Entwicklung von textilbasierten Systemlösungen zum energieeffizienten Thermo- und Daylightmanagement von Gebäuden

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Andreas Fertig
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1 No. 1 THEMENBEREICH Haushalt Entwicklung von textilbasierten Systemlösungen zum energieeffizienten Thermo- und Daylightmanagement von Gebäuden G/xxx.ppt/aj Folien Nr. 1; Hohenstein Institute Jürgen Eberlein, VARIOTEC GmbH & Co. KG Eva Gierling, Hohenstein Institut für Textilinnovation ggmbh

2 No. 2 VARIOTEC GmbH & Co. KG Energieeffizientes Planen, Bauen und Sanieren Passivhausfenster- und türsysteme Vakuumisolationspaneele G/xxx.ppt/aj Folien Nr. 2; Hohenstein Institute

3 No. 3 Gebäudeenergieverbrauch G/xxx.ppt/aj Folien Nr. 3; Hohenstein Institute

4 No. 4 Primär- Energiekennwerte G/xxx.ppt/aj Folien Nr. 4; Hohenstein Institute

5 No. 5 G/xxx.ppt/aj Folien Nr. 5; Hohenstein Institute Der durchschnittliche Heizenergieverbrauch von Wohngebäuden in Deutschland beträgt derzeit noch immer 290 kwh/m² und Jahr. Das entspricht einem Verbrauch von 29 l/heizöl pro m² Wohnfläche im Jahr Für ein Einfamilienhaus mit 150 m² Wohnfläche ergibt das einen Heizölverbrauch von 4350 l/heizöl pro Jahr Ein Passivhaus hingegen hat bei entsprechender Wohnfläche einen Heizölverbrauch von 225 l/heizöl pro Jahr Energieeinsparungspotential bis zu 95 %

6 No. 6 Das Fenster, der Schlüssel zur Senkung des Energiebedarfes G/xxx.ppt/aj Folien Nr. 6; Hohenstein Institute Erst die Entwicklung von Fenstersystemen mit sehr niedrigen U-Werten ermöglicht den Passivhausbau Nur so ist es möglich, die Südseite eines Gebäudes großflächig zu verglasen und somit auch im Winter zu Nettosolargewinnen zu kommen Fenster mit U W -Werten von max. 0,8 W/(m²K) und Wandbzw. Dachaufbauten mit U-Werten von max. 0,11 W/(m²K) sind die Voraussetzung für ein verbrauchsreduziertes Wohn- oder Nichtwohngebäude

7 No. 7 Das Fenster als hocheffizienter Solarkollektor G/xxx.ppt/aj Folien Nr. 7; Hohenstein Institute Als kostenlose erneuerbare Energie liefert die Sonne eine Heizleistung von 1000 W/m² Diese Heizleistung gilt es so effektiv als möglich zu nutzen Eine Isolierverglasung reduziert naturgemäß die solare Strahlung, dieser Wert wird als Gesamtenenergiedurchlassgrad (g-wert) in Prozent angegeben Ein ideal strahlungsdurchlässiges Fenster hätte einen g- Wert von 100 %. Ein 3-fach Isolierglas hat ca %

8 No. 8 Das Fenster als hocheffizienter Solarkollektor G/xxx.ppt/aj Folien Nr. 8; Hohenstein Institute Ein hoher Gesamtenergiedurchlassgrad bedeutet einen hohen Strahlungsdurchgang durch das Glas, damit verbunden eine hohe Wärmebelastung der Innenräume während der Sommermonate zukünftig ist die Problematik der sommerlichen Kühllast wesentlich höher anzusetzen als die Heizlast während der Heizperiode

9 No. 9 Aufgabenstellung: Verschattung bzw. Blendschutz G/xxx.ppt/aj Folien Nr. 9; Hohenstein Institute Bedingt durch die hohe Wärmedämmung der Gebäudehülle und der großflächigen Verglasungen der Südseite, ist es speziell bei Nichtwohngebäuden unabdingbar, den Wärmeeintrag bzw. Blendschutz zu berücksichtigen Außen liegende Verschattungen verhindern den Wärmeeintrag, reduzieren jedoch auch den Lichteintrag Statische Sonnenschutzverglasungen vermindert die erforderliche solare Einstrahlung während der Wintermonate

10 No. 10 Schaltbare Verglasungen als Lösung? G/xxx.ppt/aj Folien Nr. 10; Hohenstein Institute

11 No. 11 Lösungsansatz G/xxx.ppt/aj Folien Nr. 11; Hohenstein Institute Verwendung von transluzenten nanobeschichteten Spezialgeweben zur selektiven Lichtführung in Abhängigkeit vom Energiepotenzial, der Jahreszeit - sowie dem Raumnutzungsprofil auf der Basis komplexer Daylightmanagement-Strategien Kühllastreduktion durch temperaturabhängige Reflektion der Infrarotanteile im Tageslichtspektrum

12 No. 12 Lösungsansatz G/xxx.ppt/aj Folien Nr. 12; Hohenstein Institute Nutzung und lastabhängige Einbindung solarer Zugewinne permanente Reduzierung von Energieverlusten bei der Raumlüftung durch eine im Fenstermodul/Rahmen integrierte Wärmerückgewinnungseinheit absolute Funktionssicherheit auch bei auftretenden Windsog- und Drucklasten

13 No. 13 Lösungsansatz G/xxx.ppt/aj Folien Nr. 13; Hohenstein Institute

14 No. 14 G/xxx.ppt/aj Folien Nr. 14; Hohenstein Institute Zielsetzung bei der Entwicklung des transluzenten Funktionstextils dünnschichtig ausrüstbares textiles Flächengebilde bzw. entsprechend geeignete, UV-stabile Folie (PA/PES) transluzente Beschichtung mit nanoskaligen Funktionsmaterial zur selektiven Filterwirkungen des Tageslichts Quelle:

No. 15 Rezepturentwicklung I G/xxx.ppt/aj Folien Nr. 15; 22.06.

15 No. 15 Rezepturentwicklung I G/xxx.ppt/aj Folien Nr. 15; Hohenstein Institute Bindersystem: isys MTX hochreaktives Sol-Gel-Produkt Binderkomponente besteht aus organisch-anorganischen Bausteinen schon bei niedrigen Einsatzmengen Ausbildung eines Netzwerkes chemische Anknüpfungspunkte zur Einbettung und Fixierung von Funktionsmaterialien Funktionsmaterial Quelle: CHT R. Beitlich GmbH

16 No. 16 Rezepturentwicklung II G/xxx.ppt/aj Folien Nr. 16; Hohenstein Institute Funktionsmaterialien ITO (Indium-Zinn-Oxid,Partikelgröße<50 nm) Solarflair 870 (transluzentes, wärmereflektierendes Pigment auf Basis von metalloxidbeschichtetem Glimmer) IR 5000 (IR-reflektierendes Effektpigment)

17 No. 17 DIN EN 410 Messungen- Gesamtenergiedurchlassgrad (g-wert) G/xxx.ppt/aj Folien Nr. 17; Hohenstein Institute Transmission [%] 60 Referenz 0,75 g/m2 ITO 50 1 g/m2 Solarflair 0,75 g/m2 IR Wellenlänge [nm]

18 No. 18 Ergebnisse der DIN EN 410 Messungen Referenz 0,75 g/m 2 ITO 0,75 g/m 2 IR g/m 2 Solarflair g - Wert 0,7061 0,6639 0,6249 0,6901 direkter Strahlungstransmissionsgrad 0,7005 0,6404 0,5927 0,6762 direkter Strahlungsreflexionsgrad 0,2777 0,2689 0,2824 0,2698 direkter Strahlungsabsorptionsgrad 0,0218 0,0907 0,1249 0,0540 G/xxx.ppt/aj Folien Nr. 18; Hohenstein Institute Lichttransmissionsgrad 0,7029 0,6715 0,6005 0,7078 Lichtreflextionsgrad 0,2862 0,3038 0,3062 0,2746 UV-Transmissionsgrad 0,5152 0,3473 0,3040 0,3129

19 No. 19 Differenz der Transmissionsspektren im IR-Bereich gegenüber der Referenz G/xxx.ppt/aj Folien Nr. 19; Hohenstein Institute Differenz der Transmissionsspektren [%] Wellenlänge [nm] 0,75 g/m2 ITO 0,75 g/m2 IR g/m2 Solarflair Referenz

20 No. 20 Zurückgehaltene Strahlungsmenge im IR-Bereich I 6000 G/xxx.ppt/aj Folien Nr. 20; Hohenstein Institute Fläche de Kurvendifferenz im IR-Bereich ,75g/m2 ITO 1 g/m2 SF 0,75 g/m2 IR 5000

21 No. 21 Zurückgehaltene Strahlungsmenge im VIS-Bereich und IR-Bereich 6000 G/xxx.ppt/aj Folien Nr. 21; Hohenstein Institute Integralgröße der Kurvendifferenz ,75 g/m2 ITO 1 g/m2 Solarflair 0,75 g/m2 IR 5000 VIS-Bereich (380 nm-800 nm) IR Bereich (800 nm-2000 nm)

22 No. 22 Differenz der Transmissionsspektren im IR-Bereich gegenüber Referenz 30 G/xxx.ppt/aj Folien Nr. 22; Hohenstein Institute Differenz der Transmissionsspektren [%] Wellenlänge [nm] 0,75 g/m2 ITO 0,45 g/m2 ITO 0,34 g/m2 ITO+ 0,17 g/m2 Solarflair Referenz

23 No. 23 Zurückgehaltene Strahlungsmenge im IR Bereich II G/xxx.ppt/aj Folien Nr. 23; Hohenstein Institute Fläche der Kurvendifferenz im IR-Bereich ,75g/m2 ITO 0,45g/m2 ITO 0,34 g/m2 ITO + 0,17 g/m2 Solarflair

24 No. 24 Zusammenfassung mit nanoskaligen ITO als Funktionsmaterial ist sowohl das Ziel der Transluzenz als auch der verminderten Transmission im IR-Bereich erreichbar. G/xxx.ppt/aj Folien Nr. 24; Hohenstein Institute

25 No. 25 Vielen Dank für Ihr Interesse! G/xxx.ppt/aj Folien Nr. 25; Hohenstein Institute Jürgen Eberlein VARIOTEC GmbH & Co.KG Weißmarterstraße 3-5 D Neumarkt Telefon Fax Eva Gierling Hohenstein Institute Schloss Hohenstein Bönnigheim Telefon Fax

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