Hitzeschutz
Temperaturen zum Wohlfühlen
Perfektes Kühlen mit Beton
Menschen, die sich entschließen, ein Haus zu bauen, möchten ihre Lebenssituation verbessern, sich wohler fühlen. Und das hat ganz entscheidend auch mit dem Raumklima zu tun. Also dem Teil vom Wohlfühlen, den wir auch stark mit Gesundheit in Verbindung bringen – so gut gedämmt, dass es im Sommer kühl bleibt.
Angenehm und gesund kühlen, nah an der Natur und trotzdem zuhause. Und das alles unter Berücksichtigung modernster Baumöglichkeiten macht moderne Bauwerke zu langfristigen Klimamanagern.
Durchdachtes Raumklima
Diese Bauwerke sollen Menschen gegen alle Einwirkungen von außen schützen. Hierzu zählen auch natürliche Kräfte aus den klimatischen Gegebenheiten. Um diesen Einwirkungen widerstehen zu können, benötigen Bauwerke und Bauteile entsprechende bauphysikalische Eigenschaften, zu denen auch ein ausreichender Hitzeschutz zur Raumkühlung zählt.
Jedoch allein einen Baustoff wie Beton zu verwenden, der mit günstigen bauphysikalischen Kennwerten punktet, stellt noch nicht sicher, dass sich das aus diesem Baustoff hergestellte Gebäude auch bauphysikalisch bewährt. Erst die baustoffgerechte Konstruktion sowohl des einzelnen Bauteils als auch der Verbindung aller Bauteile untereinander führt zu ausreichenden physikalischen Rahmenbedingungen.
Mit Beton lassen sich diese bauphysikalischen Anforderungen sicher erfüllen, um Innenräume nachhaltig zu kühlen.
Häufig gestellte Fragen
Die Bauteilaktivierung nutzt die enorme Speicherfähigkeit von Beton – und somit Gebäudemassen zur Temperaturregulierung. Schon durch seine Beschaffenheit wirkt Beton thermisch ausgleichend und federt auch ohne Bauteilaktivierung die üblichen Temperaturschwankungen stark ab. Bei der Bauteilaktivierung werden Wände, Decken mit einem Rohrsystem versehen. Tragende Teile, die statisch notwendig sind, werden so genutzt: Darin zirkuliert nämlich in aller Regel ganz einfach Wasser.
Das funktioniert genau wie das Heizen – nur eben umgekehrt. Im Sommer wird statt warmen Wassers kaltes durch die Rohre geleitet. Der Effekt liegt auf der Hand: Die Betonflächen werden kühl und geben diese Kühle an den Raum ab. Das macht das Leben in Haus und Wohnung gerade im Hochsommer wesentlich angenehmer – und erspart sogar Klimaanlagen! Dazu kommt ein weiterer Vorteil: Da Heizen und Kühlen über ein einziges System funktioniert, das zum größten Teil auch noch in Wänden oder Decken (oder in anderen Betonteilen) „versteckt“ ist, wird auch die Haustechnik auf ein Minimum reduziert. Das betrifft natürlich ebenso die Wartungskosten, die so gut wie komplett wegfallen.
Zumeist wird das wasserführende Rohrsystem in Betonfertigteile installiert.
Die professionelle Vorfertigung im Betonwerk ist die günstigste Methode, da dort das Know-how Zeit und Geld spart und zudem durch die Verlegung vorgefertigter Rohrmodule der Bauablauf praktisch überhaupt nicht verzögert wird. Etwas anders sieht es bei der manuellen Verlegung der Rohre auf eine Trägermatte aus.
Aber auch hier gilt: Die Bauprofis in Österreich sind inzwischen mit den Systemen der Thermischen Bauteilaktivierung bestens vertraut und haben effiziente Verfahrensweisen entwickelt. Welche Methode auch zum Einsatz kommt, die Kosten für die Thermische Bauteilaktivierung sind schon in den letzten Jahren gesunken – und amortisieren sich durch die eingesparte Energie überraschend schnell.
Schutz vor Hitze an heißen Tagen
Sommerlicher Hitzeschutz sorgt für ein angenehmes Raumklima, indem sich Räume nicht übertrieben aufheizen. Dieser sommerliche Wärmeschutz wird beeinflusst durch:
- die Raumgröße
- die Wärmespeicherfähigkeit insbesondere innenliegender Bauteile
- die Orientierung der Fenster
- die Wärmedämmfähigkeit der Außenbauteile
- die Art der Verglasung und der Sonnenschutzeinrichtung
- interne Wärmequellen wie Personenwärme, Abwärme von Computern oder Beleuchtung
Kühle Temperaturen zum Wohlfühlen
Wer beispielsweise beim Bau auf Beton gesetzt hat, profitiert unter anderem von sommerlicher Raumkühlung, die von den Wänden, Decken und Böden aus dem massiven Baustoff ausgeht. Denn die hohe Wärmespeicherkraft des Materials kann Temperaturspitzen ausgleichen, indem überschüssige Wärme sozusagen zwischengespeichert wird, bevor sie ins Innere des Gebäudes eindringen kann.
Nachts, wenn sich die Luft im Normalfall wieder abkühlt, wird die gespeicherte Wärme wieder an die Außenluft abgegeben. Durch dieses Wechselspiel bleiben die Wohnräume auch im Hochsommer angenehm temperiert. Das macht sich auch in Obergeschossen bemerkbar, deren Dachstuhl aus Beton besteht. Und ganz oben wird es erfahrungsgemäß als erstes unerträglich heiß.
Maßgeblich für die Innenraumtemperatur eines Hauses ist die Oberflächentemperatur der Gebäudewände, denn diese Fläche soll sich im Sommer nicht zu schnell erwärmen. In wärmeren Jahreszeiten nehmen die Wände tagsüber die Wärme auf und geben sie nachts, wenn es kühler wird, an die Raumluft ab. Das spart Kosten für Energie – sogar im Dachgeschoss. So haben auch Häuser mit einem Massivdach aus Beton im Hochsommer ein angenehmes Raumklima im obersten Geschoss.
Wie funktioniert die Betonkernaktivierung?
Die Bauteilaktivierung wird als innovative und kostengünstige Methode zum Kühlen auch bei Einfamilienhäusern immer interessanter. Dabei wird die Fähigkeit von Decken und Wänden genutzt, thermische Energie zu speichern. Räume können dadurch gekühlt werden. Dabei nehmen sie sowohl technisch als auch optisch sehr raffiniert auf das Raumklima Einfluss.
Bei der Betonkernaktivierung werden in Betonbauteile, wie Decken und Bodenplatten, vorgefertigte Rohrsysteme eingebaut. In diesen Kühldecken zirkuliert Wasser, das Wärme aus dem Betonteil aufnimmt – dadurch entsteht ein Kühleffekt.
Für die Temperierung des Wassers im Kreislauf wird geothermische Energie genutzt. So können beispielsweise Energiepfähle oder Energiesonden ins Erdreich eingesetzt werden. Als besonders vorteilhaft erweist sich vor allem der Kühlungseffekt im Sommer. Dabei wird die tagsüber entstehende Wärme nachts über die Rohre ans Erdreich abgegeben – am Ende der Nacht ist wieder der gleiche Zustand wie am Morgen zuvor erreicht. Auch ein immer stärkeres Aufheizen des Gebäudes in einer Hitzeperiode wird damit verhindert.
Ein Bauteil mit geringer Masse erhitzt sich unter Bestrahlung durch die Sonne zügig. Seine Oberflächentemperatur übersteigt schnell und deutlich die Lufttemperatur, sodass Wärme an die Umgebung abgegeben wird – es besteht die Gefahr der Überhitzung. Bei Bauteilen aus Beton übersteigt die Oberflächentemperatur erst nach längerer Bestrahlung – in den Nachmittagsstunden – die Lufttemperatur, und dann auch nur in geringem Maß. Die Wärmeverluste sind gering und die Wärmenergie kann in Zeiten genutzt werden, in denen die Lufttemperatur sinkt und Wärmeenergie den Wohnräumen zugeführt werden muss (z.B. nachts).
Zunehmend an Bedeutung gewinnt die Betonkernaktivierung auch, weil die sogenannten internen Wärmelasten durch Abwärme von elektrischen Geräten im Haushalt und im Büro gestiegen sind. Hier hat die Betonbauweise erhebliche Vorteile, weil sie auch in Sommermonaten ohne maschinelle Klimatisierung allein durch ihre Wärmespeicherfähigkeit die Temperaturen in Innenräumen auf einen behaglichen Wert begrenzt.
Klimamanagement mit Beton
Beton ist aufgrund seiner hohen Materialdichte ein hervorragender Energiespeicher. Thermisch aktivierte Bauteile nutzen diese Eigenschaft, um Energie zu speichern und in Form von Wärme oder Kälte wieder abzugeben.
Zur thermischen Aktivierung der Gebäude sind wasserführende Rohrsysteme in Beton-Decken oder -Wänden integriert. Diese können je nach Jahreszeit als Heiz- oder Kühlelemente zur Regulierung der Innenraumtemperatur genutzt werden.
Dieses System eignet sich optimal für den Einsatz erneuerbarer Energien. Einerseits aufgrund der relativ niedrigen Temperaturen, die für das Heizen und Kühlen benötigt werden, andererseits aufgrund der Speicherfähigkeit, mit der Zeiten ohne Wind und Sonne überbrückt werden können. So trägt Beton zum Gelingen der Energiewende bei und spart zudem Energiekosten im Winter und insbesondere für eine komfortable Raumkühlung im Sommer.
Gesetzliche Grundlage
Als gesetzliche Grundlage dient das Gebäudeenergiegesetz (GEG), das seit 1. November 2020 in Kraft ist und die bisher geltenden Regelwerke Energieeinsparungsgesetz (EnEG), Energieeinsparverordnung (EvEV) und Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) in einem Gesetz zusammenführt.
Die Regeln werden nicht weiter verschärft, zusätzlich wird aber eine Definition für Niedrigstenergiegebäude vorgenommen. Der Einsatz erneuerbarer Energien bei der Kälteerzeugung ist für Neubauten verpflichtend, der Einbau von Ölheizungen sollen ab 2026 verboten sein.
Die Bemessungsgrundlagen zum baulichen Mindestwärmeschutz sind nach wie vor in der DIN 4108 Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden geregelt, die noch bis Ende 2023 genutzt werden kann; danach ist die DIN V 18599 verbindlich.
Der aktuelle Planungsleitfaden zur Thermischen Bauteilaktivierung
Mit dem Planungsleitfaden wird die Thermische Bauteilaktivierung auf einfache und verständliche Weise einem breiten Kreis von Interessenten zugänglich gemacht.
Der Inhalt des Planungsleitfadens ist für die Bedürfnisse von Planern, Bauausführenden und für die Wissensvermittlung zur Aus- und Weiterbildung konzipiert.
