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Bernd Döring

„Einfluss von Deckensystemen auf Raumtemperatur und Energieeffizienz im Stahlgeschossbau“

Zusammenfassung

In den letzten Jahren hat die Bedeutung von Deckensystemen zur Beeinflussung des

Innenraumklimas deutlich zugenommen, sowohl aktiv temperierte als auch passiv wirkende

Systeme sind hier zu nennen. Durch die Novellierung der Energieeinsparverordnung

(EnEV 2007) ist der Energiebedarf für Kühlung und Luftförderung bei der Berechnung

des Energiebedarfs von Nichtwohngebäuden zu berücksichtigen. Dadurch werden

Systeme zur energieeffizienten Kühlung zukünftig noch wichtiger werden. Für die speziellen

Deckensysteme, die im Stahlbau von Interesse sind, liegen bislang noch keine

Untersuchungen hierzu vor.

In der vorliegenden Arbeit werden sechs unterschiedliche Deckensysteme betrachtet:

Zwei passive Systeme, an denen der Einfluss der Oberflächenvergrößerung sowie von

PCM (Phase Change Material) aufgezeigt wird, eins mit Zwangsdurchlüftung mit Außenluft

(„passiv-farciert") sowie drei thermisch aktivierte Systeme (Profilblechdecken,

Spannbetonhohlplatte, Stahl-Sandwich-Panel). Sie lassen sich nicht ohne weiteres

durch einen eindimensionalen Schichtenaufbau beschreiben. wie dieses in den Normen

bzw. beim Verfahren der thermischen Gebäudesimulation angenommen wird, sondern

es sind Finite-Elemente-Berechnungen erforderlich, um den Aufbau der Decken angemessen

zu berücksichtigen. Aus diesen Resultaten werden eindimensionale Ersatzmodelle

generiert, die für die thermische Gebäudesimulation sowie standardisierte Berechnungen

verwendet werden können. Für die passiv wirkenden Decken wurde ein vereinfachtes

Verfahren abgeleitet, das äquivalente Kerngrößen erzeugt und sie damit der

standardisierten Berechnung nach ISO 13786 zugänglich macht. Für ausgewählte Systeme

werden die numerischen Ergebnisse messtechnisch überprüft.

Mit Hilfe der thermischen Gebäudesimulation wurde eine Parameterstudie durchgeführt,

um Einsatzbereiche und -grenzen dieser Systeme hinsichtlich interner Kühllasten und

Klimazonen aufzuzeigen.

Die Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen:

• Profilblechdecken weisen im Vergleich zu ebenen Ortbetondecken bei rein passiver

Betriebsweise eine höheres wirksames Wärmespeichervermögen auf.

• PCM verbessert das Wärmespeichervermögen von Leichtbaudecken, diese

Technik ist jedoch sensibel hinsichtlich der Auslegung: Eine zu geringe Menge

PCM oder unzureichende nächtliche Rückkühlung vermindert die Wirkung erheblich.

• Das passiv-forcierte Deckensystem bietet Vorteile hinsichtlich des Betriebes

(Verzicht auf nächtliche Fensterlüftung, Vermeidung von Unterkühlung). Die ermittelten

Werte für die eingespeicherte Wämie liegen etwas unterhalb einer konventionellen,

nicht abgehängten Betondecke.


• Die aktiven Systeme weisen alle gute Leistungswerte auf. Für die thermisch aktivierte

Stahldecke konnten rechnerisch sogar Leitungsdaten ermittelt werden, die

mit denen einer hochwertigen Kühldecke vergleichbar sind.

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