Betonkernaktivierung – Sparsam Heizen mit erneuerbaren Energien

Im Zuge der Energiewende sollen neue Häuser ab dem Jahr 2021 den größten Teil ihres Verbrauchs über regenerative Energien decken. Da diese, wie zum Beispiel bei Solarthermieanlagen schwankend auftreten, stehen moderne Gebäudekonzepte vor großen Herausforderungen. Einen Ansatz, das eigene Haus effizient zu beheizen, bietet dabei die Betonkernaktivierung. Was das ist, welche Vorteile sie hat und warum sich die Betonkernaktivierung vor allem im Zusammenhang mit erneuerbaren Energien eignet, erfahren Sie in den folgenden Abschnitten.

Was ist eine Betonkernaktivierung?

Die Betonkernaktivierung - auch thermische Bauteilaktivierung genannt – ist ein technisches System zur Beheizung, Kühlung oder Temperierung von Gebäuden. Das Besondere daran: Im Gegensatz zu Heizkörpern, deren Heizflächen nur klein und meist vor der Wand angebracht sind, nutzen Systeme zur Betonkernaktivierung die kompletten Boden-, Wand- oder Deckenflächen zum Heizen oder Kühlen.  Da die Heizflächen bei einer Betonkernaktivierung sehr große sind, kommen die Systeme mit sehr niedrigen Vorlauftemperaturen aus. Zum Vergleich: Während der Wärmeerzeuger das Heizungswasser bei einer typischen Heizkörper-Heizung auf 50 °C bis 60 °C anheben muss, reichen bei einer Betonkernaktivierung oft schon Temperaturen von weniger als 30 °C aus, um das Haus mollig warm zu bekommen.

Wie können Böden, Decken oder Wände zum Heizen genutzt werden?

Aktiviert werden die Flächen, indem wasserführende Rohre direkt in den Betonaufbau von Böden, Decken oder Wänden eingebracht werden. Noch bevor der Beton gegossen wird, müssen die Leitungen dabei auf der Bewährung verlegt und an dieser befestigt werden. Eine Betonkernaktivierung ist daher nur im Neubau möglich.
Während der Heizsaison wird die vom Kessel erzeugte Wärme über das Leitungsnetz zuerst an die jeweiligen Betonflächen übergeben. Sind diese einmal auf Temperatur, wirken sie als große Heizflächen und erwärmen die jeweiligen Räume.
Das Besondere: Ist es im Sommer besonders warm, können die thermisch aktivierten Bauteile auch zum Kühlen genutzt werden. Denn anstatt des warmen Heizungswassers kann auch kaltes Wasser durch die Rohrleitungen geschickt werden. Diese senkt die Temperatur der Böden, Decken oder Wände und macht es möglich, überschüssige Raumwärme kontinuierlich abzuführen.

Welche Vorteile hat die Betonkernaktivierung gegenüber anderen Systemen?

Gebäude mit Betonkernaktivierung unterscheiden sich in ihrem Verhalten deutlich von konventionellen Heizsystemen. Das erhöht zwar den Anspruch an die Gebäudeplanung, führt aber auch zu einigen Vorteilen:

• Niedrige Vorlauftemperaturen für niedrige Heizkosten
  Einer der wichtigsten Vorteile thermisch aktivierter Bauteile ist die niedrige Vorlauftemperatur. Denn die entlastet den Wärmeerzeuger und sorgt für geringere Wärmeverluste. Das hat zur Folge, dass die zur Heizung benötigten Rohstoffe besonders effizient eingesetzt und ihre Kosten gesenkt werden können.
  
  
• Große Heizflächen für hohes Wärmewohlbefinden
  Ein weiterer Vorteil der Betonkernaktivierung sind die großen Heizflächen. Im Gegensatz zu Heizkörpern, die Wärme nur punktuell abgeben – da wo sie aufgestellt wurden – verteilen thermisch aktivierte Bauteile die Heizwärme gleichförmig im ganzen Raum, wobei sich die Temperaturen von Luft und Umgebungsflächen angleichen. Das reduziert unangenehme Zugerscheinungen und schafft ein hohes Wärmewohlbefinden.
  
  
• Hohe Wärmespeicherfähigkeit für effizienten Heizbetrieb
  Im Gegensatz zu herkömmlichen Fußboden- oder Wandheizungen - die mit großen Heizflächen und niedrigen Vorlauftemperaturen auch eine hohe Behaglichkeit ermöglichen - unterscheiden sich thermisch aktivierte Bauteile vor allem durch ein hohes Wärmespeichervermögen. Denn durch die große Masse der Bauteile, heizen Böden, Decken oder Wände auch dann, wenn die Heizung längst abgeschaltet ist. Deutlicher wird das Verhalten im Sommer: Während die Bauteile in der Nacht mit kostenfreie Umweltenergie gekühlt werden, nehmen sie den gesamten Tag über Raumwärme auf und sorgen so für angenehme Temperaturen in Wohn- und Schlafzimmern.

Warum eignet sich die Betonkernaktivierung vor allem bei erneuerbaren Energien?

Im Gegensatz zu herkömmlichen Heizgeräten, wie Gas- oder Öl-Kesseln, stellen Wärmeerzeuger auf Basis erneuerbarer Energien oft besondere Voraussetzungen an Gebäude und Technik. Eine Betonkernaktivierung eignet sich dabei aus verschiedenen Gründen. 

• Wegen niedriger Systemtemperaturen
  Erneuerbare Energien können immer dann besonders effizient zum Heizen genutzt werden, wenn das Gebäude mit niedrigen Systemtemperaturen auskommt. Eine Wärmepumpe nutzt zum Beispiel Umweltenergie aus Wasser, Erde oder Luft – nach einem meist elektrisch angetriebenen Temperaturhub – zum Heizen. Je geringer die Temperatur des Heizmittels gewählt werden kann, desto weniger muss die Wärmepumpe leisten. Das heißt: Das Absenken der Systemtemperatur führt direkt zu geringeren Heizkosten.
  
  
• Wegen des hohen Speichervermögens
  Einige erneuerbare Energiequellen, wie zum Beispiel die Sonne, sind nur schwankend verfügbar. Wärme für die Heizung gibt es dabei nur dann, wenn die Sonne auch scheint. Die große Masse thermisch aktivierter Bauteile kann dabei wie ein Pufferspeicher eingesetzt werden. Das funktioniert zum Beispiel so: Scheint die Sonne, wird die eingefangene Energie genutzt um Böden, Decken oder Wände mit Betonkernaktivierung aufzuheizen. Kann dagegen nur wenig erneuerbare Energie gewonnen werden, entladen sich die aufgeheizten Bauteile und sorgen so für ein kuschelig warmes Zuhause.
  
  
• Wegen passiver Kühlung
  Fern ab der Heizsaison, eignet sich die Betonkernaktivierung auch zum Kühlen mit erneuerbaren Energien. Genauer gesagt für die passive Kühlung über eine Erdwärmepumpe. Denn auch ohne zusätzliche Energie – außer zum Betrieb der Pumpen – kann eine Erdwärmepumpe dem zirkulierenden Heizungswasser Wärme entziehen und dieses an das Erdreich abgeben. Das führt nicht nur zu angenehmen Innen-Temperaturen an heißen Sommertagen, sondern auch zu einer allmählichen Anhebung der Temperatur im Erdreich und einer höheren Effizienz im nächsten Winter.

Worauf sollte bei einer Betonkernaktivierung geachtet werden?

Eine Betonkernaktivierung bringt viele Vorteile und kann sich auch wirtschaftlich lohnen. Das Wichtigste dabei ist aber, dass die Planung des gesamten Gebäudes auf das System abgestimmt wird. Über eine Simulation können dabei zum Beispiel die passenden Wärmeerzeuger gefunden und die richtigen Systemtemperaturen gewählt werden. Darüber hinaus müssen Hausbesitzer wissen, dass die Betonkernaktivierung durch die hohe Masse der Bauteile eine sehr träge Art der Heizung ist. Das heißt, gewünschte Temperaturänderungen werden erst lange Zeit nach der Einstellung spürbar. Immer dann, wenn die Betonkernaktivierung auch zum Kühlen genutzt werden soll, darf die Taupunkttemperatur nicht unterschritten wird. Denn dabei könnte Wasser aus der Luft an Böden, Decken oder Wänden ausfallen und Schäden verursachen. Sicherheit schafft dabei zum Beispiel die Begrenzung der Vorlauftemperatur oder der Einbau spezieller Fühler. Werden Systeme zur Betonkernaktivierung in einem ganzheitlich geplanten Gebäude eingesetzt, sorgen sie nicht nur für ein hohes Wärmewohlbefinden, sondern auch für niedrige Betriebskosten. Und das im Sommer wie im Winter.