Ein wirkungsvoller Ansatz, um die Energieeffizienz von Gebäuden zu steigern, ist die Nutzung von tragenden Bauteilen aus Beton zur Einlagerung von thermischer Energie. Bei der „thermischen Bauteilaktivierung“ (TBA) werden Rohrsysteme in großflächige Bauteile aus Beton eingelegt, durch die warmes oder kaltes Wasser geleitet wird. Das Wasser gibt die Wärme oder Kälte an den Beton ab, der mit seiner hohen Materialdichte die Energie speichert und den Raum gleichmäßig beheizt oder kühlt. TBA lässt sich optimal mit allen Formen erneuerbarer Energie koppeln. Der zum Erwärmen oder Kühlen notwendige minimale Energieaufwand kann z. B. durch Umgebungswärme aus Geothermie oder Grundwasser, Wind, Solar-energie, Photovoltaik, Fernwärme oder mit biogenen Brennstoffen abgedeckt werden. Die aus erneuerbaren Quellen gewonnene Wärme oder Kälte wird auf das notwendige Temperaturniveau gebracht und den Betonbauteilen zugeführt. Die Wärmeleitfähigkeit von Beton sorgt dafür, dass die Wärme ohne großen Widerstand und damit rasch vom Rohrregister in die thermisch aktivierten Bauteile eindringen kann. Die gute Wärmespeicherfähigkeit des Baustoffs bewirkt, dass dem „Heizkörper“ – z. B. der thermisch aktivierten Betondecke – relativ große Wärmemengen zugeführt werden können, ohne dass dadurch die Temperatur stark erhöht wird. Das System kann damit als hoch effizienter Energiespeicher für überschüssige Energie aus erneuerbaren Quellen dienen. Die Beladung des Speichers ist auch in unregelmäßigen Zeitintervallen möglich, ohne den thermischen Komfort zu stören. Bei einer genügend hohen Anzahl von Gebäuden mit thermisch aktivierbaren Bauteilen kann die Übernahme von Spitzenstrom aus erneuerbaren Energien helfen, Angebotsspitzen zu glätten und im Gegenzug den Strombedarf zu Zeiten niedrigen Angebots zu drosseln.

Planungsleitfaden und Monitoring

Von der Vereinigung der Österreichischen Zementindustrie (VÖZ) wurde ein Planungsleitfaden erarbeitet, der die Anwendung von TBA zum Heizen und Kühlen von Gebäuden erläutert. Der Leitfaden behandelt Fragen der Bauphysik, Gebäudekonzeption, Haustechnik und Energieversorgung. Zentral ist die Berechnung der einzelnen Komponenten der TBA. Aktuell führt das Projektteam ein Monitoring bei zwei bauähnlichen, bewohnten Einfamilienhäusern mit unterschiedlichen Energiequellen (Windstrom bzw. Solarenergie) und TBA durch, um die Leistungsfähigkeit der thermischen Bauteilaktivierung zu vergleichen. Große Potenziale könnte die thermische Bauteilaktivierung auch im großvolumigen Wohnbau haben. Speziell in Ballungsräumen eröffnen sich mit dem System interessante Möglichkeiten für die ressourcenschonende Wärmeversorgung und Speicherung von erneuerbarer Energie. 

Download: https://nachhaltigwirtschaften.at/de/sdz/publikationen/planungsleitfaden-energiespeicher-beton.php

KONTAKT
Frank Huber, Vereinigung der Österreichischen Zementindustrie (VÖZ)
huber@zement-beton.co.at
www.zement.at