GIST - Entwicklung modularer hocheffizienter thermischer Großflächenkollektoren und deren aktive oder passive Integration in die Gebäudehülle
Projektleiter Gesamtprojekt: Thomas Themessl, TiSUN GmbH
Projektleiter Universität Innsbruck: Wolfgang Streicher
Projektmitarbeiter: Alexander Richtfeld, Martin Hauer, Claudia Richtfeld
- TiSUN GmbH
- Betonwerke Riederer GmbH
Fördergeber: FFG, 4. Ausschreibung Neue Energien 2020
Laufzeit: 13.09.2010 - 12.09.2013
Das Forschungsprojekt hat das Ziel, eine hocheffiziente, kosten- /nutzen- und anwendungsoptimierte Lösung für modular aufgebaute, planebene gebäudeintegrierte Großflächenkollektoren mit hoher architektonischer Akzeptanz zu entwickeln. Damit verbunden wird die intensive Nutzung möglicher energetischer Synergiepotenziale zwischen Solarkollektoren und massiven Bauteilen in der Gebäudehülle.
Problematik
Die aktuelle Situation im Bereich thermischer Solar-Großkollektoren ist stark von einem dynamischen Markt- und Technologieumfeld geprägt. Trendstudien zeigen, dass Zuwachsraten entweder durch Strategien in der Kosten- und Prozessoptimierung oder über innovative Produktentwicklung erreicht werden können. Dies insbesondere dann, wenn neben der kollektorbezogenen Effizienzentwicklung Aspekte der Gebäudeintegration in den Entwicklungsprozess mit einbezogen werden.
Inhalte und methodische Vorgehensweise
Das Forschungsprojekt hat zum Ziel, eine effiziente und anwendungsoptimierte Lösung für modular aufgebaute, gebäudeintegrierte Großflächenkollektoren hinsichtlich Funktionalität, Design und Langlebigkeit zu entwickeln und deren energetische Effizienz durch intensive Nutzung der Synergiepotenziale zwischen Solarkollektor und massiver Strukturen in der Gebäudehülle zu erhöhen. Die technischen und wirtschaftlichen Forschungsziele orientieren sich dabei an der Entwicklung einer optimierten Rückwanddämmung sowie einer neuartigen Dämm-, Belüftungs- und Verklebetechnik zur wesentlichen Steigerung der energetischen Effizienz des Kollektors. Die modulare Bauweise, welche über die Entwicklung einer neuen Verbindungstechnik optimal auf variierende Fassadenstrukturen angepasst werden kann, unterstützt die Zielsetzung einer planebenen, designorientierten Fassadenintegration. Dies soll einerseits die planerische und architektonische Akzeptanz gegenüber bisherigen Systemen verbessern, aber auch bestehende Probleme mit Feuchtigkeitsdiffusion und damit verbundener Kondensation im Kollektor, weitgehend vermeiden. Material- und fertigungstechnologische sowie simulationstechnische Untersuchungen zur optimalen Integration des Kollektors in die Gebäudehülle bilden ein weiteres wichtiges Forschungsziel zur Nutzung der energetischen Wechselwirkung zwischen beiden Systemen.
Methodik
Die dafür notwendige Methodik umfasst die Entwicklung der Solar-Kollektortechnologie (Simulation, Konstruktion, Prototypenbau, Testverfahren), sowie eine Adaption der Wandelemente zur Kollektorintegration (Komponenten, Konstruktion, Testverfahren) und deren Prototypenbau (Aufbau, Optimierung, Versuchsanordnung). Energetische Potentiale durch einen verbesserten Kollektorwirkungsgrad sowie Auswirkungen der Integration auf den Jahresenergieverbrauch unterschiedlicher Gebäudestandards werden anhand umfangreicher Simulationsstudien untersucht.
Ergebnisse
Durch umfangreiche Entwicklungen auf Basis der Kenntnisse eines bestehenden Serien-Flachkollektors konnte eine Produktlösung zur Integration in eine vorgefertigte Beton-Fertigteilfassade erarbeitet werden. Im Rahmen des ersten Prototypen konnten die fertigungstechnischen Anforderungen (Dämmmaterial, Dämmstärke, Eigenschaften Beton, hydraulische Integration,…) gelöst werden. Mit simulationstechnischen Untersuchungen auf Basis des ersten Prototyps wurde das Konzept simulations- und messtechnisch bewertet sowie unterschiedliche Integrationsvarianten ausgehend von den Erfahrungen des ersten Prototypen erarbeitet. Die Erkenntnisse daraus flossen in den Bau eines zweiten Prototyps ein. Dieser wurde am Freigelände-Prüfstand der Fa. TISUN nochmals in einem mehrwöchigen Zeitraum messtechnisch untersucht.
Veröffentlichungen (Universität Innsbruck)
Noch keine Veröffentlichungen vorhanden.