Transparente Wärmedämmung zur Solarenergienutzung
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- Einsparung von Heizenergie durch passive Nutzung der Sonnenenergie (an Südfassaden)
- Nutzung der Dämmeigenschaften
- Vermeidung von Überhitzung im Sommer
Wandaufbau
Abb. 1: Schema der Transparenten Wärmedämmung in einer Südfassade. TWD-Materialien sind beispielsweise Glas- oder Kunststoffkapillaren oder Aerogelverglasungen.
Funktionsprinzip der TWD
Sonnenstrahlung gelangt durch die TWD und wird vom Absorber in Wärme umgewandelt. Die TWD unterdrückt weitgehend Konvektion und Wärmeleitung nach außen und hält durch diese Dämmeigenschaft die absorbierte Wärme “eingesperrt”. Diese wird daher effizient ans Mauerwerk (Kalksandstein) weitergeleitet. Das Maximum der Einstrahlung tritt dabei um die Mittagszeit auf. Die Wand dient sowohl als Speichermedium als auch als Verzögerungsstrecke, so daß die Wärme (je nach Wandaufbau) erst nach 4 bis 6 Stunden an der Innenwand ankommt (siehe Abb. 2). Die Wand wirkt dann als Strahlungsheizung wie ein “solarer Kachelofen”. Der positive Wärmestrom hält ca. 36 Stunden an.
Messung der Wärmeströme einer konventionellen TWD am Außenmessstand des ZAE Bayern
Abb. 2: Wärmeströme in/aus der Wand über den 21. März 1998 hinweg
Problematisch bei der Nutzung von transparenter Wärmedämmung zur Gebäudeheizung ist die mögliche Überhitzung in den Sommermonaten bzw. der Übergangszeit. Mögliche Lösungsansätze sind zum einen thermotrope Schichten, die vor der TWD montiert werden und deren Transmission bei hohen Temperaturen stark abnimmt. Zum anderen kann durch winkelselektiv transmittierende Schichten (z.B. Perlglanzpigmente) die hochstehende Sommersonne weitgehend ausgeblendet werden, um eine Überhitzung zu vermeiden. Ebenso sind verschiedene geometrische Verschattungmöglichkeiten möglich. All die geschilderten Systeme werden am ZAE Bayern untersucht.
Ziele
- Charakterisierung des temperaturabhängigen Schaltvorgangs der thermotropen Schicht
- Charakterisierung und Entwicklung winkelselektiv transmittierendener Schichten
- Ermittlung des Energieeintrags über die Heizperiode
- Bestimmung des Energieeintrags im Sommer (Test des Überhitzungsschutzes)
Kontakt und Information
Dr. Helmut Weinläder
Am Hubland
97074 Würzburg, Germany
Tel: ++49-931-70564-48
Fax: ++49-931-70564-60