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Forschung 2018
(2018)
The reduction of the energy demand of existing buildings is the main objective of building refurbishment. Managing the heat radiation properties of the wall construction is a possible way to develop highly effective and resource efficient insulation materials and concepts. The application of infrared reflective wall paints and coatings has been studied since the latter half of the 20th century. A brief review of the literature gives an account of the current research status. One has to realise that the conclusions are not uniformly consistent but depend strongly on the specific boundary conditions and investigated parameters. The study presented here discusses the usage of infrared reflective wall paint in conjunction with heat insulation for historic brick masonry. The possible energy savings are linked to the resulting thermal comfort. We identify critical parameters that must be taken into account when using infrared reflective wall paint and derive recommended design rules for the refurbishment of such building types. The findings prove that infrared reflective wall paint can decrease heat losses by 18% and up to 22% if comfort conditions are considered. Increasing energy savings can also cause the negative effect of high radiative asymmetry. Thus, each configuration must be observed in detail.
Im Rahmen des Forschungsprojektes MAGGIE, das am Beispiel des historischen Quartiers Margaretenau in Regensburg innovative Lösungen für modernes und bezahlbares Wohnen erforscht, soll über eine solaraktive Fassade Sonnenwärme im Bestandsmauerwerk eingespeichert werden, um so den Energiebedarf des Gebäudes zu reduzieren.
On the Development of a Building Insulation using Air Layers with Highly Reflective Interfaces
(2021)
In this work, a novel building insulation system implying wooden fiberboards and intermediate air layers with highly reflective interfaces for the reflection of longwave IR radiation is introduced. A wall test sample with a double air insulation layer has been built and experimentally investigated in a dedicated setup, which consists of a differential climatic chamber to simulate different indoor and outdoor conditions. The test results have been utilized in validating the developed simulation model. In addition, a thorough numerical parameter study has been conducted, through which the general design rules of the introduced insulation system for realizing the lowest possible effective thermal conductivity have been defined. Furthermore, a multi-air-layer-insulation concept is developed, and the energy saving potential is evaluated. It turned out that, emissivity, object size and air layer thickness are the most dominant design parameters which influence the thermal conductivity of the introduced insulation. A thermal conductivity of 0.033 W/(mK) has been estimated for a multi-air-layer insulation with 7 layers. The obtained results prove the high insulation potential of the introduced building insulation system compared with insulating materials available in the market while outlining their limitations.
Fires in tunnels are known to lead to explosive spalling of the tunnel linings, mainly due to rapid expansion of water as a result of vaporization in the concrete. In order to determine water content and assess fire safety within tunnel linings a novel measurement system has been developed. The development process includes the calibration of the sensor system via both direct and indirect approaches. This work compares both calibration methods and shows the differences that can occur due to measurement uncertainty. This work presents the measured water content within the Inntal tunnel, Austria as a representative tunnel from a total of four investigated tunnels. The obtained water content is compared to that found in the literature, and recommendations for practical work in terms of fire safety is given.
Im Projekt MAGGIE wurden für das genossenschaftliche historische Stadtquartier „Margaretenau“ in Regensburg Musterlösungen für energieoptimiertes Wohnen mit innovativen Wandaufbauten aus solaraktiven Baukonstruktionen und einer vorhersagebasierten Versorgungstechnologie erforscht.
Dazu wurde ein bestehendes Wohngebäude als Demonstrations- und Versuchsobjekt mit einem neuartigen, besonders effizienten Hybridsystem aus Wärmepumpentechnologie und Kraft- Wärme-Kopplung ausgestattet und untersucht, ergänzt durch eine dynamische Wärmelogistik zur Verringerung von Verteilungsverlusten.
Das System wurde durch ein neu entwickeltes, allgemein einsetzbares Planungs-, Optimierungs- und Steuerungstool ausgelegt und im Betrieb geregelt. Die in Echtzeit laufende Nachoptimierung des Systems während des Betriebs greift dabei auf reale Monitoringdaten zu. Die Einbindung von Nutzerbedarfsprofilen, Strombörse und Wetterdaten in die Steuerung gestattet einen dynamischen und perspektivischen Anlagenbetrieb zur Maximierung der Solar- und Umweltwärme-Anteile der Energieversorgung und leistet damit einen wirksamen Beitrag zu einem emissionsarmen, klimafreundlichen Gebäudebetrieb.
Für die denkmalgerechte Modernisierung der historischen Fassaden wurde ein solaraktives und solaradaptives Außenputzsystem entwickelt und in der Realität getestet. Am Bestandsgebäude kam anstelle eines Wärmedämmverbundsystems ein innovativer Dämmputz mit Mikrohohlglaskugeln zum Einsatz.
Die Skalierbarkeit erlaubt eine abschnittsweise Modernisierung des gesamten Ensembles über mehrere Jahre. Durch die hohe Energieeffizienz wird die Warmmiete für die Bewohner der genossenschaftlichen Siedlung durch die Modernisierungsmaßnahmen nicht erhöht, so dass auch nach der Modernisierung ein bezahlbares Wohnen sichergestellt wird.
Im Projekt MAGGIE wurden für das genossenschaftliche historische Stadtquartier „Margaretenau“ in Regensburg Musterlösungen für energieoptimiertes Wohnen mit innovativen Wandaufbauten aus solaraktiven Baukonstruktionen und einer vorhersagebasierten Versorgungstechnologie erforscht.
Dazu wurde ein bestehendes Wohngebäude als Demonstrations- und Versuchsobjekt mit einem neuartigen, besonders effizienten Hybridsystem aus Wärmepumpentechnologie und Kraft- Wärme-Kopplung ausgestattet und untersucht, ergänzt durch eine dynamische Wärmelogistik zur Verringerung von Verteilungsverlusten.
Das System wurde durch ein neu entwickeltes, allgemein einsetzbares Planungs-, Optimierungs- und Steuerungstool ausgelegt und im Betrieb geregelt. Die in Echtzeit laufende Nachoptimierung des Systems während des Betriebs greift dabei auf reale Monitoringdaten zu. Die Einbindung von Nutzerbedarfsprofilen, Strombörse und Wetterdaten in die Steuerung gestattet einen dynamischen und perspektivischen Anlagenbetrieb zur Maximierung der Solar- und Umweltwärme-Anteile der Energieversorgung und leistet damit einen wirksamen Beitrag zu einem emissionsarmen, klimafreundlichen Gebäudebetrieb.
Für die denkmalgerechte Modernisierung der historischen Fassaden wurde ein solaraktives und solaradaptives Außenputzsystem entwickelt und in der Realität getestet. Am Bestandsgebäude kam anstelle eines Wärmedämmverbundsystems ein innovativer Dämmputz mit Mikrohohlglaskugeln zum Einsatz.
Die Skalierbarkeit erlaubt eine abschnittsweise Modernisierung des gesamten Ensembles über mehrere Jahre. Durch die hohe Energieeffizienz wird die Warmmiete für die Bewohner der genossenschaftlichen Siedlung durch die Modernisierungsmaßnahmen nicht erhöht, so dass auch nach der Modernisierung ein bezahlbares Wohnen sichergestellt wird.