Forschungsprojekte

C3-InteF

C3-V4.14 Entwicklungen von Lösungen für Bauelemente aus Carbonbeton mit integrierten bauklimatischen Funktionen; C3-InteF

C3-V4.14 Development of solutions for structural elements made of carbon concrete composites with integrated building climatic functions; C3-InteF

Basisdaten

  • Status: Laufend
  • Institut: Institut für Bauklimatik
  • Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. John Grunewald
  • Bearbeiter: Andreas Söhnchen
  • Finanzierungstyp: nichtwirt.
  • Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
  • Programm: Zwanzig20 - Partnerschaft für Innovation (Zwanzig20)
  • Förderkennzeichen: 03ZZ0354A
  • Zeitraum: 01.09.2017 - 31.08.2020

Forschungsfelder/-themen

  • Anlagentechnik
    • Heizungsanlagen
  • Baukonstruktion
    • Funktionsintegration
    • Materialverbünde
    • Thermische Bauteilaktivierung
  • Baumaterialien
    • Faserverstärkte Strukturen
    • Hygrothermische Materialeigenschaften
    • Raumklimatische Wirkungen

Zusammenfassung

Das Vorhaben „C³:InteF“ verfolgt das übergeordnete Ziel, ökologisch und ökonomisch sinnvolle Lösungen für beheizbare Bauelemente aus Carbonbeton zu entwickeln. In einem neuartigen Ansatz soll durch die Carbonbewehrung Wärme in die Baukonstruktion in unterschiedlichen Leistungsstufen eingebracht werden. Die Wärmeeinträge wirken als Raumheizung und Energiespeicher ebenso wie zur Bauteiltemperierung. Vor allem im Rahmen von Sanierungsvorhaben können sie so gezielt zum Bauteilschutz eingesetzt werden.

Kooperationspartner

  • Institut für Baustoffe, Fakultät Bauingenieurwesen, TU Dresden
  • Fraunhofer-Zentrum für Internationales Management und Wissensökonomie
  • Q-Point Composite GmbH
  • STL Heizsysteme GmbH
  • HFB Engineering GmbH
  • maxit Baustoffwerke GmbH

Projektverlauf

Der Arbeitsplan beinhaltet die Definition C3-spezifischer Anwendungsszenarien unter Berücksichtigung der Anforderungen aller am System beteiligten Komponenten. Neben der eigentlichen Produktanforderung stehen dabei technische Aspekte zur elektrischen Auslegung und Steuerung, zur Beschaffenheit der Betonmatrix und zur Herstellung des geeigneten Materialverbundes im Vordergrund. An die Zieldefinition schließt sich die Herstellung von Labormustern und deren umfassende Analyse auf Material- und Systemebene an. Neben der Eignung verschiedener Lösungsansätze zur Erreichung der gesteckten Ziele zielen die Untersuchungen auch auf deren Langzeitbeständigkeit. Ein weiterer Schwerpunkt der Forschungsarbeiten liegt in der Betrachtung fertigungstechnischer Randbedingungen. Aufbauend auf den Erkenntnissen der ersten Arbeitspakete werden großformatige beheizbare Betonplatten für die Fassade, die Innenwand, den Innenboden und den Außenboden in einem noch im Aufbau befindliche Großprüfstand getestet.

Ergebnisse

Die Nutzung großer Flächen zur Wärmeübergabe an den Raum erfordert geringere Leistungen und ermöglicht so den Einsatz regenerativer Energien. Allerdings reagieren die bislang verwendeten fluidbasierten Systeme träge und sind für einen intermittierenden Betrieb nicht geeignet. Bei oberflächennaher Verlegung von Carbonheizgelegen in Kombination mit einer Wärmedämmung zur thermischen Abkopplung der Heizung vom Bauteil wird die Wärme schnell in den Raum abgestrahlt, so dass der Betrieb der Heizung flexibel und energiesparend ausgelegt werden kann. Neben der oberflächennahen Verlegung ist auch die Integration der Heizung mitten im Bauteil denkbar. In Kombination mit einer Dämmung wird die Bauteilmasse aktiviert werden, d.h. das Bauteil wird kurzzeitig aufgeheizt. Über die Dämmung kann die gespeicherte Wärme zeitverzögert an den Raum weitergegeben werden. Diese Betriebsweise ist dazu geeignet, Lastspitzen aus dem Stromnetz zu nehmen und als Wärme im Baukörper zwischen zu speichern.

Berichte

Publikationen

Abschlussarbeiten

Bilder