Silva, Carina da (2024)
ActiveSkin - Thermisch aktivierte Fassadensysteme im Industriesektor.
Technische Universität Darmstadt
doi: 10.26083/tuprints-00026579
Dissertation, Erstveröffentlichung, Verlagsversion

Kurzbeschreibung (Abstract)

Der Schwerpunkt dieser Dissertation liegt primär auf dem Themenkomplex "Thermisch aktivierter Fassadensysteme" (kurz: TAF-Systeme), wobei die Fassade der ETA-Fabrik der TU Darmstadt als zentrales Forschungs- und Untersuchungsobjekt dient. Die ETA-Fassade zeichnet sich dadurch aus, dass sie sowohl auf der Rauminnenseite als auch auf der Außenseite mit wassergeführten Rohrsystemen, auch als Kapillarrohrmatten bezeichnet, thermisch aktiviert wird. Zusätzlich ist sie hydraulisch mit den gebäudetechnischen Anlagen sowie der Produktionskette der ETA-Fabrik verbunden, was eine effiziente Nutzung von Abwärme über diverse Schnittstellen hinweg ermöglicht. Das Hauptziel bestand darin, eine solide Wissensgrundlage für die gezielte Anwendung der thermischen Aktivierung von Fassaden zu schaffen. Dies erstreckte sich von der Analyse des konstruktiven Aufbaus bis hin zur eingehenden Untersuchung der thermischen Bauphysik des TAF-Systems. Darüber hinaus wurden die Potenziale zur Anwendung solcher TAF-Systeme im Industriesektor durch eine statistische Auswertung von 1.346 Gebäuden der Kategorie „Produktions-, Werkstatt-, Lager- oder Betriebsgebäude" identifiziert. Hierbei lag der Fokus auf den vorherrschenden Gebäudehüllprinzipien und Klimatisierungskonzepten. Für das Referenzsystem, die ETA-Fassade, erfolgte eine Systemuntersuchung und optimierung durch verschiedene Ansätze. Hierzu zählten die Auswertung von Messdaten, die während einer Produktionswoche im Jahre 2018 erfasst wurden, sowie die simulativen hygrothermischen Analysen und Parameterstudien. Diese haben Aufschluss über die Energieeffizienz und -flexibilität der ETA-Fassade gegeben und Möglichkeiten aufgezeigt, die eine Verbesserung der bereits guten Wärmeübertragungs- und Wärmespeichereigenschaften auf Baustoff- und Bauteilebene erzielten. Im Zuge dieser Untersuchungen konnten auch jene Konfigurationen herausgearbeitet werden, die eine deutliche Schwächung der energetischen Leistungsfähigkeit darstellen. Des Weiteren wurden die ökologischen Merkmale der ETA-Fassade mithilfe einer digitalen Ökobilanzierung erfasst, die den Bedarf an weiterführender Forschung und Entwicklung in diesem Bereich verdeutlichte. Abschließend wurden anhand von Schlussrechnungen, die nach baulicher Fertigstellung der ETA-Fabrik von den ausführenden Firmen gestellt wurden, die Kosten für die ETA-Fassade ermittelt und den BKI-Kostenkennwerten gegenübergestellt. Angesichts der festgestellten erhöhten Kosten für die "ETA-Fassade" als Mockup bzw. Forschungsobjekt wurde die Notwendigkeit einer standardisierten Herstellung eines TAF-Moduls verdeutlicht. Erst wenn die energetischen, ökologischen und ökonomischen Eigenschaften in Einklang gebracht werden, kann eine erfolgreiche Markteinführung gewährleistet werden.

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