Energiewende: Betondecken als Wärmespeicher

Laut Umweltbundesamt (UBA) wird für Heizen, Kühlen und Warmwasser in Gebäuden mehr Energie aufgewendet als für den gesamten Verkehr. Daher soll der Gebäudesektor gemäß Klimaschutzplan der Bundesregierung bis 2030 nur noch maximal 72 Mio. Tonnen CO2 verursachen.

Laut TU München kann die Raumheizung und -klimatisierung einen großen Beitrag zur Energiewende leisten, wenn die thermische Masse von Gebäuden als Speicher nutzbar gemacht wird. Dabei ist mit Beton ein Baustoff behilflich, der hinsichtlich des Kohlendioxidausstoßes bislang als Sorgenkind galt. Denn massive Betondecken sind in der Lage, große Mengen an Wärme oder Kälte zu speichern und eignen sich somit, in das Energiemanagement von Häusern einbezogen zu werden. Der größte Vorteil bei der Nutzung der Gebäudemasse als Speicher gegenüber herkömmlichen Speichern in Gebäuden ist die Reduktion grauer Energie bei der Herstellung, was wiederum den CO2-Ausstoß reduziert.

Massive Beton-Speicherdecken der Innovationsgemeinschaft Raumklimasysteme (IGR) können vor allem bei der Nutzung erneuerbarer Energien, insbesondere bei Solarthermie und PV-Strom betriebenen Wärmepumpen, unterstützen und die Grundlage für klimaenergie-autarke Gebäude bilden. Die Umstellung auf eine regenerative Stromversorgung hat zur Folge, dass stark fluktuierende Lasten von Wind und Sonne zunehmen. Sind Sonne und Wind übermäßig verfügbar, kann Strom in Wärme umgewandelt und durch gezieltes „Überhitzen“ der Bauteile gespeichert werden.

Die IGR bietet dazu – durch die Kombination von oberflächennahen, schnell reagierenden Klimadecken mit Bauteilaktivierungen – hocheffiziente, nachhaltige Lösungen. Durch das in die Geschossdecken integrierte Rohrleitungssystem fließt je nach Bedarf warmes oder kaltes Wasser. Somit können die elektronisch gesteuerten Systeme unabhängig von der Raumtemperatur die Gebäudemasse thermisch aufheizen oder abkühlen. Ist die Speichertemperatur hoch genug, wird aktiv Wärme zum Heizen vom bauteilaktivierenden Energiespeicher entnommen bzw. im Kühlbetrieb zugeführt. Damit wird ein träges Passivsystem mit einem thermisch getrennten und reaktionsschnellen Aktivsystem bedarfsgerecht und dynamisch kombiniert.

Mit dem IGR-Gebäudeenergiekonzept können Bestandsgebäude schnell, preiswert und effizient ausgestattet werden. So ist sogar die Beheizung von ungedämmten Gebäuden aus den 50er Jahren und bei Minusgraden möglich. Möglich sind Systemtemperaturen von weniger als 30 °C im Speicher und circa 20 °C im Heizungswasser erreicht werden. Laut Jürgen Leppig, Vorstand des GIH Bundesverbandes e.V. (bundesweite Interessenvertretung für Energieberaterinnen und Energieberater) sind dies ideale Temperaturen für den Betrieb von Wärmepumpen.

Im Kühlbetrieb fließt kaltes Wasser durch die Rohrleitungen an der Decke. Der Raum kühlt sanft ab. Alle Gegenstände im Raum werden durch diese Abgabe von Energie kühler und können verstärkt die Wärmestrahlen der Menschen aufnehmen. Dadurch schwitzt man weniger, denn die überschüssige Körperwärme wird mehr über die Strahlung und weniger über die Verdunstung abgegeben. Die gefühlte Raumtemperatur ist um ca. 2-3 K niedriger als die gemessene Lufttemperatur. Es entstehen praktisch keine Staubverwirbelungen.