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Energietransport durch transparente und nichttransparente Aussenwandkonstruktionen unterschiedlichen Aufbaus

Dieses Projekt wurde in Zusammenarbeit mit der Fa Josef Gartner in 8883 Gundelfingen unter der Projektverantwortlichkeit von Dr Schulz und Dr Wieland durchgefuehrt. Das Forschungsvorhaben hat zum Ziel, den Wissensstand und die Erfahrungen ueber die Gestaltung einer 'energieoptimalen' Fassade zu vervollstaendigen. In diesem Zusammenhang wurde unter Freilandbedingungen die energetische Qualitaet von insgesamt 11 verschiedenen ausgefuehrten Fassaden in Landzeittests untersucht. Waehrend der Versuchszeit wurden in zwei Messzyklen, die sich jeweils ueber ein gesamtes Kalenderjahr (1985 und 1988) erstreckten, je fuenf Fassadentypen mit dem energetischen Verhalten einer sogenannten Standard- oder Referenzfassadenausfuehrung verglichen. Aus den in Versuchen und durch Simulationsrechnungen gewonnenen Erkenntnissen, die als ein Mass fuer die Betriebskosten eines Gebaeudes angesehen werden koennen, laesst sich fuer den jeweils spezifischen Einzelfall eine Beurteilung der Fassade aus energetischer und wirtschaftlicher Sicht durchfuehren.

Energetische Charakterisierung Transparenter Waermedaemmverbundsysteme/TWDVS

StoEx2 - Weiterentwicklung, Prüfung, und Demonstration großvolumiger, preiswerter Warmwasserspeicher mit hocheffizienter Wärmedämmung zur Außenaufstellung, Teilvorhaben: wissenschaftliche Begleitung und Monitoring

StoEx2 - Weiterentwicklung, Prüfung, und Demonstration großvolumiger, preiswerter Warmwasserspeicher mit hocheffizienter Wärmedämmung zur Außenaufstellung, Teilvorhaben: Realisierung

Optimierung der Solarapertur - Teilvorhaben: Optimierung von transparent waermegedaemmten Folien-Speicher-Kollektoren^Mikrostruktur-Untersuchungen von TWD-Materialien und optischen Regelelementen zur Optimierung der Solarapertur MISOS^Adeline II - Advanced Daylighting and Electric Lighting Integrated New Environment - Weitergehende Entwicklungsarbeiten im Rahmen des IEA-SHC-Task 12^Energetische Optimierung der Solarapertur^Kooperation des Fraunhofer-Institutes fuer Solare Energiesysteme (ISE), Freiburg, mit dem Shanghai Institute of Energy (SIE), Shanghai/China^Entwicklung transparenter Bauteile mit holographischen Beugungsgittern^Feasibility Studie fuer die Erprobung von transparenten Waermedaemmstoffen (TWD) und anderen Energiespartechnologien am Neubau der deutschen Agentur fuer Raumfahrtangelegenheiten (DARA)^Untersuchung des Einflusses von transparenten Waermedaemmsystemen auf altbauuebliche inhomogene Aussenwandkonstruktionen^Untersuchung an hocheffizienten Luftkollektoren mit durchstroemten Kapillarstrukturen^Optimierung der Solarapertur - Teilvorhaben: Energiezelle zur solaren Brauchwassererwaermung fuer eine Sporthalle mittels integrierter Speicherkollektoranlage und weiterer Versuchsanlagen zur solaren Wasservorwaermung^Energetische Optimierung der Solarapertur. Grundlagenentwicklung in den Bereichen transparente Waermedaemmaterialien, Komponenten und Systeme - Phase I^Umwelthaus Dresden - Doppelhaus als gesamtoptimiertes Niedrigenergiehaus mit einer in das Heizungs- und Lueftungssystem integrierten transparenten Waermedaemmung (TWD)^Optimierung der Solarapertur - Teilvorhaben: Erprobung und Evaluierung eines hybriden Solarsystems mit transparenter Waermedaemmung (TWD) am Sonnenhaus Hopfgarten^Optimierung der Solarapertur - Teilvorhaben: Optimierung von transparent waermegedaemmten Folien-Speicher-Kollektoren, Optimierung von Folien-Speicherkollektoren

Folienspeicherkollektoren kommen in erster Linie fuer die Brauchwassererwaermung im Einzelhaushalt und aufgrund ihrer leichten grossflaechigen Herstellbarkeit fuer Hotels, Krankenhaeuser, Siedlungen und Prozesswaermeanlagen in Frage. Mit Hinsicht auf eine billige Serienfertigung sind mindestens 2 Modulgroessen sinnvoll und zwar eine fuer Familien- und eine fuer Grossanlagen. Umfangreiche experimentelle Untersuchungen sind notwendig, um wesentliche Systemkomponenten zu optimieren, wie zB die Abdeckung der Kollektoren, die Gestaltung und Geometrie der Wassersaecke, Wasserein- und -ablauf, Entlueftungsventile, Verschlussart der Saecke, transluzente Waermedaemmung. Zur Optimierung der Anlagen hinsichtlich Kollektorgroesse und -speicher soll fuer verschiedene Anwendungsfaelle ein Simulationsmodell erstellt werden, das auch eine oekonomische Bewertung der Kollektoren ermoeglicht.

Funktionalisierte Membrankonstruktionen zur energetischen Sanierung von Gebäuden, Teilvorhaben: Transluzente Membranen und Verbundwerkstoffe

Ziel des Vorhabens ist es, geeignete Dämmstoffe permanent mit Membranwerkstoffen zu verbinden, um so Membranwerkstoffe mit integrierter Dämmung zu erzeugen. Idealerweise soll dieser Werkstoff als Rollenware produziert werden, d.h. nicht erst bei der Konfektion in Handarbeit erzeugt werden. Zur Erzeugung eines solchen Verbundes müssen geeignete Verbindungstechniken (Kleben, Laminieren) und die zugehörigen Hilfsmittel (Klebstoffe, Klebeweb, Klebefolie) erprobt werden. Neben der Wärmedämmung ist ein wichtiger Aspekt die Lichtdurchlässigkeit eines solchen Verbundwerkstoffs. Da die Nutzung von Tageslicht durch die Transluzenz der textilen Strukturen einen wichtigen Grund für den Einsatz von Membrankonstruktionen spielt, ist es ggf. nötig sowohl Dämmstoffe im Hinblick auf ihre Lichtdurchlässigkeit zu optimieren als auch Membranwerkstoffe mit erhöhter Transluzenz zu entwickeln. Schlussendlich muss eine für solche neuen Verbundwerkstoffe (Bahnen- oder Rollenware) geeignete Fügetechnik oder ein Verarbeitungsverfahren entwickelt werden, da es in der Anwendung immer nötig ist, mechanisch hochbelastbare Nähte zu erzeugen. Im 1. Schritt erfolgen Vorversuche, bei denen existierende Membranwerkstoffe (Polyester-PVC und Glas-PTFE) auf den Kaschier- und Laminieranlagen der Verseidag mit Glasfasergespinsten der Firma Wacotech kombiniert werden sollen. Erster Meilenstein ist es, ein geeignetes Klebemedium zu identifizieren, das eine gute Haftung zwischen Dämmung und Membran gewährleistet. Die Langlebigkeit des Verbundes wird durch künstliche Bewitterung untersucht. In einem 2. Schritt soll die Transluzenz des Verbundes optimiert werden. Dazu werden optimierte Membranmaterialien entwickelt, produziert, mit Dämmstoffen unterschiedlicher Dicke kombiniert und ihre Transluzenz und Wärmedämmeigenschaften charakterisiert. Weitere Prüfpunkte sind das Brandverhalten der Verbundwerkstoffe sowie ihre mechanischen Kenngrößen (Haftung, Höchstzugkraft etc.).

Funktionalisierte Membrankonstruktionen zur energetischen Sanierung von Gebäuden, Teilvorhaben: 'Koordination und grundlegende Forschung'

Die Zielsetzung dieses Verbundvorhabens liegt in der Nutzung von Membrankonstruktionen im Rahmen der textilen Architektur zur energetischen Sanierung von Bestandgebäuden. Dazu werden Optimierungs- und Lösungsansätze gebündelt, die wesentliche gemeinsame Zielstellungen im Bereich des Bauens mit biegeweichen Membranwerkstoffen verfolgen. Dies beinhaltet ebenso die Funktionalisierung und Optimierung von Membranen hinsichtlich ihrer thermischen und optischen Eigenschaften wie die verbesserte Integration von Membrankonstruktionen im Fassaden- und Dachbereich. Zusätzlich wird eine Kombination von Membranen mit anderen Baustoffen untersucht, wenn sich dadurch die energetischen Eigenschaften (wie zum Beispiel die Wärmedämmung) verbessern lassen.

Funktionalisierte Membrankonstruktionen zur energetischen Sanierung von Gebäuden, Teilvorhaben: 'Transluzente und wärmedämmende Funktionswerkstoffe'

Dachkonstruktionen mit Membranhüllen werden in der Regel für unbeheizte Gebäude eingesetzt. Will man den Einsatz von Membrankonstruktionen auf beheizte Gebäude erweitern, so wird die Verbesserung der Wärmedämmeigenschaften notwendig. Gleichzeitig soll die Lichtdurchlässigkeit und Lichtstreuung möglichst erhalten bleiben. Wacotech GmbH & Co. KG stellt ein lichtdurchlässiges Glasfasergespinst her, welches die Wärmedämmeigenschaften von Membranen erheblich verbessert. Ein Ziel des Forschungsvorhabens ist es nun, konstruktive Lösungen zur Integration des Glasfasergespinstes in die Membranhülle zu erarbeiten. Des Weiteren sollen die bauphysikalischen Werte ermittelt und optimiert werden. Ein wesentliches Ziel ist es schließlich, für die Konfektionäre ein montagefreundliches System mit marktgerechten Kosten zu entwickeln. Im ersten Arbeitsschritt werden Kaschier- und Klebversuche auf PVC, PTFE und ETFE Membranen durchgeführt. Dazu ist die Identifikation geeigneter Klebstoffe notwendig. Daneben werden unterschiedliche Materialmuster zur Flachbahn-Laminierung hergestellt. Es werden Versuche auf einer Flachbahn-Laminieranlage bei der Firma Verseidag durchgeführt. Ein weiterer Arbeitsschritt ist die einseitige Beschichtung des Glasfasergespinstes mit transparenter Folie. Dazu wird eine Materialrecherche geeigneter Klebstoffe und transparenter Folien mit B1 Brandschutz durchgeführt. Die gefundenen Materialkombinationen werden auf ihre Brandeigenschaften untersucht. Evtl. werden Brandschachtversuche durchgeführt. Ein exemplarisches Baukastensystem mit Glasfasergespinst und unterschiedlichen Membrankombinationen wird erstellt. Die bauphysikalischen Werte werden gemessen und optimiert. Die erarbeiten Lösungen werden in einem Demonstrationsobjekt am ZAE Bayern getestet und aufgebaut. Dabei wird auch die Montagefreundlichkeit geprüft. Abschließend wird eine Kostenkalkulation durchgeführt.

Funktionalisierte Membrankonstruktionen zur energetischen Sanierung von Gebäuden, Teilvorhaben: 'Bearbeitung und Konfektionierung von Membranmaterialien'

Die Zielsetzung dieses Verbundvorhabens liegt in der Nutzung von Membrankonstruktionen im Rahmen der textilen Architektur zur energetischen Sanierung von Bestandgebäuden. Dazu werden Optimierungs- und Lösungsansätze gebündelt, die wesentliche gemeinsame Zielstellungen im Bereich des Bauens mit biegeweichen Membranwerkstoffen verfolgen. Dies beinhaltet ebenso die Funktionalisierung und Optimierung von Membranen hinsichtlich ihrer thermischen und optischen Eigenschaften wie die verbesserte Integration von Membrankonstruktionen im Fassaden- und Dachbereich. Zusätzlich wird eine Kombination von Membranen mit anderen Baustoffen untersucht, wenn sich dadurch die energetischen Eigenschaften (wie zum Beispiel die Wärmedämmung) verbessern lassen.

Funktionalisierte Membrankonstruktionen zur energetischen Sanierung von Gebäuden, Teilvorhaben: 'Modulare Fassadenelemente mit Membranbestandteilen'

Im Rahmen des Verbundvorhabens werden Optimierungs- und Lösungsansätze gebündelt, die wesentliche gemeinsame Zielstellungen im Bereich des Bauens mit biegeweichen Membranwerkstoffen verfolgen. Die übergeordnete Zielsetzung des Verbundvorhabens liegt in der Nutzung von Membranen zur energetischen Sanierung von Bestandgebäuden. Dies beinhaltet die Funktionalisierung und Optimierung von Membranen hinsichtlich ihrer thermischen und optischen Eigenschaften ebenso wie die verbesserte Integration von Membrankonstruktionen im Fassaden- und Dachbereich. Zusätzlich wird eine Kombination von Membranen mit anderen Baustoffen untersucht, wenn sich dadurch die energetischen Eigenschaften, wie z.B. die Wärmedämmung, verbessern lassen, oder wenn sich weitere notwendige Eigenschaften nur in Verbindung mit anderen Materialien realisieren lassen. Im Rahmen dieses Teilvorhabens werden modulare Fassadenelemente, welche die Eigenschaften hohe Wärmedämmung und Transluzenz in sich vereinen und damit die Energieeffizienz des Gebäudes ebenso erhöhen wie die Behaglichkeit der Innenräume, entwickelt. Im Rahmen des Verbundvorhabens werden folgende Punkte bearbeitet: - Entwicklung und Charakterisierung einer transluzenten Wärmedämmung mit verbesserten thermischen und optischen Eigenschaften. - Untersuchung und Design einer räumlich umgeformten ETFE-Folie zur Optimierung des Sonnenschutzes. - Umsetzung der erarbeiteten Lösungen in einem öffentlichkeitswirksamen Demonstrationsobjekt. Ein wesentlicher Schwerpunkt der Aktivitäten in diesem Teilvorhaben besteht in der Ermittlung der Anforderung an hochwärmedämmende und lichtdurchlässige Fassadenelemente unter Berücksichtigung der bautechnischen Randbedingungen sowie in der Entwicklung entsprechender Elemente und der Charakterisierung dieser Elemente im Raum.

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