ArtikelHeizung/Warmwasser

Die Betonkernaktivierung als innovative Lösung für Heizen und Kühlen

Das in Parsdorf verbaute System besteht aus vorgefertigten Modulen mit einer Wabengitterstruktur und integrierten diffusionsdichten Kunststoffrohren mit einem Durchmesser von lediglich zwölf Millimetern. Durch die Form beziehungsweise das Profil der Module ist der gewünschte geringe Abstand zur Deckenoberfläche sichergestellt. Die geplante Betonoberflächenqualität, in Abhängigkeit von der Deckenschalung, bleibt hiervon unberührt. Die erforderlichen Module wurden werkseitig nach den Vorgaben der Werk- und Montageplanung des TGA-Planers/der Installationsfirma, etagenweise gefertigt. Das Auflegen der Module auf die bauseitig fertiggestellte Deckenschalung erfolgte auf der Baustelle exakt nach der Montageplanung durch die beauftragte Installationsfirma.

Vorgefertigte Module CW- 90 der Firma Wavin aus einer Wabengitterstruktur (Bild: BVF)

Die hydraulische Anbindung der Module erfolgte bei diesem Bauvorhaben in direkter Anschlussweise. Das heißt der Vor- und Rücklauf eines jeden Registers mit einem Durchmesser von zwölf Millimetern, wurde direkt durch die Decke in das darunter liegende Geschoss geführt. Zur Sicherstellung des Mindestabstands der Anschlussleitungen von der Deckenschalung, wurden alle längeren Anschlussleitungen durch Stangenleerrohr geführt und entsprechenden Montageprofilen befestigt.

Die Führung der Anschlussverrohrung durch die Decke in das darunter liegende Geschoss erfolgte mit Hilfe sogenannter Schalungskästen. Der Vorteil bei der Verwendung der Schalungskästen des Herstellers besteht darin, die bauseitige Deckenschalung an den Durchbruchspunkten nicht unterbrechen zu müssen.

Etagenweise Fertigstellung mit den vorgefertigten CW-90 Modulen (Bild: BVF)

Die Schalungskästen aus Kunststoff wurden im Rahmen der Montagearbeiten an den festgelegten Punkten auf der Deckenschalung befestigt. Die Anschlussverrohrungen wurden zwecks Druckprobe durch die Schalungskästen hindurchgeführt und wieder nach oben aus der Deckenebene herausgeführt. Für die Druckprobe wurden jeweils mehrere Elemente miteinander verbunden. Diese Vorgehensweise verminderte den zeitlichen Aufwand für die notwendigen Druckproben deutlich.

Zuber Beton GmbH setzt auf thermisch aktive Deckenplatten mit aquatherm black system

Die Zuber Beton GmbH aus Crailsheim ist Teil der Zuber Holding GmbH, zu der auch zwei Planungsbüros und ein Logistikunternehmen gehören. Der Spezialist für Architekturbeton, Betonfassaden, Sichtbeton und Sichtbetontreppen hat am Unternehmensstandort in Crailsheim ein Bürogebäude mit rund 1500 Quadratmetern Brutto-Fläche gebaut, das ebenfalls Räumlichkeiten für Planer-/Architektentreffen und Ausstellungen enthält. Für ihr neues Bürogebäude suchte die Zuber Beton GmbH ein zuverlässiges Heiz- und Kühlsystem, das einfach und schnell in thermisch aktive Deckenplatten eingesetzt werden kann und energiesparend arbeitet. Als innovationsgetriebenes Unternehmen wollte die Zuber Beton GmbH auch im eigenen Bauvorhaben auf innovative Systeme setzen.

Das black system von aquatherm überzeugte aufgrund des sehr geringen Montageaufwands im Betonwerk und sehr guter Heiz-/Kühlleistungen. Thermisch aktive Deckenplatten haben vielfältige Vorteile, die von einer kostensparenden und angenehmen Raumtemperierung über universelle Einsatzmöglichkeiten bis hin zu kurzen Verlegezeiten reichen. Bei dem Neubau handelt es sich um ein KfW-Effizienzhaus 55 mit einem Jahresprimärenergiebedarf von 33 kWh/m²a und einem Jahresheizwärmebedarf von 34,63 kWh/m²a. Die Energiebedarfsrechnung war Grundlage für die technische Auslegung, die im Hause aquatherm erarbeitet wurde. Auf Basis der Grundriss- und Filigrandeckenpläne wurden die Register detailliert je Filigrandeckenelement eingeplant. Dabei wurden einzelne Zonen für die Einzelraumregelung entsprechend der Energieeinsparverordnung berücksichtigt. Im Anschluss erfolgte die passgenaue Fertigung der Register direkt im Werk.

Nachdem im Werk der Zuber Beton GmbH die Vorbereitung für die Schalung der Fertigteildecke erfolgte, wurde aquatherm black system mit vorbereiteten Abgängen eingelegt (Bild: BVF)

Die aus dem korrosionsresistenten Kunststoff Polypropylen gefertigten Register wurden auf rund 930 Quadratmetern Deckenfläche mit einem Abstand von um die 1,5 Zentimeter über der Betonunterkante eingebracht. Die Elemente wurden direkt in die Schalung für die einzelnen Fertigteilelemente eingelegt, miteinander verbunden und vor dem Einlassen des Betons mit Luft zur Dichtheitsprüfung abgedrückt. Später auf der Baustelle müssen die einzelnen Fertigteildeckenelemente nur noch miteinander verbunden werden.

Vor dem Betonieren wurde aquatherm black system mit Luft zur Dichtheitsprüfung geprüft (Bild: BVF)

Die Energieversorgung des Systems erfolgt über eine Luft/Wasser-Wärmepumpe mit geringen Vorlauftemperaturen – bestmögliche Voraussetzungen für das Heiz-/Kühlsystem. Die Rohdecke wird als Sichtbeton-Decke ausgeführt. Durch den modularen Aufbau konnten die Register an der unteren Bewehrung befestigt werden, sodass an der Sicht-Unterseite der Fertigteildecke keine sichtbaren Kontaktstellen durch Abstandshalter entstehen. Dementsprechend ist keine weitere Bearbeitung der Decke nach Montage auf der Baustelle nötig.

Fazit

Ob oberflächennahe oder im Kern liegende Betonkernaktivierung, beide ermöglichen ein energiesparendes und gleichzeitig behagliches Raumklima. Der Einbau in der Decke bietet vor allem für die passive Kühlung systemische Vorteile: Anders als bei herkömmlichen Klimaanlagen, die die Wärme mit Hilfe des Luftaustausches aus dem Raum entziehen, führen Kühldecken die Kühllast überwiegend mittels Strahlung aus dem Raum ab. Zudem erfolgt die Kühlung anders als bei einer Klimaanlage vollkommen geräuschlos. Zugluft ist durch diesen Prozess ebenfalls ausgeschlossen. Während des Heizens erfolgt die Wärmeübertragung fast ausschließlich durch Wärmestrahlung – der Effekt ist eine hohe Behaglichkeit für den Nutzer und eine gleichmäßige Wärmeverteilung im ganzen Raum. Hinzu kommt die Möglichkeit, diese Technik mit verschiedenen Flächenheizungssystemen und Wärmeerzeugern wie Wärmepumpe oder Solarthermie zu verbinden. Im Ergebnis erhält man ein wirtschaftliches und umweltfreundliches Heizsystem, welches zukunftsweisend und architektonisch richtungweisend ist.