Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Im genannten Vorhaben sollen die Grundlagen f\u00fcr eine detaillierte Betrachtungsweise thermisch-akivierter Systeme mit Simulationsprogrammen geschaffen werden. Dazu bedarf es eines Gesamtmodells, das neben dem Geb\u00e4ude und der Nutzung alle relevanten Einfl\u00fcsse an den Komponenten der Raumklimatechnik sowie der W\u00e4rme- und K\u00e4lteerzeugung umfasst. Bei der bedarfsgerechten \u00dcbergabe von W\u00e4rme bzw. K\u00e4lte an den Raum vernachl\u00e4ssigen existierende Simulationsmodelle, gerade im Bereich der Bauteilaktivierung, wesentliche Einflussfaktoren und k\u00f6nnen daher nur zur Betrachtung von Teilbereichen herangezogen werden. Dies hat zur Folge, dass der Einfluss auf den Energieaufwand, der gerade bei dynamischen Heiz- und K\u00fchlsystemen kontrovers diskutiert wird, seither nicht aufgezeigt werden konnte. Ein Schwerpunkt des Vorhabens ist daher, die vorhandenen Modelle im Bereich der Nutzen\u00fcbergabe entsprechend zu erg\u00e4nzen und in einem Gesamtmodell zusammenzufassen. Damit ist es im Hinblick auf die Betriebsoptimierung m\u00f6glich, die Teilsysteme optimal aufeinander abzustimmen und einen energieeffizienten Betrieb zu erm\u00f6glichen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenVoraussetzung f\u00fcr die Entwicklung innovativer Konzepte ist eine integrale Betrachtungsweise aller relevanten Teilsysteme in einem Gesamtsystem. Dazu geh\u00f6rt das Geb\u00e4ude (Speichermasse, W\u00e4rmeschutz usw.), die Nutzung (Anwesenheit, innere Lasten usw.), die jeweiligen Komponenten der Raumklimatechnik (Heiz-, K\u00fchldecken, Raumregler, Luftdurchl\u00e4sse usw.) sowie die regenerative W\u00e4rme- und K\u00e4lteerzeugung. Erst wenn die verschiedenen Teilmodelle in ein Gesamtmodell eingef\u00fcgt sind, lassen sich verschiedene L\u00f6sungskonzepte hinsichtlich ihrer energetischen Eigenschaften und Behaglichkeit vergleichend gegen\u00fcberstellen. Dazu werden geeignete Simulationsmodelle eingesetzt, welche die besonderen Eigenschaften thermisch aktivierter Fl\u00e4chen in hochged\u00e4mmten B\u00fcrogeb\u00e4uden ber\u00fccksichtigen. Im Bauvorhaben des Kooperationspartners besteht die M\u00f6glichkeit, das entwickelte Simulationsmodell auf seine Praxistauglichkeit zu pr\u00fcfen. Nach erfolgreicher Kalibrierung werden verschiedene Optimierungsstrategien zur Regelung, Betriebsf\u00fchrung am Rechner entwickelt und nach deren Umsetzung in der realen An-lage messtechnisch ausgewertet. Damit ist es m\u00f6glich, die verschiedenen Teilsysteme optimal aufeinander abzustimmen und eine energieeffiziente Betriebsweise der gesamten Anlage mit hoher Nutzerakzeptanz zu gew\u00e4hrleisten. Die einzelnen Teilschritte werden dokumentiert und in den zugeh\u00f6rigen Berichten an den F\u00f6rdermittelgeber zusammengefasst.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Das neu entwickelte Rechenmodell einer Heiz- und K\u00fchldecke erm\u00f6glicht es, die Thermikstr\u00f6mung an Fenstern sowie den Einflussbereich von Luftausl\u00e4ssen auf den konvektiven W\u00e4rme\u00fcbergang zu quantifizieren. Aufbauend auf den Teilmodellen zur Nutzen\u00fcbergabe wird ein Gesamtmodell erstellt, auf dessen Basis vielf\u00e4ltige Optimierungsrechnungen durchgef\u00fchrt werden. Die Ergebnisse zeigen, dass gerade bei der Nutzen\u00fcbergabe von aktivierten Bauteilen ein erhebliches Einsparpotenzial besteht, das je nach An-wendungsfall, \u00fcber ein schnelles Zusatzsystem und eine geeignete Speicherstrategie erschlossen werden kann. Ein besonderer Augenmerk gilt hier der thermischen Behaglichkeit, die sich vor allem im Winter durch Sollwert\u00fcberschreitungen beim Auftreten von hohen Fremdw\u00e4rmeanteilen bemerkbar machen. Im Bereich der regenerativen W\u00e4rmeerzeugung liegt der Betrachtungsschwerpunkt auf den Systemkomponenten zur Verteilung, der W\u00e4rmepumpe und dem Sondenfeld. Gut erkennbar ist der Einfluss un-terschiedlicher Systemtemperaturen von Teilkomponenten sowie die sich \u00e4ndernde Speichertemperatur im Erdreich, was sich vor allem auf die erforderliche Verdichterleistung f\u00fcr den Temperaturhub an der W\u00e4rmepumpe auswirkt.
\nSowohl die durchgef\u00fchrten Parameterstudien als auch die gemessenen Verbr\u00e4uche zeigen, dass eine Systemkombination aus Bauteilaktivierung und schnellreagierendem Zusatzheizsystem deutliche Vorteile gegen\u00fcber traditionellen Methoden aufweisen, wenn ein Gro\u00dfteil der ben\u00f6tigten W\u00e4rme der Umgebung entnommen und die regenerative Quelle auch zum K\u00fchlen genutzt werden kann.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die wesentlichen Erkenntnisse werden aufbereitet und in Vorlesungen an der Universit\u00e4t Stuttgart sowie in Workshops an Studierende und Fachplaner weitergegeben [Tre05b], [Bau04d], [Sch04]. In direktem Zusammenhang mit dem Forschungsvorhaben sind 6 Studien- und Diplomarbeiten entstanden, die im Literaturverzeichnis separat aufgef\u00fchrt sind [Ger02], [Lan02], [Bur03], [Ank03], [Aro05]. Besonders erw\u00e4hnenswert ist die Studienarbeit von Herrn Burkard, die 2003 mit dem Albert-Tichelmann-Preis ausge-zeichnet wurde [Bur02]. Neben der reinen Lehre wurde eine Vielzahl von Vortr\u00e4gen bei unterschiedlichen Veranstaltungen gehalten [Nie01], [Nie02], [Oes02a], [Oes02b], [Tre02], [Bau03], [M\u00f6s03], [Bau04a], [Bau04b],[M\u00f6s04], [Tre04], [Nie05], [Tre05a]. Zus\u00e4tzlich sind am Lehrstuhl f\u00fcr Heiz- und Raumlufttechnik und vom Projektpartner mehrere Publikationen zu diesem Thema erschienen [Nie02], [BNK01], [Tre02], [BT02], [Bau03], [Bau04c], [Bur04]. Zu den Fachzeitschriften geh\u00f6ren unter anderem HLH als Zeitschrift des VDI-Verlags, CCI Infosystem Geb\u00e4udetechnik als Fachzeitung zu den Themen der technischen Geb\u00e4udeausr\u00fcstung und Energieanwendung, DBA das Deutsches Architekten Blatt, Xia intelligente Archi-tektur als Zeitschrift f\u00fcr Architekten und Technik und ein aktueller Beitrag zur Bauteiltemperierung in dem Buch B\u00fcrogeb\u00e4ude der Zukunft[VT05].<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Mit zeitlicher Verz\u00f6gerung konnten die Ziele des Vorhabens erreicht werden. Damit ist es gelungen, wesentliche Erkenntnisse zum Betriebsverhalten von bauteilaktivierten Systemen zu ermitteln und in der eingef\u00fchrten Bewertungssystematik \u00fcber Aufwandszahlen bereitzustellen [VDI2067-20].<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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