Bewertung und Optimierung von dynamischen Dämmsystemen unter Berücksichtigung des Wiener Klimas

In den letzten Jahren fanden immer wieder Anstrengungen statt um den CO2-Haushalt der Erdatmosphäre zu senken. Begriffe wie “sparsamer”, “effizienter” oder “effektiver” werden häufig in diesem Zusammenhang verwendet. Auch das Fachgebiet Bauphysik kann einen wesentlichen Beitrag zur Energieeffizienz leisten. Das ist eine berechtigte Forderung, da Gebäudeheizung und Gebäudekühlung einen bedeutenden Anteil am Ausstoß schädlicher Treibhausgase besitzen. Grenzwerte für die U-Werte werden immer niedriger angesetzt, was dickere und teurere Dämmsysteme zur Folge hat. Neben diesen trivialen Lösungen werden auch komplexere Systeme entwickelt und erprobt. In dieser Untersuchung werden zwei davon genauer betrachtet und bezugnehmend auf den Heiz wärmebedarf sowie den Kühlbedarf gegenüberstellt. Dabei handelt es sich um sogenannte schaltbare Dämmungen, und um ein neues System mit der Bezeichnung “Thermocollect”. Ein Vergleich beider Systeme ist mit Software-Standardlösungen nicht möglich, da diese mit nichtvariablen Wärmeleitwerten arbeiten, weshalb ein eigenes Simulationsmodell entwickelt werden musste. Zunächst werden im Rahmen einer Einführung beide Systeme vorgestellt. Ein Abschnitt beinhaltet eine Ausführung zum Simulationsmodell und Erläuterungen zu seinen Eigenheiten. Abschließend folgen Ergebnisse von Parameterstudien, eine Interpretation der Ergebnisse sowie Schlussfolgerungen und die Optimierung der neuartigen Dämmsysteme.

Evaluation and optimization of switchable insulation using the climatic conditions of Vienna.
There have been numerous efforts to reduce CO2 emissions in recent years. Terms such as ”more economical”, ”more efficient”, and ”more effective” are often used in discussion of this theme. The field of building physics can make a significant contribution to energy efficiency since building heating and cooling produces a significant portion of overall hazardous greenhouse gases. In response, heat transfer coefficient limits are being set lower and lower resulting in thicker and more expensive insulation systems. Very creative systems are being developed and tested parallel to conventional solutions. This study examines and contrasts two of the systems focusing upon the heating and cooling requirements: the so called ”switchable insulation” and a new system called ”Thermocollect”. The systems cannot be compared using standard software programs as the calculations are based on steady-state thermal conductivities. Therefore, an in-house simulation model was developed. Both systems are described in the introduction. A presentation of the basic thermodynamic concepts applied in the simulation fol lows. One section contains an explanation of the simulation model and its distinctive properties. The study is concluded by the results of the parametric studies, an interpretation of the results and implications, and engineering optimizations for the new insulation systems.