Konzeptionierung einer adaptiven Gebäudehülle mit regelbarer Vakuumdämmung

Abstract

Wärmedämmungen an Gebäuden sind für den Winterfall essentiell, um den Heizenergiebedarf zu minimieren. Hoch wärmegedämmte Gebäude sind im Sommer jedoch anfällig für Überwärmung, da auch bei niedrigeren Außentemperaturen (z. B. nachts) durch die Wärmedämmung die Transmission von Wärme aus dem Gebäude nach außen minimiert wird. Ideal wäre daher eine bedarfsgerechte Anpassung des Wärmedurchgangs der Gebäudehülle. Deshalb wird in dieser Arbeit eine adaptive Gebäudehülle mit regelbarer Vakuumdämmung konzeptioniert. Dabei soll die Wärmeleitfähigkeit von porösen Vakuumdämmpaneelen durch Einströmen von Wasserstoff erhöht werden. Der Wasserstoff wird in Metallhydridreaktoren gespeichert und bei Bedarf zur Verfügung gestellt. Zur Vermeidung einer ständigen Wärmezufuhr zum Aufrechterhalten des wärmeleitenden Zustandes des Paneels und zur Optimierung der Regelbarkeit wird zwischen Paneel und Reaktor ein Absperrventil eingebaut. In dieser Arbeit werden Anforderungen und mögliche Materialien für die dafür notwendigen Komponenten identifiziert. Anschließend wird ein Versuchsaufbau entwickelt, um die konzeptionierte regelbare Wärmedämmung zu untersuchen. Damit wird die grundsätzliche Funktionalität des konzeptionierten Systems nachgewiesen. Durch den Einbau des Ventils werden deutliche Verbesserungen gegenüber vorliegenden Konzepten bezüglich Regelbarkeit und Energiebedarf sowie kurze Schaltzeiten von ca. 15 Minuten möglich. Darüber hinaus werden weitere Laborversuche zum Verhalten von Reaktor und Paneel durchgeführt. Abschließend wird der weitere Forschungsbedarf zur Erprobung solcher Systeme in Gebäudehüllen ermittelt.