Verfahren zur Herstellung eines multifunktionalen Betonbauteils

Phasenwechselmaterialien (PCMs) werden im Baubereich aufgrund ihres Potenzials bei der Anpassung des Wohnraumklimas verwendet. Sie helfen dabei, die Gebäudetemperaturen zu regulieren, indem sie überschüssige Wärme speichern, wenn es zu warm ist und diese wieder abgeben, wenn es kühler wird. Dies führt zu einem gleichmäßigeren und angenehmeren Innenklima und verringert die Abhängigkeit von herkömmlichen Heiz‐ und Kühlsystemen. Im Zusammenhang mit den Herausforderungen des Klimawandels gewinnen PCMs immer mehr an Bedeutung. Die Entwicklung eines Verfahrens zur gezielten Steigerung der Wärmespeicherfähigkeit tragender Betonbauteile wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) als ZIM‐Kooperationsprojekt (PCMZ) gefördert. Ziel war es, die Speicherfähigkeit eines Betonbauteils durch eine räumliche Anreichung mit PCM‐Partikeln partiell zu optimieren, da eine gleichmäßig verteilte Anreicherung zu erheblichen Festigkeitsverlusten des Betons führt. Die Herstellung dieser multifunktionalen Bauteile sollte daher mit additiven Fertigungsverfahren erfolgen. Der Zugewinn an Speicherfähigkeit einerseits und der Verlust an Festigkeit andererseits wurden im Rahmen des Projektes untersucht.

Phase change materials (PCMs) are becoming increasingly important in the construction sector due to their potential for adjusting the indoor climate. They help to regulate building temperatures by storing excess heat when it is too warm and releasing it again when it gets cooler. This leads to a more even and comfortable indoor climate and reduces dependence on conventional heating and cooling systems. In connection with the challenges of climate change, PCMs are becoming increasingly important. The development of a process to specifically increase the heat storage capacity of load‐bearing concrete components was funded by the Federal Ministry for Economic Affairs and Climate Protection (BMWK) as a ZIM cooperation project (PCMZ). The aim was to partially optimize the storage capacity of a concrete component by spatially enriching it with PCM particles, as an evenly distributed enrichment leads to considerable losses in the strength of the concrete. The production of these multifunctional components should therefore be carried out using additive manufacturing processes. The gain in storage capacity on the one hand and the loss in strength on the other were investigated as part of the project.