Modellierung und Untersuchung eines energieaktiven textilbewehrten Betondachelementes zur Verwendung als Solarabsorber

摘要

Derzeitig bestehen politisch und wirtschaftlich motivierte Interessen, die Energieversorgung durch erneuerbare Energien zur Verfügung zu stellen. Das Ziel ist es, die Verwendung von kohlenstoffhaltigen Primärenergieträgern zu minimieren, damit der Ausstoß des Treibhausgases CO_2 reduziert wird. Neben den politischen und wirtschaftlichen Interessen ist es notwendig, aufgrund der Ressourcenknappheit die Energieversorgung nachhaltig zu gestalten. Um dieses Ziel zu erreichen, können zum Beispiel der Heizenergiebedarf von Gebäuden reduziert oder erneuerbare Energieträger für Heizzwecke verwendet werden. Beide sollen durch das in Entwicklung und Untersuchung befindliche energieaktive textilbewehrte Betondachelement (EnTex-Dachelement) abgedeckt werden. Das Dachelement ist eine Sandwichkonstruktion bestehend aus drei Schichten. Die Deckschicht besteht aus textilbewehrten Beton, in der Kapillarmatten zur thermischen Aktivierung der Deckschicht eingearbeitet sind, eine mittlere Schicht, die die Wärmedämmung aus Polyurethan-Schaum (PUR-Schaum) darstellt und die untere Schicht aus Blähperlite, die zur zusätzlichen Stabilisierung dienen wird. Das EnTex-Dachelement soll als großflächige Dacheindeckung mit einer maximalen Abmessung von ca. 1,5 m~2 ausgeführt werden, sodass damit eine schnelle Dacheindeckung möglich wird. Des Weiteren reduziert die Wärmedämmung den Transmissionswärmeverlust über die Dachfläche. Durch die energetische Aktivierung ist die Nutzung von Solar- und Umweltwärme möglich. Das Dachelement kann also als Wärmequelle für beispielsweise einen Wärmepumpen-prozess verwendet werden. Damit für das EnTex-Dachelement konstruktive Vorgaben und ein optimiertes Anlagensystem ermittelt werden können, wird es mittels der Simulationssoftware IDA SE untersucht. Dazu ist es notwendig die thermodynami-schen Eigenschaften des EnTex-Dachelementes bzw. des Solarabsorbers zu modellieren und durch mathematische Beziehung zu beschreiben, die dann in die Simulationsumgebung implementiert werden.