‘Intelligente’ Energieflusssteuerung an Fassaden auf Basis moderner D\u00e4mmsysteme, steuerbarer W\u00e4rmeeiDas im folgenden erl\u00c3\u00a4uterte Promotionsvorhaben soll als ein gutes Beispiel eines “intelli-genten” Gesamtkonzepts auf dem Gebiet der Nutzung regenerativer Energiequellen f\u00c3\u00bcr Geb\u00c3\u00a4ude verstandenwerden. In meiner Diplomarbeit setze ich mich mit dem Thema der optimalen (pr\u00c3\u00a4diktiven) Regelung komplexer Systeme auseinander. Mit Hilfe numerischer Simulationsrechnungen werden fortschrittlicheRegelstrategien f\u00c3\u00bcr unterschiedliche Teilaspekte einer komplexen Heizungs- und Warmwasseranlage untersucht. In das Promotionsprojekt sollen diese Erfahrungen integriert werden, um gemeinsam mitden neu entwickelten Regelstrategien zur Nutzung der passiven solaren Gewinne ein gesamtheitliches Regelkonzept zu verwirklichen. Theoretische Erkenntnisse sollen am realen Objekt in die Praxisumgesetzt werden. Dabei sollen an einem “Testraum” unter Einbindung mehrerer innovativer Konzepte “intelligente” Regelstrategien verwirklicht und evaluiert werden. Ich bin an der Durchf\u00c3\u00bchrung desvorgestellten Promotionsvorhabens sehr interessiert, weil es mir anspruchsvoll, rele-vant und innovativ erscheint. Es kann dazu beitragen, den fossil zu deckenden Anteil am Heizenergiebedarferheblich zu verringern, ohne da\u00c3\u0178 Komforteinbu\u00c3\u0178en hingenommen werden m\u00c3\u00bcssen. Problemdarstellung, Inhalt und Zielsetzung des Promotionsvorhabens Der Anteil der Geb\u00c3\u00a4udeheizung am Gesamtenergiebedarf betr\u00c3\u00a4gt in Deutschland ca. 40 %. Aus Umweltschutzgr\u00c3\u00bcnden – insbesondere aufgrund der CO2 – Problematik – besteht die Notwendig-keit, aufdiesem Sektor erhebliche Einsparungen zu erzielen. Die Verf\u00c3\u00bcgbarkeit immer besserer Verglasungen erm\u00c3\u00b6glicht seit einigen Jahren die Realisierung von sparsamen “Solarh\u00c3\u00a4usern” mit gro\u00c3\u0178enFenstern, aber dennoch hervorragendem D\u00c3\u00a4mmstandard. Die bei solchen H\u00c3\u00a4usern durch die Fenster in die R\u00c3\u00a4ume gelangende Solarenergie – man spricht hier auch von passiven solaren Gewinnen -tr\u00c3\u00a4gt bedeutend zur Deckung des Heizenergiebedarfs bei. In der Jahresbilanz sind moderne Verglasungen “Nettogewinnfl\u00c3\u00a4chen” – die Summe der passiven solaren Ge-winne durch die Fenster\u00c3\u00bcbertrifft dem Betrage nach die dort auftretenden Verluste durch Transmission, Konvektion und W\u00c3\u00a4rmestrahlung. Zudem erzeugen gro\u00c3\u0178fl\u00c3\u00a4chige Verglasungen wie beispielsweise beim drehbarenSolarhaus HELIOTROP in Freiburg ein von vielen als ange-nehm empfundenes Wohngef\u00c3\u00bchl. Eine weitere M\u00c3\u00b6glichkeit der passiven Nutzung solarer Gewinne durch moderne D\u00c3\u00a4mmsysteme bietet die unten erl\u00c3\u00a4uterte Transparente W\u00c3\u00a4rmed\u00c3\u00a4mmung (TWD), die im Rahmen desPromotionsvorha-bens ebenfalls zum Einsatz kommen soll.Der gro\u00c3\u0178z\u00c3\u00bcgige Einsatz von Fassaden zur Nutzung passiver solarer Gewinne birgt jedoch auch Probleme: Mit der Gr\u00c3\u00b6\u00c3\u0178e der Fenster und TWD-Elemente steigt die Gefahr der \u00c3\u0153berhitzung der R\u00c3\u00a4ume.Die an sonnigen Tagen durch die Fenster in ein Geb\u00c3\u00a4ude gelangende Strahlungsleistung kann sich bei gro\u00c3\u0178en Verglasungen durchaus im Kilowattbereich bewegen. \u00c3\u201ehnliches gilt – mit einerentsprechenden zeitlichen Verz\u00c3\u00b6gerung – auch f\u00c3\u00bcr TWD-Elemente. Dies f\u00c3\u00bchrt bei her-k\u00c3\u00b6mmlichen Baumaterialien – insbesondere bei der f\u00c3\u00bcr Solarh\u00c3\u00a4user verschiedentlich favorisier-ten Leichtbauweise -zu einer starken Aufheizung von Struktur und Raumluft. Dabei sind insbe-sondere die TWD-Elemente kritisch, da sie – einmal aufgeheizt – noch stundenlang W\u00c3\u00a4rme in den Raum abstrahlen. In Gebietenmit mildem, sonnigem Klima kann so die energieintensive K\u00c3\u00bchlung von Wohnr\u00c3\u00a4umen erforderlich werden, wenn der solare Eintrag nicht rechtzeitig verringert wird.Weiterhin kann es bei direkter Sonneneinstrahlung durch die Fenster zu f\u00c3\u00bcr die Bewohner unan-genehmen Blendeffekten kommen, d. h. der visuelle Komfort wird beeintr\u00c3\u00a4chtigt. W\u00c3\u00bcnschenswert ist also\u00c2\u00b7 die M\u00c3\u00b6glichkeit, den Energieflu\u00c3\u0178 durch die Fassade ins Geb\u00c3\u00a4ude “optimal” zu steuern und\u00c2\u00b7 eine Erh\u00c3\u00b6hung der wirksamen thermischen Masse (W\u00c3\u00a4rmekapazit\u00c3\u00a4t) des Wohnraumes, um ohne \u00c3\u0153berhitzung einen m\u00c3\u00b6glichst gro\u00c3\u0178en Teil der passiven solaren Gewinne speichern zu k\u00c3\u00b6nnen.In vielen F\u00c3\u00a4llen stehen allerdings die Maximierung passiver solarer Gewinne und die Optimie-rung des visuellen Komforts im Widerspruch zueinander. So kann beispielsweise die Situation auftreten,da\u00c3\u0178 bei kaltem, sonnigem Wetter zur Vermeidung von Blendung ein Teil der potenti-ellen passiven Gewinne verworfen werden mu\u00c3\u0178. Daher erhebt sich die Frage nach “intelligenten”Regelungsstrategien. Das Promotionsvorhaben soll – unter Einbindung der Transparenten W\u00c3\u00a4rmed\u00c3\u00a4mmung und der noch weitgehend in der Testphase befindlichen Konzepte:\u00c2\u00b7 optisch schaltende Schichten und \u00c2\u00b7 Latentmaterialien in Wandverbundsystemen \u00c2\u00b7 Pr\u00c3\u00a4diktive\/adaptive Regelungzu Konfigurationen und Regelalgorithmen f\u00c3\u00bchren, die die effiziente Nutzung passiver solarer Gewinne sowie guten thermischen und visuellen Komfort erm\u00c3\u00b6glichen. Es wird angestrebt, dasSystemverhalten eines Raumes mit optisch schaltender Schicht und Latentmaterialien in Wand-verbundsystemen nicht nur simulativ, sondern auch durch Messungen an einer realen “Test-zelle” zuanalysieren. Dynamische Simulations-rechnungen lassen von den beschriebenen Neuerungen erhebliche Verbesserungen erwarten.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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