Für das grundlegend neue Beheizungskonzept wird ein System zur minimalinvasiven Sanierung mit dem Prinzip Niedrig-Exergie-Beheizung kombiniert. Hierbei wird im Zuge der Gebäudesanierung ein Flächenheizsystem von außen auf die Fassade gebracht. Es wird anschließend mit einer Dämmschicht bedeckt, sodass das Gebäude über die Außenwand und bereits mit kleinen Temperaturdifferenzen temperiert oder beheizt werden kann.

In dem Forschungsvorhaben wird die praktische Umsetzbarkeit der Forschungsergebnisse aus dem vorangegangenen Projekt LEXU I an einem Demonstrationsobjekt untersucht.
Die außen liegende Wandtemperierung bietet neue Lösungsansätze für nieder-exergetische Heiz- und Kühlsysteme. Die Installation eines solchen Systems ist immer im Zusammenhang mit einer energetischen Optimierung des "Gesamtsystems Gebäude" zu sehen. Daher eignet sich die außen liegende Wandtemperierung besonders für die noch im großen Umfang erforderliche Altbausanierung. Bei dem Demonstrationsobjekt handelt es sich um ein Bürogebäude aus den 1960-70er Jahren. Im Zuge einer fälligen Betonsanierung konnte eine Fassade des Gebäudes mit der außen liegenden Wandtemperierung belegt werden.

Bereits mit Vorlauftemperaturen knapp über der Ruhetemperatur der Wand in der Heizebene kann der Verlustwärmestrom über die Außenwand kompensiert – und mit Vorlauftemperaturen über der Raumtemperatur überkompensiert werden, die Räume werden dann beheizt.

Hierfür kann regenerative Wärme bzw. Kälte aus dem Erdreich, aus solarer Wärme oder Abwärme genutzt werden. Mit der außen, zwischen der Bestandsaußenwand und der neuen Wärmedämmung liegenden Wandtemperierung kann das Gebäude wärmetechnisch nahezu vollständig von außen saniert werden.

Das Sanierungskonzept ist minimalinvasiv, die Beeinträchtigungen für die Bewohner bleiben vergleichsweise gering. Hinzu kommen die Komfortvorteile einer Flächenheizung und die energetischen Vorteile der Nutzung regenerativer Wärmequellen auf niedrigem Temperaturniveau mit geringem Exergiegehalt. Optional kann die außen liegenden Wandtemperierung zur außen liegenden Luftheizung erweitert werden, indem ein Luftspalt zwischen Flächenheizungssystem und Wärmedämmung ein ergänzendes, schnell regelbares Luftheizungssystem eröffnet.

Forschungsfokus

Ziel des Demonstrationsprojekts ist es, die Umsetzbarkeit des Konzepts an einem realen Gebäude zu demonstrieren. Zusätzlich soll die Wandheizung hinsichtlich Funktion, Einsatzgrenzen, Zeitkonstanten etc. ausgiebig untersucht werden. Des Weiteren sollen in dem Forschungsvorhaben potenzielle exergetische Vorteile der außen liegenden Wandheizung und -kühlung durch die Verbindung mit innovativen Systemkonzepten verbessert werden. Beim Demonstrationsobjekt an der Universität des Saarlandes wird die außen liegende Wandheizung mit einer Wärmepumpe, einem Eisspeicher und hybriden PVT-Kollektoren gekoppelt.

Erfolge

In Zusammenarbeit mit der Dürr Thermea GmbH wurde zunächst ein Prototyp einer CO2-Wärmepumpe mit einer thermischen Leistung von 20 kW entwickelt und gebaut. Der Prototyp wurde auf einem Prüfstand im Technikum der IZES gGmbH intensiv hinsichtlich Funktionalität und Leistungsumfang bzw. -grenzen getestet. Anschließend wurde der Prototyp anhand eines realistischen Lastprofils für ein simuliertes Mehrfamilienhaus getestet und messtechnisch erfasst. Das Lastprofil beruhte auf dem Einsatz der außen liegenden Wandtemperierung bzw. außen liegenden Luftheizung. Die Ergebnisse des Labortests sind als positiv einzustufen.

In einem zweiten Arbeitspaket wurde das Konzept der außen liegenden Luftheizung im Rahmen eines Laborversuchs durch Aufbau einer Modellwand untersucht. Neben den praktischen Messungen an der Modellwand im Labor wurde die außen liegende Luftheizung theoretisch modelliert und in mehreren Simulationsprogrammen abgebildet. Der Vergleich der gemessenen Ergebnisse mit den theoretisch berechneten Ergebnissen zeigte eine sehr gute Übereinstimmung. Bei dem Demonstrationsobjekt wurde zusätzlich zur außen liegenden Wandtemperierung eine kleine Teilfläche als außen liegende Luftheizung realisiert.

Anwendung

Neue Produkte sind nicht das Kernthema des Projekts. Stattdessen werden auf dem Markt befindliche Produkte neuen Anwendungsgebieten zugeführt, beispielsweise die Flächenheizung. Als ein potenziell neues Produkt ist die vom Projektpartner Dürr Thermea GmbH entwickelte CO2-Wärmepumpe einzuordnen, die in dieser Leistungsklasse (20 kW) ein Novum ist.

Zuletzt aktualisiert am:
12.07.2021

Gebäudesanierung mit außen liegender Wandheizung

För­der­kenn­zei­chen: 0327370Y

Projektlaufzeit
01.01.2012 31.12.2019 Heute ab­ge­schlos­sen

The­men

Exergetische Optimierung, Heizen, Lüften, Kühlen, Sanierung von Einzelgebäuden

För­der­sum­me: 1.151.250 €

Kontakt

Koordination
IZES - Institut für ZukunftsEnergie- und Stoffstromsysteme gGmbH
http://www.izes.de

+49(0)681-9762-840

©photo 5000 - stock.adobe.com

Gebäude

Um Bedürfnisse ihrer Nutzer zu erfüllen, müssen Gebäude sich über geeignete Verglasungen, Fassaden und Systeme für das Luft- und Wärmemanagement an das Außenklima und die variierenden Nutzeranforderungen anpassen. Clevere Gebäudekonzepte und innovative gebäudetechnische Systeme bieten hierfür die notwendige Flexibilität.

mehr

Links zum Projekt

Newsletter

Nichts mehr verpassen:

© bluejayphoto
Unsere Website verwendet Cookies und die Analytics Software Matomo. Mehr Information OK