Fachgebiet Massivbau und Baukonstruktion

 

Großflächige, multifunktionale Bauelemente mit thermisch aktiven Bewehrungsstrukturen - Entwicklung hocheffizienter, regelbarer Vakuumisolationen

Im Verbundforschungsvorhaben MuFuBisS wird eine Grundlagentechnologie für regelbare, vakuumisolierte Dämmelemente entwickelt und deren Anwendung in mehrschichtigen Wandbauteilen erforscht. Dabei soll ein Verbundfassadenelement aus einer filigranen Fassadenplatte aus Hochleistungsbeton, einer regelbaren Vakuumdämmschicht von ca. 20 mm und einer Betoninnenschale, welche mit einer funktionalisierten Faserkunststoffbewehrung ausgebildet ist, entwickelt werden. Die Verbindung der Schichten erfolgt durch Befestigungselemente in Form von Verbunddübelleisten mit geringer Dicke, welche eine Kraftübertragung über die Dämmschicht ermöglichen. Untersuchungen zum Trag- und Verformungsverhalten sowie die Bemessung dieser Befestigung ist ein Schwerpunkt im Forschungsvorhaben. Durch die Anordnung von einer oder zwei Vakuumdämmschichten im Wandaufbau können unterschiedliche Funktionalitäten ausgebildet werden.

Die Anordnung einer regelbaren Dämmung ermöglicht eine Wärmegewinnung und gleichzeitig die Vermeidung von Transmissionswärmeverlusten am gesamten Wandbauteil. Infolge einer angepassten Ausführung der Fassade kann durch eine zusätzliche Glasschicht in einem Abstand von wenigen Zentimetern das Bauteil energetisch deutlich effizienter ausgebildet werden, da Wärmeverluste durch Abstrahlung und Konvektion des Wandelementes verringert werden können.

Bei zwei Dämmschichten kann zusätzlich eine Speicherung der solaren Wärme im Betonkern erfolgen, eine thermische Speicherschicht aus Beton entsteht. Die zusätzliche Anordnung der raumseitigen Dämmung ermöglicht hohe Speichertemperaturen im Betonkern, die Regelbarkeit ermöglicht eine gezielte Abgabe von überschüssiger Wärme an die Innenräume. Mit der Integration von thermisch aktivierter Faserkunststoffbewehrung in der Tragschicht kann Wärme über eine Stromheizung in die Betonschicht eingespeist werden.

In Abhängigkeit der unterschiedlichen Klimagegebenheiten und der verschiedenen Funktionalitäten, werden Regelungs- und Steuerungsstrategien für das Bauelement im Gebäudekontext entwickelt.

Im Ergebnis des Projektes liegen wirtschaftlich herstellbare Bauteile und praxistaugliche Bemessungskonzepte vor. Mithilfe einer dynamischen Gebäudesimulation werden die Potenziale und zweckentsprechende Gebäudeenergiekonzepte für den Wohnungsbau herausgearbeitet.

Mittelgeber

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

BMWi

https://www.bmwi.de

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. Matthias Pahn
Dipl.-Ing. Tillman Gauer
Mona Lisa Keller
Martin Kiesche, M.Sc.
Dipl.-Ing. Fabian Penkert

Schwerpunkte

Betonfertigteile
Faserverstärkte Kunststoffe
Tragwerk & Energie

Kooperationspartner

6 Partner

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