oder ggf. Wände) werden vorgefertigte Rohrsysteme, so genannte „Rohrregister“ innerhalb der Bewehrungslagen eingebaut. In den Rohren zirkuliert Wasser, das je nach Temperatur Wärme aus der Decke aufnimmt Kühleffekt) oder an die Decke abgibt. (Heizen).
Für die Temperierung des Wassers im Kreislauf lassen sich beispielsweise Energiepfähle oder Energiesonden im Erdreich einsetzen. Im Kühlbetrieb kann während ca. 80 % der Nutzungszeit die Kühlenergie direkt aus der geothermischen Quelle bezogen werden.
Kühlen
Vorteilhaft bei der Betonkernaktivierung ist vor allem der Kühlungseffekt im Sommer, so dass auf den Einbau einer teuren und viel Energie verbrauchenden Klimaanlage häufig ganz verzichtet werden kann oder Gebäude in den Genuss einer sommerlichen Kühlung kommen, für die andere Kühltechniken üblicherweise nicht eingeplant werden (z. B. Schulen). Die tagsüber durch Sonne, Menschen und technische Anlagen entstehende Wärme wird Nachts über die Rohre ans Erdreich abgegeben - am Ende der Nacht ist wieder der gleiche Zustand wie am Morgen zuvor erreicht und ein immer stärkeres Aufheizen des Gebäudes in einer Hitzeperiode wird verhindert. Auch Grundwasser ist sehr geeignet, um überschüssige Wärme abzuführen.
Heizen
Bei kalten Außentemperaturen wird die Wärme des Erdreichs in größeren Tiefen zur Temperierung der Betonelemente genutzt. Der Bedarf an Heizenergie kann jedoch nur in Gebäuden mit geringem Wärmebedarf und nicht stark schwankenden Lasten allein durch die Betonkernaktivierung abgedeckt werden. Für den Restbedarf bzw. die Einzelraumregelung sind ggf. sekundäre Heizsysteme vorzusehen. Beim Heizen ist es praktisch immer erforderlich, die Temperatur des Kältemittels auf ein Niveau zu heben, das für die Betonkernaktivierung geeignet ist (Erdreich und Grundwasser haben üblicherweise Temperaturen von ca. 12 Grad, das ist für Oberflächen- und Kerntemperaturen von Bauteilen zu unbehaglich). Hier bedarf es einer Wärmepumpe.
Fazit
Die Betonkernaktivierung ist noch eine recht junge Technik und erfordert sowohl in der Planung als auch im Betrieb einen komplett anderen Ansatz als herkömmliche Anlagen. Deshalb ist das Know-How erfahrener Fachleute für Planung, Dimensionierung sowie Regelung und Steuerung der Anlage unverzichtbar.
Bei fachgerechter Planung und Ausführung allerdings stellt die Betonkernaktivierung eine umweltschonende und wirtschaftlich interessante Möglichkeit dar, ein Gebäude mit angenehmem Raumklima zu errichten.
