Bij betonkernactivering (ook betonkerntempering of thermische componentactivering genoemd) worden leidingen in de vloer- en plafondplaten van gebouwen aangebracht. Deze fungeren als verwarmingsoppervlakken en kunnen, gezien hun grootte, met zeer lage aanvoertemperaturen werken. Daarom is betonkernactivering zeer geschikt voor het gebruik van regeneratieve energiesystemen. Bovendien is de grote warmteopslagcapaciteit van de vaste bestanddelen een voordeel. De relatief lage verwarmingscapaciteit vereist echter vaak een extra verwarmingssysteem. Wij leggen uit welke in het geding zijn en wat de voor- en nadelen zijn van activering van componenten.
Opslaan, verwarmen en koelen met massieve betonnen plafonds
Betonkernactiveringssystemen zijn echte multitalenten: zij dragen niet alleen warmte over aan de woning, maar absorberen die ook om gebouwen te koelen. Bovendien fungeren de massieve betonnen onderdelen als grote opslagtanks die warmte kunnen opslaan en op verschillende tijdstippen weer afgeven.
Dit is mogelijk omdat deskundigen leidingen in betonnen plafonds leggen alvorens deze te storten. Afhankelijk van de planning worden de robuuste buizen van onder hoge druk vernet polyethyleen (PE-Xa) op een afstand van ongeveer 30 centimeter van elkaar in de bouwconstructie geplaatst. Zij zijn via verdelers aangesloten op het verwarmingssysteem en voeren tijdens de werking warm of koel water door de plafonds.
In het geval van verwarming geeft het medium thermische energie af. Het verwarmt het plafond voordat het warmte naar boven en beneden uitstraalt. In het geval van koeling stroomt er koud water door de leidingen om energie aan het beton te onttrekken. Overtollige warmte uit de kamers wordt daarbij aan de plafonds overgedragen, waardoor de kamertemperatuur daalt.
Betonkernactivering is geschikt voor hernieuwbare energiebronnen
Aangezien de verwarmingsoppervlakken bij de activering van thermische componenten zich over het gehele gebouw uitstrekken, kunnen de systemen met voorlooptemperaturen van 22 tot 28 graden Celsius toe. Dit is bijzonder gunstig voor regeneratieve energiesystemen zoals warmtepompen en thermische zonne-energiesystemen. De eerstgenoemden hoeven het temperatuurniveau van de omgevingswarmte nauwelijks te verhogen en verbruiken dus zeer weinig elektriciteit. Zonnewarmtesystemen daarentegen, die slechts lage systeemtemperaturen bereiken, vooral in de overgangsperiode, kunnen langer doeltreffend worden gebruikt om het gebouw te verwarmen. Beide besparen kosten en een hoop CO2.
Energie-efficiënte en zuinige passieve koeling in de zomer
Terwijl de betonkerntemperatuurregeling kan omgaan met lage aanvoertemperaturen in de winter, kunnen de koelwatertemperaturen in de zomer relatief hoog zijn. Ze zijn zelden lager dan 16 tot 18 graden Celsius, wat met name energiebesparende passieve koeling bevordert. In dit geval laten pompen bijvoorbeeld grondwater door het systeem stromen om warmte te absorberen en af te voeren. Bij gebruik van pekelgeothermische sondes kan de grond in de zomer verwarmd worden om in de winter het energiereservoir aan te spreken. Omdat warmtepompen dan hogere temperaturen uit de grond halen. De vereiste temperatuurstijging is lager en de systemen verbruiken minder elektriciteit.
Opslagmassa compenseert schommelingen in de energievoorziening
De vaste componenten blijven warmte overbrengen naar de kamers, zelfs wanneer het verwarmingssysteem geen energie levert. Op die manier kunnen blokkeringsperiodes van warmtepompen of zonneschommelingen tot op zekere hoogte worden gecompenseerd zonder extra technologie. Het is echter belangrijk te weten dat de grote opslagmassa ook gepaard gaat met een enorme traagheid. Bijgevolg duurt het lang voordat veranderde temperatuurvereisten daadwerkelijk in de kamer voelbaar worden. Dit is een van de redenen waarom programma’s zoals nachtelijke setback met concrete kernactivatie nauwelijks de moeite waard zijn.
De verwarmings- en koelcapaciteit is lager dan bij andere systemen
Een tekortkoming van betonkernactivering is de verwarmingscapaciteit, die met 30 watt per vierkante meter verhoudingsgewijs laag is. In de verwarmingsperiode is het soms alleen voldoende voor de temperatuurregeling en dan is een combinatie met andere verwarmingssystemen nodig. Het is bijvoorbeeld gebruikelijk om activering van thermische componenten te combineren met vloerverwarming of plafondverwarming. Terwijl de eerste het gebouw altijd op een basistemperatuur houdt (getemperd), zorgt het extra verwarmingssysteem voor een hoger rendement en een betere regelbaarheid tijdens de verwarmingsperiode.
Voor- en nadelen van betonkernactivering
Betonkernactivering in plafond- en vloerplaten lukt met zeer lage verwarmings- en koelwatertemperaturen dankzij grote verwarmingsoppervlakken. Het is geschikt voor het gebruik van regeneratieve energieën en maakt het mogelijk gebouwen op een energiebesparende en milieuvriendelijke manier te verwarmen. Een ander voordeel is de grote opslagcapaciteit, waardoor schommelingen in de energievoorziening gemakkelijk kunnen worden opgevangen. Een nadeel is echter de daarmee gepaard gaande traagheid. De systemen zijn moeilijk te regelen en vereisen vaak extra verwarmingssystemen vanwege de lage warmteafgifte. Een ander negatief aspect is het feit dat betonkernactivering tot hogere kosten leidt. De volgende tabel bevat een vergelijking van de belangrijkste voor- en nadelen.
VOORDELEN
gelijkmatige en comfortabele warmteverdeling
lage verwarmingswatertemperaturen bevorderen het gebruik van regeneratieve energieën
lage koelwatertemperaturen maken passieve koeling met grondwater of pekel mogelijk
De opslagcapaciteit van de betonnen plafonds compenseert schommelingen in de energievoorziening
energiebesparende, milieuvriendelijke en kosteneffectieve verwarming en koeling
dekt gedeeltelijk de warmtevraag in lage-energiegebouwen alleen
Verwarmings- en koeloppervlakken onzichtbaar geïntegreerd in het gebouw
ONGEVALLEN
traag verwarmingssysteem met omslachtig regelsysteem
Night setback en soortgelijke programma’s nauwelijks mogelijk
Betonkernactivering veroorzaakt hogere installatiekosten
gedeeltelijk extra verwarmingssystemen die nodig zijn om piekbelastingen te dekken
niet aanpasbaar
Dichte constructie en hoge thermische isolatie van het gebouw als eerste vereiste
Activering van thermische componenten in woongebouwen
Betonkerntempering vindt zijn oorsprong in industriële en kantoorgebouwen, die met deze technologie op energiebesparende wijze kunnen worden verwarmd en gekoeld. Deze gebouwen hebben vaak een hoge interne belasting of lagere temperatuurvereisten, zodat het verwarmingssysteem zijn voordelen ten volle kan benutten.
Tegenwoordig is betonkernactivering in eengezinswoningen meer een randverschijnsel. De belangrijkste reden hiervoor zijn de hogere kosten die het gevolg zijn van de extra planning- en installatiewerkzaamheden. Wie echter een energiezuinig nieuw huis op een milieuvriendelijke manier wil verwarmen en geen last heeft van de traagheid van betonkernactivering, zal het een interessant alternatief vinden voor de klassieke paneelverwarming.
Conclusie
Betonkernactivering transformeert massieve betonnen vloer- en plafondplaten in grote verwarmings- en koeloppervlakken. Het werkt met lage systeemtemperaturen en maakt een efficiënt gebruik van regeneratieve energie mogelijk. Gezien de beperkte verwarmingscapaciteit van de activering van thermische componenten is een energiebesparende constructiemethode echter bijzonder belangrijk.