Die thermische Bauteilaktivierung nutzt die Gebäudespeichermasse für Raumkühlung und die Raumheizung. Sie ist ein Flächensystem und stellt eine Kombination von Speicher und Wärmeübertragungsfläche dar. Geringe Temperaturdifferenzen ermöglichen den Einsatz von Umweltenergien, wie Grundwasser und Erdwärme, ohne zusätzliche Transformation. Bei einem Vergleich der thermischen Betonkerntemperierung mit klassischen Kühldecken sind jedoch entscheidende Unterschiede auszuweisen. Diese müssen den Bauherren offen dargestellt werden und erfordern den Akzeptanzwillen des Nutzers. Dieses Buch stellt die Besonderheiten der Bauteiltemperierung dar, wodurch es Planern, Bauherren und Nutzern möglich ist, die Einsatzmöglichkeiten dieses Systems zu bewerten. Die anschauliche Erklärung der thermodynamischen Vorgänge erläutert die Wirkungsweise und die Grenzen des Systems. Die Einflüsse der Rohregisterauswahl, der Rohabstände und der Wassergeschwindigkeit auf die erzielbare stationäre Kühlleistung und Speicherwärmemenge werden anhand von Diagrammen und Formeln nachvollziehbar erläutert.

Textprobe: Kapitel 2, Bewertung der Bauteiltemperierung und Vergleich mit anderen Systemen: Allgemeine Bewertung: Ein großer Vorteil der Bauteiltemperierung besteht in der relativ kostengünstigen Erstellung und Betreibung. Die hohen Investitions- und Betriebskosten für herkömmliche Gebäudeklimatisierungsanlagen führten dazu, dass Investoren und Bauherren zunehmend auf die Installation solcher Anlagen verzichten und so das Ansteigen der sommerlichen Temperaturen im Raum oft bis zu einen unerträgliche Maß, billigend in Kauf nehmen. Die Kühlmöglichkeiten der Aufenthaltsräume werden so auf Lüftungsanlagen, wenn vorhanden, und auf die Möglichkeit einer Fensterlüftung beschränkt. Dies ist jedoch mit dem heutigen Wissen über die Bedeutung thermischer Behaglichkeit von Personen und der damit korrespondierende Arbeitsproduktivität nicht immer vereinbar. Mit Hilfe der Bauteiltemperierung kann mit geringen Investitions- und Betriebskosten ein System im Gebäude installiert werden, welches die Aufgaben einer Kühlung und gegebenenfalls auch der Beheizung übernehmen kann. Allerdings wird hier in die Technologie des Rohbauers eingegriffen, was ein Umdenken hinsichtlich der Logistik und auch der Sicherung der Gewährleistungen erfordert. Das System arbeitet dabei nah an den Raumtemperaturen und trägt so zu einem sehr behaglichen Raumklima bei. Der hohe Strahlungsanteil des Flächensysteme ergibt eine Empfindungstemperatur, die etwa 1,5 bis 2,0 K unter bzw. über der tatsächlichen Raumtemperatur liegt. Insbesondere empfundene Temperaturen über 27° C treten in den bauteiltemperierten Räumen deutlich seltener auf. Auch für Gebäude in denen herkömmliche Klimatisierungsanlagen vorgesehen sind bietet sich die Betonkerntemperierung als Alternative an. Deutliche Vorteile liegen hier in der Freiheit bei der Gestaltung des Gebäudegrundrisses, da es sich für den Betrachter als ein unsichtbares System darstellt. Dadurch ergeben sich oft architektonische Vorteile, da die nutzbaren Stellflächen sich nicht verringern. Bei thermisch aktiven Decken ergibt sich darüber hinaus die Möglichkeit, den Grundriss ohne allzu großen technischen Installationsaufwand nachträglich zu ändern. Im Gegensatz zur Kühldecke und zu konventionellen Klimaanlagen, muss jedoch bei der Betonkerntemperierung die thermisch aktivierte Decke unverkleidet sein. Der Vorteil einer abgehängten Decke, mit ihrer Möglichkeit zur Integration und Nachinstallation von weiteren gebäudetechnischen Ausrüstungen, wie Beleuchtung, Lüftung, Sprinkler, elektrische Leitungen etc., entfällt hier. Gravierender Nachteil, besonders gegenüber den Luftsystemen, ist die große Trägheit des Systems. Eine individuelle Raumtemperaturregelung ist so nicht möglich und die Grenzwerte für die Raumlufttemperatur, z.B. nach DIN 1946 Teil 2, können nicht gewährleistet werden. Die Entladung des Speichermediums geschieht rein passiv, ohne Einflussnahme des Raumnutzers. Infolge der Nichtregelbarkeit dieser Systeme ist stets eine gewisse ‘Energieverschwendung’ mit deren Einsatz verbunden. Die Oberflächentemperaturen der aktivierten Bauteile von 20 - 24 C sind für den Raumnutzer sehr behaglich, aber auf Grund des geringen Temperaturgradienten zur Raumlufttemperatur sind trotz der großen Übertragungsflächen der Decke und des Fußbodens, die erreichbaren Heiz- und Kühlleistungen relativ eng begrenzt. Dem in der gültigen Wärmeschutzverordnung ausgewiesenen zulässigen Wärmebedarf von 40 W/m², steht nur eine Systemheizleistung von ca. 20 W/m² gegenüber. Daher ist in normgedämmten Gebäuden im Heizfall ein zusätzliches System erforderlich. Bei großen abzuführenden Raumwärmelasten begrenzt diese Tatsache den Einsatz der Betonkerntemperierung oft nur auf die Abdeckung von thermischen Grundlasten in Verbindung mit einer reduzierten konventionellen Klimaanlage. Durch die stark reduzierten Luftvolumenströme der Raumlüftung vergrößert sich der Einfluss der Schadstoffbelastung durch ungeeignete Ausbaumaterialien auf die Behaglichkeit in den Räumen. Dies erfordert zwingend, dass belastende Materialien konsequent vermieden werden. Siehe hierzu den Entwurf zur EN 1752. Die unverkleidete, schallharte Deckenoberfläche kann in einigen Räumen zu raumakustischen Problemen führen. Eine nicht schallabsorbierende Decke, kann die Begrenzung der Nachhallzeit im Raum oft nicht mehr vornehmen. Es sei denn, es gelingt die notwendigen schallabsorbierenden Flächen im Trennwandbereich oder Fußboden anzuordnen. Schallabsorbierende Konstruktionen haben in der Regel eine wärmedämmende und strahlungsmindernde Wirkung. Es kommt deshalb zu Leistungseinbußen, wenn schallabsorbierende Flächen vor thermisch aktivierten Bauteilen installiert werden. Je nach Voraussetzung muss nun besonders beachtet werden, dass der Raum über genügend schallschluckende Oberflächen verfügt und über solche die für die thermische Ankopplung an die Gebäudemasse zuständig sind. Dazu gibt es gegenwärtig noch keine optimale Lösung. Hier muss praktisch immer ein geeigneter Kompromiss gefunden werden. Für das Betreiben eines thermisch aktivierten Gebäudes mit mehreren, unterschiedlichen Nutzern, stellt sich das Problem, dass eine Abrechenbarkeit der Energiekosten oft nicht gegeben ist. Ein nicht zu unterschätzender Vorteil wirkt bei der Erstellung der Gebäude. Durch die volle Integration in den Zeitablauf der Deckenmontage durch vorgefertigte Rohrregister, sogenannte Module, kann die Bauzeit zum schlüsselfertigem Gebäude verkürzt werden. Hier ist jedoch eine gewissenhafte Abstimmung der Gewerke (Hochbau, TGA) im Vorfeld erforderlich. Die folgenden Vergleiche der Betonkerntemperierung mit anderen Systemen, beschränken sich natürlich auf den sinnvollen Arbeitsbereich derselben.

• Betonkerntemperierung

• Thermische Bauteilaktivierung

• Bauteiltemperierung

• Bauteilkühlung

• Thermische Betonkernaktivierung

Heiko Humpal, Jahrgang 1974, studierte Energie- u. Versorgungstechnik in Berlin und Wirtschaftsingenieurwesen in Magdeburg. Schon während seines Studiums beschäftigte er sich mit Nachhaltigkeit beim Bauen und Ressourceneffizienz im Facility Management, wobei die Koordination aus Nutzererwartungen mit realen Gebäude- u. Versorgungskonzeptionen stets die Grundlage der Planungsstrategien bildete. Nach mehrjährigen Erfahrungen in Planungsbüros führte ihn sein beruflicher Weg 2002 in die Automobilindustrie auf das Gebiet der Werksstrukturplanung, wo er sich bis heute dem Entwickeln von ganzheitlichen Gebäude- und Versorgungsstrukturen und dem Themenkomplex der klimaneutralen Energieversorgung unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten widmet.