IZES gGmbH
Wesentliches wissenschaftliches Arbeitsziel von IZES ist die Aufstellung und Validierung des Simulationsmodells für das Bauteil mit zwei thermisch aktiven Schichten in der Software TRNSYS. Als Grundlage dazu dient das im Vorprojekt LEXU II entwickelte Simulationsmodell für die aWT und die vorhandenen Modelle für den Fassadenabsorber. Zudem ist die Bedarfsermittlung für das entwickelte Modell im Kontext einer ganzheitlich niederexergetischen Gebäudetemperierung ein Arbeitsziel von IZES. Dabei kann das Potential des einzelnen Bauteils in der Simulationsumgebung auf gesamte Gebäude übertragen und ausgewertet werden.
Drüber hinaus sind die thermische Entwicklung eines vorfertigbaren SF-Elements, als zentrales Element eines ganzheitlich niederexergetischen Ansatzes, sowie die umfassenden wissenschaftlichen Begleitung während des Betriebs der Testsysteme im Labor und in der Umsetzung ein zentrales wissenschaftliches Arbeitsziel. Speziell betrifft dies die messtechnische Überwachung der komplexen Betriebs- bzw. Erprobungsphasen, die Auswertung und die Interpretation der erfassten Messdaten sowie als flankierende Maßnahme die theoretische Absicherung der praktischen Ergebnisse anhand von technologischen, ökologischen sowie ökonomischen Aspekten. Dazu gehört auch eine Analyse des gesamten Lebenswegs der Elemente, insbesondere im Hinblick auf deren Rückbau- und Recyclingfähigkeit. Der Labor- und Demonstrationsbetrieb wird über den gesamten Zeitraum messtechnisch begleitet und beinhaltet dabei die stetige Erfassung, Archivierung und Auswertung der Messdaten. Entsprechend wir auch der gesamte Prozess von der Bauteilentwicklung im Labor über die Erstellung von Handmustern und Musterfassaden, bis hin zur Umsetzung an der Demonstrationsfassade und im Demonstrator „Smallhouse IV“ wissenschaftlich begleitet und ausgewertet.
Die wissenschaftlichen Arbeitsziele von IZES beinhalten somit primär die folgenden Punkte:
- Erarbeitung der Grundlagen und Betrachtung der Wärmequellen und Wärmesenken
o Erarbeitung theoretischer Grundlagen und Modellbildung eines Fassadenabsorbers
o Entwicklung und Integration eines Fassadenabsorbers -> aktive/multifunktionale Fassade
o Weiterentwicklung und Optimierung des Konzepts der aWT - Systemintegration und Betriebsführung
o Integration in komplett niederexergetische Temperierungssysteme auf Simulationsebene
o Validierung des SF-Elements auf Systemebene unter Realbedingungen im Smallhouse IV - Wissenschaftliche Begleitung der Bauteilentwicklung, des Applikationsprozesses und der Umsetzung am Demonstrator
Technische Universität Kaiserslautern (TUK)
Wissenschaftliches Arbeitsziel der TUK ist die Zusammenführung und Integration bestehender individueller Forschungsansätze zur Bauteilaktivierung, zu Vorhangfassaden aus Ultrahochleistungsbeton sowie zur Beschreibung des Tragverhaltens von Betonsandwichwänden. Dies ermöglicht perspektivisch weitere Vernetzung bestehender Forschungsansätze und simultan daraus resultierenden weitere verknüpfte Forschungsansätze z.B. zur Interaktion zwischen thermischer Bauteilaktivierung und thermisch induzierter zyklischer Belastung des SF-Elements. Die gewonnenen wissenschaftlichen Erkenntnisse aus Verbindungstechnik, Befestigungstechnik, Sandwichbauweisen sowie der Montage fließen in ein Ingenieurmodell zur Beschreibung des Trag- und Verformungsverhaltens des SF-Elements sowie in ergänzende konstruktive Regeln ein.
Die wissenschaftlichen Arbeitsziele der TUK beinhalten somit primär die folgenden Punkte:
- Grundlagen zum Thema der Sandwichbauweise mit filigranen Deckschichten
o Erhebung der möglichen Sandwichaufbauten und- Konstruktionen sowie deren Produktionsmöglichkeiten.
o Berechnungsmodell zur Beschreibung des Trag- und Verformungsverhaltens unterschiedlicher Sandwichstrukturen. - Experimentelle Untersuchungen
o Festigkeitsuntersuchungen der Verbindungs- und Befestigungsmittel
o Thermischen Untersuchungen am SF-Element
o Tagfähigkeitsuntersuchung der zu entwickelnden SF-Elemente
o Monitoring der SF-Elemente unter realen Bedingungen im Smallhouse IV - Ökologische und ökonomische Bilanzierung des Gesamtsystems mit Betrachtung der Rückbau- und Recyclingfähigkeit
Schöck Bauteile GmbH
Im Rahmen des Projektes steht der Einfluss des Parameters Verbindungsmittelgeometrie auf die Tragfähigkeit des Verbindungsmittels selber sowie dessen Verankerung im Hochleistungsbeton der filigranen Deckschichten des SF-Elementes im Fokus der Betrachtung. Aufbauend werden Geometrien zur Verankerung des Verbindungsmittels im Hochleistungsbeton abgeleitet. Simultan werden Herstellmethoden zur wirtschaftlichen Produktion der Verbindungsmittel und deren Verankerungsgeometrie entwickelt. Weiterhin wird ein neuartiges Befestigungskonzept für hinterfüllte Wandkonstruktionen entwickelt. Das Befestigungsmittel muss den Ausgleich von Toleranzen ermöglichen und simultan den Hinterfülldruck der Ausgleichsschicht zwischen Bestandswand und SF-Element aufnehmen. In AP5 wird das entsprechende Konzept an einer Demonstrationsfassade getestet.
KOMZET BAU BÜHL – Berufsförderungswerk der Südbadischen Bauwirtschaft GmbH
Im Rahmen des Projektes werden geeignete Verfülltechnologien für die vollflächige Anbindung des SF-Elementes an die Bestandswand durch Versuche an Mustern identifiziert. Hierzu werden großformatige Untersuchungen der Verfülltechnik zur Bewertung der Ausführungsqualität an der Demonstrationsfassade in AP5 durchgeführt. Zusätzlich wird die hydraulische Verbindung der beiden thermisch aktiven Schichten der SF-Elemente untersucht, einerseits auf der Ebene von Handmustern und Musterfassaden und andererseits, in größerer Skalierung, durch die Umsetzung an der Demonstrationsfassade. Die Erkenntnisse des Projekts werden in Lehrmaterialen für die überbetriebliche Ausbildung überführt und somit der Transfer der Erkenntnisse von der Theorie in die Praxis unterstützt. Im Bereich der Verfülltechnologien kann hierbei auf ein breites Know-how bezüglich Einblasdämmstoffe zurückgegriffen werden. Äquivalent könnten in LEXU+ statt Dämmstoffen gut wärmeleitende Materialien zum Einsatz kommen