Thermische Bauteilaktivierung (TBA / Beton-Kernaktivierung)

Wassergeführtes Rohrnetz in der Geschoßdecke aus Beton - kühlt im Sommer mit 16-20 °C, heizt im Winter mit 26-30 °C. Optimal mit WP/Free-Cooling.

Wie funktioniert thermische Bauteilaktivierung?

Bei der thermischen Bauteilaktivierung (TBA), auch Betonkernaktivierung genannt, wird ein wassergeführtes Rohrnetz vor dem Betonieren in die Geschoßdecke eingelegt. Die gesamte Decke wird damit zur Heiz- und Kühlfläche. Im Sommer fließt Wasser mit 16 bis 20 °C durch die Rohre und kühlt den Beton, im Winter reichen 26 bis 30 °C zum Heizen. Die große Fläche erlaubt diese geringen Temperaturdifferenzen, und der Beton wirkt als Speicher, der Lastspitzen über den Tag ausgleicht. Die niedrigen Vorlauftemperaturen machen das System besonders effizient für Wärmepumpen: Beim Heizen sind Jahresarbeitszahlen (JAZ, Verhältnis von abgegebener Wärme zu aufgenommenem Strom über ein Jahr) von 5 und mehr erreichbar. Beim Kühlen über Erdsonden im Free-Cooling-Betrieb läuft nur die Umwälzpumpe, was einem EER von 8 und darüber entspricht.

Für welche Gebäude lohnt sich Bauteilaktivierung?

TBA ist eine Maßnahme für Neubau und Kernsanierung, weil das Rohrnetz in die Betondecke eingegossen wird. Nötig sind eine Niedertemperatur-Wärmequelle wie Wärmepumpe oder Geothermie und eine gleichmäßige Nutzung. Typische Objekte sind Bürogebäude, Hotels, Pflegeheime und Wohnbauten im Neubau. Weil das System träge reagiert, eignet es sich nicht für Räume mit stark wechselnder Belegung wie Hörsäle oder Schulen. In der Praxis wird TBA meist als Grundlastsystem ausgelegt und bei Bedarf mit einem schnell reagierenden Zusatzsystem ergänzt. Die maximale Leistung pro Quadratmeter Decke ist begrenzt, weshalb eine gut gedämmte Hülle Voraussetzung ist.

Was bringt Bauteilaktivierung konkret?

Gegenüber konventionellem Heizen und Kühlen sinkt der Endenergiebedarf um 30 bis 50 %. Die Rechnung vergleicht den Bedarf des alten Systems (Gaskessel mit JAZ etwa 0,95, Splitklima mit EER 3,5) mit Wärmepumpe und TBA (JAZ 5,5, EER 12 mit Free-Cooling). Für ein Bürogebäude mit 4.000 m² ergibt das rund 200.000 kWh/a Endenergie und etwa 40 t CO2 Einsparung pro Jahr. Die Mehrkosten gegenüber dem Standardgewerk liegen bei 30 bis 60 €/m² Bruttogrundfläche. Bei 50 Jahren Nutzungsdauer amortisiert sich die Maßnahme in 10 bis 18 Jahren.

Energieträger

Erdgas, Strom → Strom (WP) + Anergie/Erdwärme

Einsparpotenzial

30-50 % gegenüber konventioneller H+K

Rechenbeispiel

Ein neues Bürogebäude mit 4.000 m² hat einen Heizwärmebedarf von 200.000 kWh und einen Kühlbedarf von 120.000 kWh pro Jahr. Verglichen wird die konventionelle Variante mit Gaskessel (JAZ 0,95) und Splitklimageräten (EER 3,5) mit einer Wärmepumpe und thermischer Bauteilaktivierung, die über Erdsonden versorgt wird (JAZ 5,5 beim Heizen, EER 12 beim Kühlen im Free-Cooling-Betrieb). Für das Heizen ergibt sich 200.000 / 0,95 − 200.000 / 5,5 = 210.526 − 36.364 = 174.162 kWh weniger Endenergie. Für das Kühlen sind es 120.000 / 3,5 − 120.000 / 12 = 34.286 − 10.000 = 24.286 kWh. In Summe spart das Gebäude rund 198.500 kWh Gas und Strom, gerundet 200.000 kWh Endenergie pro Jahr, was etwa 40 t CO2 entspricht. Wärmemengenzähler für Heizen und Kühlen sowie ein separater Stromzähler für die Wärmepumpe machen die realen Arbeitszahlen nachvollziehbar.

Investition & Amortisation

Mehrkosten gegenüber Standardgewerk Heizen/Kühlen: 30-60 €/m² BGF; nur sinnvoll im Neubau oder Kernsanierung · Nutzungsdauer: 50 a · Amortisation: 10-18 a

Anwendbarkeit

Voraussetzungen

Ausschlusskriterien

Typische Objekte

Häufige Fragen

Was ist der Unterschied zwischen Bauteilaktivierung und Fußbodenheizung?

Bei der Fußbodenheizung liegen die Rohre im Estrich nahe der Oberfläche und reagieren innerhalb weniger Stunden. Bei der Bauteilaktivierung liegen sie im Kern der Betondecke, die als Speicher wirkt und über Stunden bis Tage träge reagiert. Bauteilaktivierung kann heizen und kühlen, arbeitet mit noch niedrigeren Vorlauftemperaturen und ist nur im Neubau oder bei Kernsanierung realisierbar.

Kann man Bauteilaktivierung nachrüsten?

Nein, eine klassische Bauteilaktivierung lässt sich nicht nachrüsten, weil das Rohrnetz vor dem Betonieren in die Schalung der Geschoßdecke eingelegt wird. Sie ist eine Maßnahme für Neubau und Kernsanierung mit neuen Decken. Im Bestand sind oberflächennahe Alternativen wie Deckensegel oder Kühldecken möglich, die jedoch weniger Speichermasse nutzen.

Was kostet Bauteilaktivierung im Bürogebäude?

Die Mehrkosten gegenüber einem konventionellen Heiz- und Kühlgewerk liegen bei 30 bis 60 € pro Quadratmeter Bruttogrundfläche. Dafür entfallen Heizkörper, Splitgeräte und ein Großteil der Kanäle. Bei einer Nutzungsdauer von 50 Jahren, da das Rohrnetz Teil des Bauwerks ist, amortisiert sich die Maßnahme in 10 bis 18 Jahren.

Für welche Gebäude ist Bauteilaktivierung nicht geeignet?

Bauteilaktivierung eignet sich nicht für Räume mit hohem Lastwechsel wie Hörsäle, Schulen oder Veranstaltungssäle, weil das System zu träge ist, um auf plötzlich volle Belegung zu reagieren. Gut geeignet sind Gebäude mit konstanter Nutzung wie Büros, Hotels, Pflegeheime und Wohnbauten. Auch eine schlecht gedämmte Hülle ist ein Ausschlussgrund, da die Flächenleistung begrenzt ist.

Welche Normen gelten in Österreich für Bauteilaktivierung?

Die ÖNORM EN 15377 regelt die Planung von eingebetteten Flächenheiz- und Kühlsystemen, einschließlich der Auslegung von Bauteilaktivierung. Die ÖNORM B 8110 legt die Anforderungen an den Wärmeschutz fest, die für die niedrigen Flächenleistungen einer TBA erfüllt sein müssen. Für die Wärmepumpe gelten zusätzlich die üblichen Effizienzanforderungen nach ÖNORM EN 14511.

Verwandte Maßnahmen

Normen & Quellen

Messpunkte in der EDM Toolbox

Wichtige Messpunkte: VL/RL TBA-Kreis, Wärmemengenzähler (Heizen+Kühlen), Raumtemperatur Stichproben, ggf. Lufttemperatur an Decke. WP-Strom getrennt. PUE-ähnliche Effizienz-KPI.

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