Modellentwicklung und Validierung für thermisch aktivierte Bauteile (TAB) an einem Demo-Wohngebäude für Scale-up auf mehrgeschoßigem Wohnbau
Abstract
Gebäude können und müssen einen wesentlichen Beitrag zur mittelfristigen Umstellung des Energiesystems auf erneuerbare Energien leisten. Im Kontext der Smart City sind Gebäude nicht nur Energieverbraucher, sondern auch Energieversorger und Energiespeicher. Hierfür bieten sich Konzepte an, welche sich mit der thermischen Speicherfähigkeit im Gebäude (Bauteilaktivierung) verknüpfen lassen. Bei Bürogebäuden wird Bauteilaktivierung schon seit geraumer Zeit verwendet. Im Wohnbau – und speziell im verdichteten Wohnbau - wird diese Technologie jedoch noch selten eingesetzt, lässt sich jedoch genau dort sehr gut mit aktiver und passiver Solarnutzung verknüpfen und kann im Vergleich zu konventionellen Heizsystemen zu günstigen Investitionskosten hergestellt werden. Vor allem im urbanen Bereich bietet ein solches System ein hohes Potential. Durch die breite Nutzung in verdichteten Wohnformen könnten Wohnquartiere entstehen, die nahezu keine zusätzliche thermische Energie benötigen und auch keine großen Energiespitzen verursachen. Übergeordnetes Ziel des Forschungsprojekts ist es daher, eine breitere Nutzung von Bauteilaktivierung in Kombination mit erneuerbarer Energie und prädiktiver Steuerung im verdichteten Wohnbau zu erreichen. Unmittelbares Ziel ist die Darstellung des optimalen Zusammenspiels von aktiver und passiver Sonnenenergie- und Erdwärmenutzung mit Wärmepumpen- und Bauteilaktivierung durch Modellierung und Validierung an einem gebauten Objekt mit dem Ziel die Ergebnisse für das Scale-up im großvolumigen Wohnbau zu optimieren. Als Projektergebnis liegen die dokumentierten Versuchsergebnisse des Betriebes des Demo-Gebäudes (Zweifamilienhaus) mit modellprädiktiver Regelung der Beheizung thermisch Aktivierter Bauteile vor. Ziel ist es, bei optimierter Energieeffizienz die Komfortparameter einzuhalten und darüber hinaus die Auswirkungen singulärer Ereignisse (Wetterumschwung) zu erfassen. Es liegt ein dynamisches Modell des Demo-Gebäudes vor und im Erfolgsfall, d.h. bei ausreichender Performance des entwickelten Regelungssystems, ist der Ausgangspunkt für eine Maßstabsvergrößerung (Scale-Up) geschaffen. Die Auswertung der Mess-Ergebnisse (Zeitreihen) erfolgt auf wissenschaftlicher Basis durch die Universität für Bodenkultur. Es werden gezielte Parametervariationen am Demo-Gebäude durchgeführt und die Auswirkungen quantifiziert. Die Ergebnisse werden auch kommuniziert/disseminiert, u.A. in wissenschaftlichen Formaten aber auch direkt in Zusammenarbeit mit Bauträgern und Bautechnikern – siehe Punkt Projekt-Wirkung oben.
Publikationen
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Dipl.-Ing. Dr. Magdalena Wolf Bakk.techn.
magdalena.wolf@boku.ac.at
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Thomas Keller
Dipl.-Ing. Thomas Keller
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01.10.2018 - 30.09.2022
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Dipl.-Ing. Bernhard Kling B.Sc.
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01.10.2018 - 30.09.2022
Tobias Pröll
Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Tobias Pröll
tobias.proell@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-89311
Projektmitarbeiter*in
01.10.2018 - 30.09.2022