Fachgebiet Massivbau und Baukonstruktion

 

Multifunktionale Gebäudetragstruktur zur Klimatisierung und Energiespeicherung

Im Rahmen dieses Forschungsprojektes entsteht 2016 der Großdemonstrator „Smallhouse IV“. Der Grundgedanke des Experimentalbauwerkes ist die integrale Nutzung der Betontragstruktur für die direkte Klimatisierung des Gebäudes über die Gebäudehülle durch aktiv gesteuerte wasserdurchflossene Rohregister. Innovativer Kern ist die kurz- bis mittelfristige Pufferspeicherung von thermischer Energie in den massiven Betonbauteilen, deren Speichervermögen durch den Einsatz von Phasenwechselmaterialien (PCM) gesteigert wird. Zudem wird das Überangebot an solarer Energie im Erdreich unter dem Gebäude mittel- bis langfristig gespeichert. Die thermische Energie aus dem Saisonalspeicher wird bei Bedarf durch eine Wärmepumpe für das Gebäude nutzbar gemacht. Dieses Gesamtkonzept stellt eine Alternative zu herkömmlichen thermischen Speichersystemen dar, indem das vorhandene Potenzial von Gebäudestruktur und Erdreich gezielt ausgenutzt wird. Die Vorteile dieses Systems konnten bereits über numerische Untersuchungen am thermischen Gebäudemodell aufgezeichnet werden. Aufgrund des hohen Speichervermögens der Bauteile kann dieses System mit vergleichsweise geringen Vorlauftemperaturen betrieben werden. Daraus resultiert eine effektive Nutzung der Solarkollektoren im Vergleich zu einer Lösung mit einer Solarthermieanlage in Kombination mit einem Wasserspeicher.

Es besteht die Zielstellung durch eine gezielte Speichermassenbewirtschaftung der Gebäudestruktur und des Erdreichs einen solaren Deckungsgrades von ≥ 50 % für die Wärmeversorgung zu ereichen.

Die Bauteile des Großdemonstrators werden als Sandwichelemente ausgebildet und mittels Spannschlösser miteinander verbunden. Eine Wand des Großdemonstrators wird so konstruiert, dass sie nachträglich ausgetauscht werden kann. Somit können verschiedenen Querschnitte hinsichtlich ihres Einflusses auf das thermische Verhalten des Gesamtsystems untersucht werden.

Mittelgeber

Bundesinstitut für Bau, Stadt- und Raumforschung

BBSR

http://www.bbsr.bund.de

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. Matthias Pahn
Christian Caspari
Dipl.-Ing. Tillman Gauer

Schwerpunkte

Betonfertigteile
Tragwerk & Energie
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