Bauteilaktivierung in der Decke: Die Rohre werden mit der Stahlbewehrung einbetoniert. Foto: Uponor
Bauteilaktivierung: Wie funktioniert das?
In den bisherigen Fachwissenbeiträgen zu Flächenheizungen ging es um Systeme, bei denen die Heiz-Kühlrohre an der Oberfläche der raumbildenden Bauteile verlegt werden. Man überputzt sie entweder oder montiert sie als Bestandteil von Trockenbausystemen auf Fußböden und Wänden oder Decken. Davon zu unterscheiden ist die so genannte Bauteilaktivierung. Bei dieser befinden sich die Rohre nicht an der Oberfläche, sondern im Kern massiver Gebäudebauteile (Wand, Fußboden, Decke). Die Installation solcher Heizungen muss daher bereits im Rohbau erfolgen.
Am häufigsten findet man die Bauteilaktivierung in Betondecken. Bereits 1908 brachte der englische Hersteller Crittall die ersten Stahlbetondecken mit fest integrierten Heiz-Kühlrohren auf den Markt. Die „Crittall-Decke“ gilt als erste moderne Deckenstrahlungsheizung. Die damals noch metallischen Rohre befanden sich direkt im tragenden Deckenbauteil. Sie wurden während des Rohbaus auf der Stahlbewehrung befestigt und dann zusammen mit dieser einbetoniert. Natürlich lassen sich solche „Betonheizungen“ auch im Wandbereich realisieren, allerdings sind Anwendungen bei Decken/Böden wesentlich häufiger.
Wirkungsweise
Mithilfe der Bauteilaktivierung wird z. B. eine komplette Decke zum Heiz- oder Kühlkörper. Durch die integrierten Rohre – heute meist aus Kunststoff – fließt in der Regel warmes oder kühles Wasser. Wie andere Flächenheizungen auch, benötigt die Technik deutlich geringere Vorlauftemperaturen als normale Heizkörper. Es handelt sich also um eine energiesparende Methode zur Raumtemperierung. Über die Rohrleitungen wird die thermische Energie zunächst an das Bauteil abgegeben, das sich dadurch – je nach Benutzereinstellung – langsam erwärmt oder abkühlt. Im Vergleich zu Flächenheizungen, die an der Oberfläche von Bauteilen installiert sind, erfolgt die Abgabe der Energie an den Raum aber deutlich zeitversetzt. Man kann auch sagen: Bauteilheizungen reagieren noch viel träger als normale Flächenheizungen, die ja ihrerseits bereits langsamer „auf Touren“ kommen als normale Heizkörper.
Zum schnellen Temperieren der Wohnung eignet sich diese Technik also nicht. Dreht man die Heizung auf, kann es locker sechs bis acht Stunden dauern, bis die gewünschte Wärme tatsächlich an den Raum abgegeben wird. Zwischenzeitlich erwärmt sich nur das Bauteil selbst. Eine so langsame Heizung mag für viele Menschen ein erschreckender Gedanke sein. Doch für heutige Energiesparhäuser kann die Technik durchaus eine sinnvolle Lösung sein.
Große Wärmespeichermassen
System „Quadrotherm“: Plansteine aus Kalksandstein nehmen die Heiz-Kühlrohre auf. Grafik: Evotura
Gut gedämmte Häuser mit ausgefeilter Lüftungstechnik haben insgesamt einen sehr geringen Wärmebedarf. Und dank Wärmerückgewinnung beim Lüften kühlen sie auch nur sehr langsam aus. Eher droht eine Überhitzung der Räume aufgrund der Sonneneinstrahlung durch die oft großen Fensterflächen. Zu solchen modernen Gebäuden passt die Bauteilaktivierung mit ihrer sanften Strahlungswärme ziemlich gut. Ihr Prinzip besteht in der Nutzung der großen Wärme-Speichermassen von massiven Gebäudebauteilen. Eine Bauteilheizung ist zwar träge beim Anfahren, aber aufgrund ihrer Speicherfähigkeit gibt sie anschließend auch lange Zeit Wärme ab, ohne dass man dem System neue Energie zuführen muss. Beton eignet sich für diese Technik eben deshalb besonders gut, weil das Material über eine hohe Wärmespeicherfähigkeit verfügt.
In der Praxis findet man die Bauteilaktivierung besonders häufig in den Betondecken moderner Bürogebäude. Da spielt dann nicht so sehr das Heizen, sondern eher der mögliche Kühleffekt die entscheidende Rolle. Beton speichert ohnehin viel Wärme, die in Büros heute nicht nur durch Sonneneinstrahlung, sondern vor allem auch durch den Betrieb von Computern, Druckern und anderen technischen Geräten im hohen Maße anfällt. Indem man den Beton mithilfe der Wasserrohre kühlt, wird die Wärmespeicherfähigkeit nochmals gesteigert. So kann man einer Überhitzung der Arbeitsräume effektiv entgegenwirken. Und zwar mit deutlicher weniger Energieverbrauch als beim Betrieb einer klassischen Klimaanlage anfällt.
