Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung und Erprobung von textilen Temperiersystemen für die kosteneffiziente Klimatisierung von Räumen

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung und Evaluierung von Technologiedemonstratoren neuartiger, flexibel einsetzbarer schlauchloser textiler Temperiersysteme.

Im Fokus der Untersuchungen stehen Materialkomposition, konfektionstechnische Verarbeitung, Integration von Funktionselementen, Produktdesign und -sicherheit sowie die Vorhersage und Prüfung des thermischen Verhaltens. Hierzu werden geeignete Simulationsmodelle und Laborversuche erarbeitet.

Aufgrund der hohen Akzeptanz von Raumtextilien, der Effektivität der thermoaktiven Textilien im Gebrauch und der damit verbundenen Kostenersparnis sind die Systeme für Privatpersonen und für Unternehmen interessant. Neuartige Applikationen, z. B. mobile, arbeitsplatznahe Anordnungen thermoaktiver Textilien in Kombination mit Akustikwänden/Raumteilern ermöglichen individuelle, lokale Raumkonditionierungen und somit flexiblere Arbeitsplatzorganisationen. Weitere Ausführungsvarianten sind thermoaktive textile Wandbehänge und Lamellenkonstruktionen, die direkt an einem Fenster positioniert werden, um solare Wärmeeinträge unmittelbar am Fenster abzuführen. Da diese Lamellen beweglich ausgeführt werden sollen, ist die konfektionstechnische Fertigung und die Gewährung einer stabilen Medienversorgung komplex und forschungsseitig höchst anspruchsvoll.

Das Forschungsvorhaben erfüllt die gesellschaftlichen Zielstellungen des ressourcenschonenden Energieeinsatzes, ist praxisnah und anwenderorientiert. Im Ergebnis des Projektes werden Eigenschaften sowie Einsatzbereiche/-grenzen textiler Temperiersysteme als Raumklimasystem benannt. Nach Projektende ist die zügige Umsetzung in wirtschaftlich verwertbare Produkte zu erwarten. Durch den sehr hohen Innovationsgrad entsteht hier für zukünftige Produzenten textiler Temperiersysteme ein enormer Marktvorteil. Dementsprechend wird das Projekt von KMU der textilen Kette, des Facility Managements sowie von Architekten, Bauingenieuren und Fachplanern für technische Gebäudeausrüstung unterstützt.

Ergebniszusammenfassung:

Im Vorhaben wurde untersucht, inwiefern sich textile Temperiersysteme (wasserdurchströmte Lamellen - angebracht an Decke, Wand oder als Raumteiler) für die Beheizung und Kühlung von Räumen mit unterschiedlicher Nutzung eignen. Auf Basis umfangreicher Untersuchungen der Eignung möglicher Materialien und möglicher Fertigungsverfahren (z.B. Ultraschallschweißen) zur konfektionstechnischen Herstellung textiler Temperiersysteme konnten erfolgreich textilbasierte Funktionsmuster und Demonstratoren gefertigt und für die messtechnischen Untersuchungen genutzt werden.

Die Messungen an den Temperiersystemen erfolgten für den Heiz- und Kühlbetrieb. Dies betraf Untersuchungen des Systemverhaltens, der Kompensation solarer Einstrahlung über Fenster und der Feuchteregulierung.

Die Kriterien der thermischen Behaglichkeit wurden in allen untersuchten Nutzungsszenarien eingehalten. Dies gilt sowohl für die Langzeitmessung im Büro als auch für Laboruntersuchungen in einer Klimakammer. Durch das textile Temperiersystem kann dem Abkühlen des Raumes im Heiz- und dem Überwärmen des Raums im Kühlfall entgegengewirkt werden. Die Anordnung der Systeme vor Fenstern ermöglicht die effektive Abfuhr solarer Einträge, bevor diese raumwirksam werden.

Innerhalb der numerischen Untersuchungen (gekoppelte Gebäude-, Anlagen- und Strömungssimulationen) möglicher Einsatzszenarien erfolgten Variationen der Anordnung der Systeme im Raum (Raumteiler, Lamellen fensternah, Wand- und Deckenelemente), der Bauschweren und Wärmedämmstandards sowie der Regelungsstrategien. Die Bewertung der Szenarien erfolgte auf Basis von Typtagverfahren für Heiz- und Kühlperioden anhand der Leistungsdaten und der thermischen Behaglichkeit.

Die modellierten Temperiersysteme eignen sich in allen untersuchten Fällen sehr gut zur Konditionierung von Büroräumen. Selbst bei den modellierten Altbauvarianten waren die Systeme stets in der Lage, die höchste Kategorie A der thermischen Behaglichkeit nach DIN EN ISO 7730 einzuhalten.