Hydronisch aktivierte multifunktionale Bauteile mit PCM‐Integration

Der Gebäudesektor steht vor der Herausforderung, Wärme aus erneuerbaren Energien effizient zu nutzen und den netzbezogenen Strombedarf für die Raumheizung zu reduzieren. In diesem Beitrag wird ein hydronisch aktiviertes multifunktionales Bauteil (MFB) für die Gebäudehülle untersucht. Ein validiertes System wird durch die Integration einer schaltbaren Wärmedämmung (SWD) und von Phasenwechselmaterialien (PCM) zur Erhöhung der Speicherkapazität erweitert. Das PCM ist als Kassettensystem integriert und wird hydronisch beladen. Das MFB vereint die thermische Energiespeicherung, die Unterstützung der Raumheizung und die aktive Dämmwirkung durch erhöhte Innenoberflächentemperaturen zur Reduktion von Transmissionswärmeverlusten bei Einhaltung des thermischen Komforts. Das System wird experimentell auf Bauteilebene untersucht und mittels Simulation auf Gebäudeebene bewertet. Die Ergebnisse zeigen eine verbesserte solarthermische Nutzung, eine Erhöhung des solaren Deckungsanteils um bis zu 235 % und eine Reduktion des Strombedarfs für die Heizung um bis zu 44 %.

The building sector faces the challenge of efficiently using renewable heat while reducing grid‐based electricity demand for space heating. This study investigates a hydronically activated multifunctional building Part (MBP) integrated into the building envelope. A validated system is extended by incorporating switchable thermal insulation (SWTI) and phase change materials (PCM) to enhance thermal storage capacity. The PCM is integrated as a cassette system and charged via hydronic activation. MBP combines thermal energy storage, space heating support, and active insulation by increasing interior surface temperatures to reduce transmission losses while maintaining thermal comfort. The system is experimentally analyzed at the component level and evaluated at the building level using simulation. Results show improved solar thermal utilization, an increase in solar fraction of up to 235 %, and a reduction in grid‐based heating demand of up to 44 %, while maintaining comfort limits.