Das Forschungsprojekt solSPONGEhigh (Hohe solare Deckungsgrade durch thermisch aktivierte Bauteile im urbanen Umfeld) hat gezeigt, dass auch ohne großvolumige Wärmespeicher mehr als die Hälfte des jährlichen Heiz- und Warmwasserbedarfs mit der Sonne gedeckt werden kann, wenn Solarwärme in Decken, Wänden oder Fundamenten gespeichert wird. Beim Konzept der Bauteil- oder Betonkernaktivierung wird per Solaranlage erwärmtes Wasser durch ein Rohrregister geleitet, das in der Bodenplatte und in den Zwischendecken auf der Ebene der Stahlbewehrung verlegt ist. Dabei dient der Beton als thermischer Speicher, der als alleiniges und somit kostenoptimiertes Wärmeabgabesystem wirken kann. Wissenschaftler des österreichischen Forschungsinstituts AEE – Institut für Nachhaltige Technologien (AEE INTEC) und der Technischen Universität Graz (Institut für Wärmetechnik – IWT) haben im Rahmen des Forschungsprojekts die maximale solare Deckung durch Bauteilaktivierung untersucht. Dafür simulierten sie ein Einfamilienhaus, ein Mehrfamilienhaus und eine Werkshalle jeweils mit unterschiedlichen Haustechniksystemen. Die Simulation ergab, dass mit einer Kollektorfläche von 20 m2 für ein Niedrigenergie-Einfamilienhaus ein solarer Deckungsgrad von mehr als 50 % möglich ist – vorausgesetzt die Decken speichern und heizen mit. Der solare Anteil steigt auf 80 % des Wärmebedarfs, wenn eine 40 m2-Solarthermie-Anlage mit einer Sole/Wasser-Wärmepumpe kombiniert wird. Bei Anlagen mit Photovoltaik und Wärmepumpe müssen sich die Bauherren mit niedrigerem Solaranteil zufrieden geben: Eine 20 m2-PV-Anlage deckt zusammen mit einer Luft/Wasser-Wärmepumpe bei einem Niedrigenergiegebäude rund 24 % des jährlichen Wärmebedarfs, eine 40 m2-PV-Anlage in Kombination mit Betonteilaktivierung liegt bei 36 %. Selbst eine 60 m2-PV-Anlage, installiert auf Dach- und Fassadenflächen, erreicht maximal 42 %. Allerdings lohnt sich bei den Varianten mit PV eine ökonomische Betrachtung.
Auch Mehrfamilienhäuser können zu über 50 % solar beheizt werden, wenn die Speichermassen in Böden und Decken genutzt werden. Die Simulation ergab jedoch aufgrund der kleineren Dachfläche im Verhältnis zum zu beheizenden Volumen bei einem Niedrigenergie-Mehrfamilienhaus mit 125 m2 Kollektorfläche eine maximale solare Deckung von 59 %. Die mit PV-Strom betriebene Wärmepumpe bleibt bei gleicher Solarfläche deutlich darunter (48 %). Die Fähigkeit der Bauteile, Wärme zu speichern, weist ein hohes Potential zur Energieflexibilität auf. Die Ergebnisse zeigen, dass Schlechtwetterperioden mit geringer Einstrahlung länger ohne Betrieb des Zusatzheizsystems überbrückt werden können bzw. der Strom- oder Wärmebezug aus Netzen verzögert in Anspruch genommen werden kann. Der Bericht zur Studie steht zum Download unter www.bit.ly/geb1572
Die Bauteilaktivierung ist nicht auf den Wohnungsbau beschränkt: In diesem Veranstaltungszentrum in Hallwang wurde mit 139 m 2 Flachkollektoren auf dem Dach zusammen mit 480 m 3 Betonteilaktivierung der Bodenplatte und der Geschossdecke ein solarer Heizanteil von 93 % messtechnisch nachgewiesen.
