Wärmetransport und andere bauphysikalische Aspekte im Membranbau

Der vorliegende Artikel gibt einen Überblick über einige laufende und abgeschlossene Forschungsprojekte auf dem Gebiet des Membranbaus an der Hochschule für Technik (HFT) Stuttgart. Eine zentrale Herausforderung im Membranbau ist die Beeinflussung des radiativen Wärmeeintrags bzw. des Wärmeverlustes durch die Gebäudehülle zur energieeffizienten Gewährleistung einer komfortablen Raumtemperierung für die Nutzer ohne nennenswerte Beeinträchtigung der Tageslichtqualität. An der HFT wurde diese Fragestellung mit unterschiedlichen Ansätzen im Rahmen mehrerer Forschungsprojekte messtechnisch und numerisch behandelt. Im Projekt SoFt wurde die Vereinbarkeit von Dämmwirkung und Lichtdurchlässigkeit untersucht und mit der Dachkonstruktion einer Sporthalle realisiert. Im Rahmen des Projekts FMESG wurde eine statische, winkelselektive Verschattungseinheit nach dem Vorbild eines Sheddachs entworfen, numerisch untersucht und bis zum Prototypenstadium entwickelt. Der Einfluss von Oberflächenbeschichtung niedriger Emissivität auf die Wärmeströme durch ETFE-Gebäudehüllenelemente wurde im Projekt Follow-e2 adressiert und mit den Mitteln der dynamischen Gebäudesimulation numerisch untersucht. Das Potenzial zur Reduzierung des Energiebedarfs von Gebäuden durch dynamische Verschattung mittels elektrochromer Elemente wurde im Projekt FLEX-G mit den Mitteln numerischer Gebäudesimulation und heuristischer Optimierungsverfahren untersucht.

Research activities with regard to membrane construction at HFT Stuttgart
In the presented article we give an overview to some of the recent and ongoing research projects at Hochschule für Technik Stuttgart (HFT) in the context of membrane buildings. One of the major challenges in the context of membrane building is the regulation of the radiative heat flux entering the building as well as thermal losses across the building envelope while still providing comfortable room temperature and daylight use for the inhabitants. The accomplishment of this task, investigated by means of measurements and numerical simulation was the scope of several research projects at HFT Stuttgart. Within the research project “SoFt” the compatibility of insulation and translucency was investigated and realized within the roof construction of a sports center in Germany. One of the objects of the research project “FMESG” was the realization and numerical simulation of an angle-selective static solution for partial shading, analogous to a miniature saw tooth roof configuration, up to the point of a working prototype. The project “Follow-e2” tackled the influence of low emissivity surface coatings on the energy balance of membrane constructions by means of numerical simulation. Within the project “FLEX-G” the potential for reduction of energy demand by dynamic shading with electrochromic elements was investigated by means of dynamic building simulation and heuristic optimization.