Klima-Systemdecken

Von der Hypokauste zur Klima-Systemdecke

Schon in der Antike wussten die Römer den Effekt einer angenehmen Wärmestrahlung für sich zu nutzen. Bei der Hypokaustenheizung strömten, vereinfacht dargestellt, heiße Rauchgase über Fußbodenkanäle und durch in Wänden integrierte Hohlziegel oder Tonrohre. Über die sanfte Beheizung der raumumschließenden Flächen wurde eine als äußerst angenehm empfundene gleichmäßige Strahlungswärme erreicht. Im 19. Jahrhundert gab es ein erstes Patent über eine Paneelheizung in Decken und Wänden, die nach 1960 auch zur Großanwendung kam. Ein echter Durchbruch gelang jedoch nicht, da im Vergleich zu heute wenig Wissen über die für den Menschen wichtige Behaglichkeit vorhanden war. Zu hohe System-Temperaturen von rund 70°C verursachten Unbehaglichkeit.

Moderne Strahlungsdecken, setzten sich im Markt erst nach 1990 durch. Spezielle Entwicklungen, die große Leistungen bei relativ geringen Temperaturdifferenzen umsetzten, bereiteten den Weg für die Klima-Systemdecken. Die hohen System-Temperaturen wurden deutlich reduziert und die Strahlungsflächen erhöht. Dies war letztendlich der Schlüssel zum Markterfolg der Klimadecken.

Angenehmes Empfinden von Klima-Systemdecken ist Stand der Technik.

Nach diesen wesentlichen technischen Veränderungen war der Siegeszug der Klimadecke in der Gebäudetechnik nicht mehr aufzuhalten. Diese Entwicklung fand vorzugsweise in größeren Gebäuden statt, da die Energievorhaltung, also Erzeugung für kaltes und warmes Wasser, äußerst effektiv eingesetzt werden kann. Weil zunehmend innere Wärmelasten abgeführt werden mussten, wurde schnell klar, dass primär der Kühlfall das System dominiert. Das Interesse in Fachkreisen wurde geweckt. Gremien bildeten sich, Normen entstanden, um Ansprüche zu definieren, zahlreiche Patente wurden zur Anmeldung gebracht. Der effektive Nutzen sowie das angenehme Empfinden von Klimadecken ist heute gängiger Stand der Technik. In den letzten Jahren etablierte sich sinnvollerweise mehr und mehr die Kombination Kühl-Heizdecken. Die bereits für den Kühlfall aktivierte Decke kann mit geringen Investitionen auf hydraulischer Seite und in der Regelungstechnik zusätzlich als Heizdecke genutzt werden. Dadurch deckt das System mit Kühl- und Heizfall beide Anforderungen ab – mit höchstmöglicher Behaglichkeit.

Der natürliche Strahlungsaustauch ist das eigentliche „Geheimnis“.

Was ist so einzigartig daran Decken thermisch zu aktivieren? Am Beispiel der Fußbodenheizung ist das gut ersichtlich: Eine Fußbodenheizung ist eine Flächenheizung, die auf Grund von niedrigen Vorlauftemperaturen effizient und energiesparend arbeitet. Hierfür wird der Fußboden durch das Medium Wasser flächenmäßig aufgeheizt. Über den sogenannten Strahlungsaustausch wird dem Raum die erforderliche Wärme zugeführt. Denn Flächen, die mit unterschiedlichen Temperaturen im Strahlungsaustausch stehen, gleichen naturbedingt Ihre Temperatur gegenseitig an. Je größer der Temperaturunterschied, desto höher ist die physikalische Ausgleichsleistung. Dasselbe passiert ebenso mit aktivierten Deckenflächen, wobei hier die thermisch wirksame Fläche weitaus höher ist, als bei einer Fußbodenheizung, da keine Einrichtungsgegenstände die wirksame Fläche verdecken. Geschlossene Klima-Systemdecken arbeiten mit rund 70% Strahlungsanteil und 30% Konvektionsanteil. Die direkte Wirkung über die Strahlung ist deswegen so interessant, da sie sofort zur Verfügung steht. Es sind nicht erst größere Luftmengen zum Erwärmen erforderlich, bis der Raum seine gewünschte Temperatur erhält, wie dies z.B. beim Heizkörper der Fall ist. Die Luftgeschwindigkeiten im Raum werden bei Kühl- Heizdecken durch Auftrieb im Raum wesentlich reduziert. Dies macht das System für den Menschen so angenehm. Im natürlichen Strahlungsaustausch liegt das eigentliche Geheimnis der Behaglichkeit, die der Mensch als sehr angenehm empfindet.

Thermische Behaglichkeit.

Die thermische Behaglichkeit ist hinsichtlich des Wohlfühlfaktors das Maß der Dinge. Bei gewissenhafter Auslegung stellt dieses innovative System sicher, dass sich der Mensch in seiner Umgebung wohl fühlt. Wissenschaftliche Untersuchungen belegen, dass die geistige Leistungseffektivität eines Menschen erheblich steigt, wenn die thermische Behaglichkeit im Raum stimmt. Sie ist die Grundlage zur Bewertung des Innenraumklimas. Darüber hinaus gehören zur Bewertung der thermischen Behaglichkeit noch einige weitere wichtige Parameter wie, Luftzuführung, Luftqualität, Lufttemperatur und Raumluftfeuchte. Komplettiert wird dieser Anspruch an die Räumlichkeit zusätzlich durch akustische, licht- und regeltechnische Anforderungen.

Blick in die Zukunft.

Aus mehreren Gründen ist für Klima-Systemdecken der Blick in die Zukunft vielversprechend. Die spätestens seit dem Pariser Klimaabkommen bekannten Problematik der Klimaerwärmung stellt an die Gebäudekühlung zusätzliche Herausforderungen. Der Trend ist eindeutig und die Erderwärmung ist mit hoher Geschwindigkeit im Gange. Die durchschnittliche Anzahl an warmen und heißen Tagen steigt. Das zeigen langjährige wissenschaftliche Aufzeichnungen. Dieser Anstieg hat zur Folge, dass die über den Sommer abzuführende Kühllast deutlich höher wird und die Systeme stärker belastet werden. Zum wichtigen Thema Klimaerwärmung finden Sie hier einen eigenen ausführlichen Beitrag. Den Themen Energieeffizienz und Kreislaufwirtschaft kommen schon heute eine hohe Priorität zu. Sprich, der Anspruch an energieeinsparende und ressourcenschonende Energiekonzepte steht bei den Fachplanern seit langem auf der Tagesordnung. Bei der Energieerzeugung kommen zunehmend alternative Systeme zum Einsatz, welche unsere Ressourcen schonen. Innovative Kombinationen wie z.B. geothermische Nutzung, Einbinden bisher wenig genutzten Energieformen (Abwärme, Energieverschiebung, Eisspeicher, etc.) sind Möglichkeiten der Zukunft. Diese eignen sich besonders gut in Kombination mit Klima- Systemdecken, da es bei all diesen Systemen nur um geringe Temperaturdifferenzen geht und der effiziente Strahlungsaustausch dafür bestens geeignet ist.

So haben sich die Anforderungen der technischen Auslegung für Architekt und Fachplaner deutlich gesteigert. Aber auch die gestalterischen Ansprüche der Innenarchitektur spielen bei der Systemauswahl eine immer größere Rolle. In der Vergangenheit hat sich der Architekt an den Möglichkeiten der Technik orientiert. Heute ist es genau umgekehrt. Decken mit Oberflächen aus Metall, Gips, Holz oder anderen hochwertigen Materialien, geschlossene Decken, Decken mit variablen Rastereinheiten, Deckensegel, etc. ... die Auswahlmöglichkeiten für Bauherren und das Planungsteam sind riesig. Die ursprüngliche Kühldecke entwickelte sich immer mehr zur Klima-Systemdecke, die den optischen Anspruch mit dem neuesten Stand der Technik in der bestmöglichen Form verbindet.

Das Baugewerbe und in weiterer Folge das Handwerk wird von der Digitalisierung stärker als bisher angenommen betroffen sein. Um Ihnen dieses höchstspannende Thema etwas näher zu bringen haben wir mit dem Baupionier und Visionär Hubert Rhomberg ein ausführliches Interview geführt. Eines vorweg: Es wird sprichwörtlich auch am Bau kein Stein auf dem anderen bleiben. Die gesamten Planungsprozesse sowie die Umsetzung der Bauabläufe werden sich in den nächsten Jahren stark verändern. Das wird auch Auswirkungen auf die Klima-Systemdecken haben.

Fazit.

Klima-Systemdecken haben sich in kurzer Zeit nach Markteinführung zu einem festen Bestandteil der Gebäudetechnik entwickelt. Beobachtet man die äußerst positiven und langjährigen Erfahrungen der Nutzer, so kann man ohne Übertreibung sagen, dass Klimadecken die Gebäudetechnik verändert haben. Der Mensch und sein Wohlbefinden stehen bei diesem System im Mittelpunkt. Mit allen Ansprüchen an Technik und Ästhetik, sowie der Einsatz stetig neuer Materialien ist die Klimadecke noch lange nicht ausgereizt. Die Zielsetzung liegt darin die Bedürfnisse der Nutzer mit zukünftigen Klima-Systemdecken so optimal wie nur möglich sicherzustellen. Das bedingt, dass alle an der Planung und der Umsetzung beteiligten Fachfirmen das gleiche Verständnis besitzen, um die bestmögliche Lösung für den Nutzer zu finden.