Taupunktunabhängig, Kühlung ohne Abschaltung.
Klassische passive Kühldecken müssen im Sommer feuchtebedingt abregeln und verlieren dann einen Großteil ihrer Leistung. Die MARC-Technologie von interpanel löst diese Einschränkung. Weltweit patentiert.
Warum
Die Grundlagentechnologie für effektive stille Kühlung in jedem Klima.
Die stille taupunktunabhängige Kühlung über die Decke ist lautlos, zugluftfrei und ermöglicht den zuverlässigen Betrieb ohne Lüftungsanlage oder Vollklimatisierung. Denn die physikalische Grenze der stillen Kühlung war bisher die Raumluftfeuchte. Schon vor Erreichen der Taupunkttemperatur muss jede klassische taupunktabhängige Kühldecke abschalten. Mit heißeren und schwüleren Sommern wird diese Grenze immer häufiger erreicht. Insbesondere in warmen Klimazonen oder im Sommer war stille Kühlung deshalb bisher kaum zuverlässig ohne aufwendige Zusatzsysteme und Regelungen einsetzbar. Fenster auf zum Lüften? Die Kühlleistung sinkt auf null. Bei angenehmen Raumtemperaturen von 22 °C sinkt die Kühlleistung ebenfalls drastisch, da die Deckenkühlung nur über eine beständige Temperaturdifferenz zwischen Kühlfläche und Raumtemperatur funktioniert.
Mit der MARC-Technologie hebt interpanel diese Grenze auf. Als Grundlagentechnologie hält sie die stille Kühlung über die Decke unter heutigen und künftigen Klimabedingungen betriebsfähig, sorgt auch bei normalen Raumtemperaturen für eine hohe Kühlleistung und spart Anlagentechnik und Betriebskosten bei gleichzeitig höherem raumklimatischen Komfort. Der Einsatz ist somit auch in bestehenden Gewerbeimmobilien problemlos möglich.
Die Herausforderung
Warum klassische passive Kühldecken im Sommer abschalten.
Klassische passive Kühldecken müssen abregeln oder abschalten, sobald die Raumluft feucht wird, sonst kondensiert Wasser an der kalten Fläche. Dafür brauchen sie Taupunktsensorik, Abschaltlogik und in der Regel eine mechanische Lüftung mit Entfeuchtung. Die kostet nicht nur in der Anschaffung, sie verursacht dauerhaft Betriebs-, Wartungs- und Energiekosten. Und trotzdem fehlt im Hochsommer die Leistung, genau dann, wenn sie am meisten gebraucht wird.
Der Taupunkt steigt dabei schneller, als viele Planungen annehmen:
- Fensterlüftung: feuchtwarme Außenluft hebt den Taupunkt sofort an.
- Hohe Personenbelegung: jede Person gibt ca. 50 bis 80 g Feuchtigkeit pro Stunde ab.
- Bestandssanierung: mechanische Lüftung ist oft nicht vorhanden oder nachrüstbar.
- Sommerhitze in Mitteleuropa: bei 30 °C und 60 % relativer Feuchte liegt der Taupunkt bei ca. 22 °C.
Statt der nach DIN EN 14240 geprüften Nennleistung von ca. 72 W/m² Panel-Fläche stehen bei feuchtebedingter Taupunktabregelung im realen Sommerbetrieb nur noch 0 bis 20 W/m² zur Verfügung (rechnerische Annahme, feuchteabhängig). Die Kühldecke drosselt oder schaltet dann ab, wenn sie am meisten gebraucht wird.
Die Lösung
MARC, Membrane Assisted Radiant Cooling.
- 01
Membran hält die Feuchte ab
Eine dünne, dampfdichte Membran liegt vor der kalten Kühlfläche. Feuchte Raumluft erreicht die kalte Ebene nicht, dort kann kein Kondensat entstehen.
- 02
Wärmestrahlung passiert
Für Infrarot-Wärmestrahlung ist die Membran nahezu transparent. Raum- und Körperwärme strahlen ungehindert auf die dahinterliegende Kühlebene.
- 03
Volle Kühlung, taupunktunabhängig
Die Kühlfläche darf so kalt sein wie nötig, ohne Kondensatrisiko. Die Decke kühlt mit voller Leistung weiter, auch bei Hitze, Schwüle und offenem Fenster.
MARC steht für Membrane Assisted Radiant Cooling. Das Prinzip: Eine Polymermembran wird vor der gekühlten Oberfläche gespannt. Diese Membran hat drei physikalische Eigenschaften, die den Unterschied ausmachen:
Eigenschaft 1
Hochtransparent für Infrarotstrahlung
Im Wellenlängenbereich von 1 bis 50 Mikrometer lässt die Membran Wärmestrahlung nahezu ungehindert passieren. Die Kühlwirkung bleibt erhalten.
Eigenschaft 2
Dampfdiffusionsdicht
Die Membran ist undurchlässig für Wasserdampf. Raumfeuchte kann die gekühlte Oberfläche nicht erreichen, sodass dort im bestimmungsgemäßen Betrieb kein Kondensat entsteht. Es findet keine Pufferung der Feuchte in der Decke statt.
Eigenschaft 3
Transluzent für Licht
Die Membran ist gleichzeitig optimal streuend für LED-Beleuchtung. So wird mit hoher Effizienz und idealer Gleichmäßigkeit eine hochwertige Lichtfläche realisiert, die ohne Farbverschiebung das natürliche Licht mit einem hohen Farbwiedergabeindex wiedergibt.
Das Ergebnis: Die Vorlauftemperatur kann im Extremfall bis auf 6 °C abgesenkt werden, unabhängig von der Raumluftfeuchte. Die Kühldecke arbeitet bei offenen Fenstern, bei Hochsommerhitze, bei hoher Belegungsdichte, kontinuierlich und ohne Trocknungs- oder Regenerationszyklen. Weil keine taupunktbedingte Abregelung erfolgt, bricht die nach DIN EN 14240 geprüfte Kühlleistung im Sommer nicht ein, anders als bei taupunktabhängigen Kühldeckensystemen, die vor der Erreichung der Taupunkttemperatur regeln oder abschalten müssen.
Die sichtbare Unterseite der Membran bleibt dabei raumwarm. Die Kühlung geschieht über Strahlungsaustausch, der Körper gibt Wärme an die hinter der Membran liegende Kühlebene ab, ohne direkten Luftkontakt. Zugfrei, geräuschlos, hygienisch.
„Die Membran wirkt wie eine Isolierglasscheibe, sie hält Feuchtigkeit ab, lässt aber Wärme durch."
Erfindung und Patent: Alexander Buff erfand MARC; die Technologie wurde über das Fraunhofer-Institut für Bauphysik (IBP) zum Patent angemeldet und von interpanel zur Marktreife geführt. Das Verfahren ist mehrfach weltweit patentiert (u. a. EP 4 526 603, US 10 371 398). interpanel ist Spin-Off und exklusiver Lizenznehmer der Fraunhofer-Gesellschaft.
Vergleich
interpanel für Kühlung ohne Abschaltung.
| Parameter | Klassische passive Kühldecke | interpanel |
|---|---|---|
| Kühlleistung je Element | ca. 72 W/m² Panel-Fläche (DIN EN 14240) | bis zu 245 W pro Klimapanel, 391 W pro Klimaleuchte (inkl. LED-Abwärme) |
| Kühlleistung im Sommerbetrieb | kann durch Taupunktbegrenzung bis auf 0 fallen | durchgehend nutzbar, keine taupunktbedingte Abregelung |
| Vorlauftemperatur | 18 bis 20 °C | 8 bis 12 °C |
| Fensterlüftung | Nur eingeschränkt (Abregelung an der Taupunktgrenze) | Kombinierbar |
| Taupunktabschaltung | Erforderlich | Nicht erforderlich |
| Taupunktsensoren | Erforderlich | Nicht erforderlich |
| Typische Deckenbelegung | 80 bis 90 % | 20 bis 35 % |
| Luftentfeuchtung nötig | Ja, im feucht-warmen Auslegungsfall bis zu rund 60 % der entfeuchtungsbedingten Betriebskühlkosten (Ventilator-, Entfeuchtungs-, Wartungsaufwand) | Nein, bei hohen Feuchtelasten Luftentfeuchtung einfach im gleichen Kaltwasserkreislauf kombinierbar |
| Wartung | Filterwechsel, Hygieneinspektionen der notwendigen Lüftungsanlage | Keine Filter- oder Hygienewartung am Deckensystem |
Werte je Element und je Quadratmeter haben unterschiedliche Bezugsbasis. Die Nennleistung klassischer passiver Systeme wird unter Laborbedingungen mit kontrollierter Luftfeuchte gemessen; im realen Gebäudebetrieb mit variabler Feuchtelast ist diese Leistung nicht reproduzierbar. Kühlleistungen nach DIN EN 14240, Heizleistungen nach DIN EN 14037.
Planung
Was Taupunktunabhängigkeit für die Praxis bedeutet.
Taupunktunabhängigkeit verändert die Planung, die Kosten und die Zuverlässigkeit der gesamten Kühlanlage:
Einfachere Anlagentechnik.
Tiefe Vorlauftemperatur ohne Entfeuchtungsaufwand
Die Vorlauftemperatur lässt sich frei nach Kühllast wählen: 8 bis 12 °C, im Maximum bis 6 °C, statt taupunktbedingt auf 18 bis 20 °C anzuheben. Je nach Projekt kann die Kälteanlage deutlich kleiner ausfallen, in günstigen Fällen um bis zu 50 Prozent (projektabhängig).
Keine Taupunktregelung erforderlich
Kein Taupunktsensor, keine Abschaltlogik, keine Sicherheitsabschaltung. Planer rechnen mit dem nach DIN EN 14240 geprüften Wert, ohne Sicherheitsabschläge für sommerliche Feuchte.
Ein Kaltwassernetz für alles
Konventionelle Klimatechnik und bei Bedarf eine Luftentfeuchtung laufen im gleichen Kaltwassernetz. Ein zweites hydraulisches Netz entfällt, der Anschluss an ein bestehendes Kältenetz ist möglich.
Mehr Freiheit im Raum.
Rund 20 bis 35 % Deckenbelegung genügen
Je nach Kühllast genügen rund 20 bis 35 % Deckenbelegung (Erfahrungswert, lastabhängig). Die restliche Fläche bleibt frei für Sprinkler, Rauchmelder, Licht und Technik.
Zugluftfrei auch bei hohen Wärmelasten
Die Kühlfläche arbeitet überwiegend über Wärmestrahlung, zugluftfrei. Auch hohe Lasten werden zugfrei abgeführt, unter Komfortbedingungen über 380 W je Klimaleuchte.
Flexible Zonierung
Der modulare Aufbau erlaubt eine Zonierung, die sich auch nachträglich anpassen lässt. Kleine Feldgruppen bilden lokale Kühl- oder Wärmeinseln, statt den ganzen Raum zu temperieren.
Robust im Betrieb, auch im Bestand.
Fensterlüftung wird möglich
interpanel arbeitet auch bei geöffneten Fenstern weiter, ohne taupunktbedingte Abschaltung der Kühlfläche. Entscheidend für Bestandssanierungen, in denen eine Lüftungsanlage zur Entfeuchtung baulich oder wirtschaftlich nicht realisierbar ist.
Nutzung der Nachtauskühlung
Die thermische Masse des Gebäudes lässt sich über Nachtauskühlung mit den Kühlsegeln effizient nutzen. Möglich durch die Niedertemperaturkühlung ohne Taupunktgrenze.
Im Betrieb
ABW Architekten, Düsseldorf, Dachaufstockung in der Innenstadt
Rein mit Fensterlüftung, ohne RLT-Anlage. Bei über 40 °C Außentemperatur: im Mittel 24 bis 25 °C im Büro.
Betriebskosten über 10 Jahre deutlich unter der konventionellen Vergleichsvariante (interne Projektauswertung)
Zur Projektreferenz ABW Architekten →Forschung
Publikationen.
Die MARC-Technologie ist peer-reviewed publiziert. Der interpanel-Gründer ist Co-Autor der grundlegenden Veröffentlichung (Architectural Science Review, 2019):
Revisiting radiant cooling: condensation-free heat rejection using infrared-transparent enclosures of chilled panels
Teitelbaum, E. et al., Architectural Science Review 62:2, 152 bis 159. DOI: 10.1080/00038628.2019.1566112. Peer-reviewed, mit dem interpanel-Gründer als Co-Autor.
Membrane-assisted radiant cooling for expanding thermal comfort zones globally without air conditioning
Teitelbaum, E. et al., PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) 117:35, 21162 bis 21169. DOI: 10.1073/pnas.2001678117. Peer-reviewed.
A fresh (air) look at ventilation for COVID-19: Estimating the global energy savings potential of coupling natural ventilation with novel radiant cooling strategies
Aviv, D. et al., Applied Energy 292, 116848. DOI: 10.1016/j.apenergy.2021.116848. Peer-reviewed.
Licht, Heizen und Kühlen in einem Deckenbauelement vereint
Frank Urbansky, Springer Professional.
Energiesparendes Deckenpaneel kühlt tauwasserfrei
Forschung Kompakt, Dezember 2016 (Sonderausgabe BAU 2017). Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP.
Häufige Fragen.
Was bedeutet „taupunktunabhängig" bei einer Kühldecke?
Warum schalten klassische passive Kühldecken im Sommerklima und bei offenen Fenstern ab?
Kann ich bei einer taupunktunabhängigen Kühldecke die Fenster öffnen?
Wie viel Deckenbelegung ist nötig?
Ist die Technologie wissenschaftlich geprüft?
Taupunktfrage projektspezifisch klären.
Ob die taupunktunabhängige Kühlung in Ihrem Projekt trägt, hängt an Kühllast, Lüftungskonzept und Feuchtelasten. interpanel prüft die Randbedingungen projektspezifisch und stellt die technische Dokumentation zur MARC-Technologie bereit.
Drei Wege weiterzugehen
Gemeinsam prüfen, wie interpanel in Ihr Projekt passt.
Im ersten Gespräch klären wir Eignung, Machbarkeit und die nächsten Schritte.
Fachwebinar
Fachwebinar besuchen
Technische Einführung in das interpanel-Deckensystem, live online mit Fragerunde.
Zum Webinar →Systemunterlagen
Systemunterlagen downloaden
Datenblätter, Ausschreibungstexte, CAD-, BIM- und LDT-Daten sowie projektspezifische Lichtberechnungen und thermische Auslegungen.
Unterlagen anfragen →Projektierung
Projektierung prüfen
Schildern Sie Ihr Projekt. Wir prüfen Eignung, Gebäude und Randbedingungen und zeigen die nächsten Schritte auf.
Projektierung einreichen →