Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung regelbarer Vakuumdämmelemente zur bedarfsgerechten Anpassung des Wärmedurchgangs von Gebäudehüllen und -strukturen sowie der thermischen Aktivierung von Speichermassen

Die Verringerung des Energiebedarfs hin zu einem klimaneutralen Gebäudebestand ist eines der Hauptziele des deutschen Energiekonzepts in Bezug auf Gebäude. Mit Dämmmaßnahmen lässt sich zwar der Energiebedarf für Heizen deutlich senken, gleichzeitig steigen aber im Sommer und der Übergangszeit die Raumtemperaturen, da die innere Wärmebelastung nur noch zu einem geringen Teil über die hochgedämmten Außenbauteile abgegeben werden kann. Eine Gebäudehülle, die den Wärmedurchgang als aktives Gebäudedämmelement abhängig vom thermischen Leistungsbedarf eines Raums und den Außenbedingungen anpassen kann, ermöglicht eine Reduzierung sowohl des Heiz- als auch Kühlenergiebedarfs. Weiterhin lassen sich mit regelbaren Dämmelementen strukturelle Gebäudemassen als flexible thermische Energiespeicher zur Gebäudetemperierung einsetzen. Im Projekt sollen adaptive Dämmelemente basierend auf dem Knudsen-Effekt entwickelt werden: Die Wärmeleitfähigkeit poröser Strukturen ändert sich signifikant mit dem Gasdruck. Entsprechend lässt sich der Wärmedurchgang durch ein Dämmpaneel regeln, indem der Gasdruck bei einer vorliegenden Porenstruktur gezielt eingestellt wird. Zur Entwicklung der Technologie müssen Porensystem und Gasdruckbereich optimal aufeinander abgestimmt werden. Das im Dämmpaneel notwendige multimodale Porensystem soll in Form von mesoporösen Abstandstextilien hergestellt werden. Der Gasdruck wird durch reversible Gas-Feststoff-Reaktionen in Metallhydriden eingestellt. Im Kontext des seriellen Bauens werden Bauteildemonstratoren in Form von Vakuumdämmelementen als adaptive Gebäudehülle sowie zur thermischen Bauteilaktivierung entwickelt. Die beiden o.g. Anwendungsbereiche versprechen große Energieeinspar- und Flexibilitätspotentiale. Für den Transfer dieser innovativen Technologie zu anwendungsnahen Funktionsmustern werden KMU u.a. aus den Bereichen Gebäude-, Dämm-, Textil-, Vakuum-, Fertigungs-, Mess-/Regelungstechnik, Gebäudeautomation, Fachplaner und Architekten eingebunden.