SYSTEMBESCHREIBUNG Die thermische Betonkernaktivierung bezeichnet Systeme, welche die speicherwirksame Bauwerksmasse/Gebäudemasse zur Reduzierung der Raumtemperaturen sowie Temperaturregulierung nutzen. Sie dient zwar im Wesentlichen zur Raumkühlung, kann aber ebenfalls zur Abführung der Grundheizlast genutzt werden. Bei der Erbauung der Massivdecken, werden die LoWaTec PE-Xa Rohre in der mittleren Betonlage integriert und mit Wasser als Kühl- bzw. Heizmedium befüllt. Die durchflossene Massivdecke wird dabei komplett als Speichermasse thermisch aktiviert und dient als Übertragungsfläche der Kühlbzw. Heizleistungen. Aufgrund der vergleichsweise großen Übertragungsflächen bleiben Systemtemperaturdifferenzen entsprechend niedrig und somit können energiesparende Wärmebzw. Kälteerzeuger (z.b. Wärmepumpen) effizient eingesetzt werden. Im Kühlbetrieb liegen die Systemtemperaturen bei ca. 16-20 C, im Heizbetrieb bei ca. 22-28 C. Massenstrom und Vorlauftemperatur werden im späteren Betrieb so eingestellt, dass die Oberflächentemperaturen konstant bei ca. 20-24 C liegen. Das massive Bauteil nimmt die Kälte/Wärme durch das Medium, aber auch des Raumes auf, speichert sie und gibt sie wieder zeitversetzt an den Raum weiter. Lastspitzen werden hierdurch gesenkt und teilweise sogar zu Zeiten verschoben, in denen keine Raumnutzung vorliegt. Ein Selbstregeleffekt, bedingt durch unterschiedliche Temperaturverhältnisse der Tages- und Nachtzeiten stellt sich ein, den man sich besonders in Bürogebäuden zunutze macht. Eine thermische Behaglichkeit auf umweltschonende und kostensparende Weise, ist das Ziel der LoWaTec Betonkernaktivierung. Der optimale Einsatzbereich sind Gebäude mit kleinen bis mittleren Kühllasten. Bei mittleren bis großen Lasten, kann sie nur zur Deckung der Grundlast genutzt werden. Besonders in Büro- und Verwaltungsgebäuden findet die Betonkernaktivierung vermehrt ihren Einsatz als Alternative zu RLT-Anlage (H/K) oder Kühldecken und punktet mit verhältnismäßig niedrigen Investitions- und Betriebskosten. Weitere Einsatzbereiche können aber auch mehrgeschossige Gebäude - wie z.b. Krankenhäuser, Schulen, Banken, Autohäuser, Messegebäude, Museen und Ausstellungsgebäude - sein.
VORTEILE Geringe Betriebskosten und somit wirtschaftlichster Betrieb. Insbesondere durch die optimale Nutzung regenerativer Energien und Wärmeerzeuger, wie z.b. Wärmepumpen. Zur Kühlung eignen sich Umweltenergien, wie z.b. freie Rückkühlung, Sohlplattenkühlung oder Grundwasserkühlung. Absolute architektonische Raumfreiheit. Auch gegebenenfalls anstehende Umbauarbeiten zur Korrektur der Luftführung/Raumkühlung nach neuen Raumaufteilungen, entfallen gänzlich. Thermisch behagliche Raumtemperaturen im Sommer, sowie Konformität zu den Arbeitsstättenrichtlinien. Es stellt sich ein gleichmäßiges Temperaturprofil innerhalb des Raumes ein. Ausreichend in Gebäuden mit kleinen bis mittleren Kühllasten. Darüber hinaus ist die Deckung der Grundlast im Heizfall gewährleistet und es verringern sich hierdurch die Kosten für weitere Heizungseinrichtungen. In Gebäuden mit mittleren bis großen Kühllasten, übernimmt die Betonkernaktivierung die Abführung der Kühlgrundlast. Dies führt zu einer Verschiebung der Priorität einer RLT-Anlage. Der Fokus liegt nun nicht zwangsweise bei der Kühlung, sondern kann auf die Raumluftqualitäten gesetzt werden. Durch die Verminderung, bzw. sogar dem eventuellen Wegfall einer RLT-Anlage, können niedrigere Geschosshöhen geplant und gebaut werden. Dies kann eine immense Gesamtbaukostenersparnis zu Folge haben. Geringere Anschaffungskosten gegenüber Kühldecken und RLT-Anlagen. Weitere wichtige Behaglichkeitskriterien werden bei einer Betonkernaktivierung gegenüber konventionellen Luftsystemen erfüllt, wie z.b.: keine Staubaufwirbelung, geringere Luftbewegungen und somit Zugerscheinungen und keine Geräusche durch das System. Weitgehende Wartungsfreiheit durch die Komponenten des Systems. Somit ergeben sich kaum bis keine Wartungskosten.
LOWATEC BETONKERNAKTIVIERUNG Q4 / HYDRAULISCHE ANBINDUNG Wie bei dem LoWaTec Q4 Industrieflächenheizungssystem werden auch bei der LoWaTec Betonkernaktivierung Q4 die Heizkreise an eine Ringleitung als Verteilleitung angeschlossen. Der Massenstrom einer Heizgruppe verteilt sich bei diesem System auf zwei Anschlussleitungen und erlaubt somit eine Verringerung des Rohrquerschnitts. Diese Verteilleitungen (Heizgruppe) erfolgen mittels LoWaTec PE-Xa Rohr 25x2,3mm, die hier angeschlossenen Heizkreise werden mit einem LoWaTec PE-Xa Rohr 20x2,0mm ausgeführt. Die Heizkreise haben bei diesem System in etwa die gleiche Länge und werden parallel durchströmt, sodass alle Heizkreise etwa den gleichen Druckverlust haben und sich damit gleiche Volumenströme hier einstellen. Sie werden mittels diffusionsdichten Messingfittings an die Verteilleitung angeschlossen, welche wiederrum über Vorlauf-Regulierventile an die Heizkreisverteiler angebunden werden. Somit ist ein hydraulischer Abgleich der verschiedenen Heizgruppen möglich und sollte auch vorgenommen werden. Die Verteilleitungen werden im gleichen Verlegeabstand verlegt wie die Heizkreise, sodass die Verteilleitung gleichzeitig als Heizfläche dienen kann. Die anteilige Fläche der Verteilleitungen an der Gesamtfläche beträgt ca. 15 bis 25%.
LOWATEC BETONKERNAKTIVIERUNG Q2 / HYDRAULISCHE ANBINDUNG Die LoWaTec Betonkernaktivierung Q2 stellt eine klassische Anbindung einzelner Heizkreise an die Heizkreisverteiler dar. Diese Heizkreise werden mit LoWaTec PE-Xa Rohren der Dimension 20x2,0mm ausgeführt und an die jeweiligen Verteiler angeschlossen. Auch hier ist ein hydraulischer Abgleich über Vorlauf-Regulierventile möglich. Da die maximal anschließbare Heizfläche pro Verteiler geringer ist als bei der LoWaTec Betonkernaktivierung Q4, sollte dieses System bei geringeren aktiven Flächen eingesetzt werden oder es müssen mehrere Verteilerstandorte definiert werden.
AUFBAUTEN Die LoWaTec Betonkernaktivierung wird auf einer Rohrträgermatte (Q131 oder Q188) in der mittleren Lage des Betons montiert, da so der leistungstechnische Wirkbereich über die Decke und dem Fußboden gegeben ist. Im unten aufgeführten Schnitt ist die Einbausituation bei einem bewehrten Beton dargestellt. Die Ausrichtung der Rohrträgermatte in der mittleren Lage erfolgt mittels Abstandshalter (A-Böcke oder S-Schlangen). Diese sollten in einem Abstand von ca. 50cm verlegt werden, um eine Begehbarkeit der hierauf verlegten Rohrträgermatte zu gewährleisten. Nach der anschließenden Rohrverlegungen, dienen Vier oder Sechsbeine als Abstandshalter zur Auflage der oberen Bewehrungslage. Der weitere Aufbau - oberhalb der Massivdecke - bestimmt maßgeblich die Leistungsparameter der Betonkernaktivierung. Bei Einsatz von Wärme- und Trittschalldämmungen sowie Luftschichten, ist eine Reduzierung der Kühl- und Wärmeleistung über den Fußboden zu erwarten. Die größtmögliche gesamte Leistungsabgabe wird daher bei Decken mit einem Verbundestrich oder aber bei Betondecken, welche nur mit einem Oberbodenbelag versehen sind, erreicht. Bei Betondecken mit abgehängter Decke ist die gewünschte Wirkungsweise einer Betonkernaktivierung nicht mehr gegeben und kommt somit, durch die hohe Dämmwirkung der Luft, in Verbindung mit Betonkernaktivierungen nicht in Frage. Sollte eine Leistungsabgabe nur über die Decke gewünscht sein, wie es z.b. im obersten Geschoss der Fall ist, kann eine oberflächennahe Kühl- und Heizebene erstrebenswert sein. Hier ist die Montage der Rohrleitungen auf der unteren Bewehrungslage sinnig. Eventuelle Bohrungen in der Decke, um beispielsweise Beleuchtungen zu befestigen, müssen natürlich beachtet werden. Schnitt LoWaTec Betonkernaktivierung in mittlerer Betonlage Schnitt LoWaTec Betonkernaktivierung in unterer Betonlage
LEISTUNGSDATEN Zur Veranschaulichung der zu erwartenden Leistungsparameter bei Einsatz einer LoWaTec Betonkernaktivierung, sind nachfolgend zwei Aufbausituationen sowie Berechnungsparameter aufgeführt, welche eine gängige Praxis wiederspiegeln. Berechnungsparameter Kühlfall: Heizfall: Vorlauftemperatur [t V]: 16 C 28 C Rücklauftemperatur [t R]: 20 C 24 C Raumtemperatur [t i]: 26 C 20 C Verlegeabstand [VA]: 15cm 15cm Auslastung einer Betondecke mit Wärme- und Trittschalldämmung sowie Verbundestrich Kühlfall: Heizfall: Auslastung über Decke [W/m²] 43 20 Auslastung über Fußboden [W/m²] 5 3 gesamte Auslastung [W/m²] 48 23 Auslastung einer Betondecke ohne Wärme- und Trittschalldämmung sowie Verbundestrich Kühlfall: Heizfall: Auslastung über Decke [W/m²] 39 16 Auslastung über Fußboden [W/m²] 25 20 gesamte Auslastung [W/m²] 64 36
SYSTEMKOMPONENTEN LoWaTec PE-Xa Rohre - nach DIN 16892 und DIN EN 15875 - sauerstoffdicht nach DIN 4726 - Anwendungsklasse 4/5 - Dimension 25x2,3 und 20x2,0mm LoWaTec Verteiler G 1½ - modularer Heizungsverteiler und sammler aus glasfaserv. Polyamid - Vorlaufeinzelsegment mit Feinstregulierventil - Rücklaufeinzelsegment mit Ventil (Adaptierung der LoWaTec Stellantriebe 230V oder 24V möglich) - benötigte Wandhalterung - zwei Endkappen - zwei Kreuzstücke mit Anschluss G 1½ (flachd.) - zwei Bi-Thermometer - zwei KFE-Hähne - Anschlusskugelhahnset G 1½ - Manometer mit Montageventil LoWaTec T-Stück 25-20-25, Presskupplung, Übergangsverschraubung - für LoWaTec PE-Xa Rohre 25x2,3 und 20x2,0mm - Anwendungsklasse 4/5 - Fittingkörper aus entzinkungsbeständigem Messing - Presshülse (mit Sichtfenster) aus Edelstahl - Stützkörper zur Aufnahme des Rohrendes mit zweifacher O-Ring Abdichtung - TH-Presskontur
SYSTEMKOMPONENTEN LoWaTec Rohrführungsbogen - zur exakten 90 Umlenkung der Rohrleitungen - für LoWaTec PE-Xa Rohre 25x2,3 und 20x2,0mm - Norm-Biegeradius 5xd - schlagfester Kunststoff LoWaTec Schutzrohr - zur normgerechten Durchführung der Rohrleitungen durch Dehnfugenprofile, Mauerwerk und Massivdecken - für LoWaTec PE-Xa Rohre 25x2,3 und 20x2,0mm - Baustoffklasse: B2 - Kunststoff LoWaTec Deckendurchführungselement - als Einlegehilfe zur Rohrdurchführung aus der Betondecke - für LoWaTec PE-Xa Rohre 20x2,0mm (nur für das System LoWaTec Betonkernaktivierung Q2 geeignet) - Einlegehilfe für Einzelanschlüsse - Kunststoff