A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Thermische Aktivierung von flächigen Bauteilen am Beispiel thermo-aktiver Abdichtungselemente
Erdberührende Bauteile werden vermehrt zur thermischen Nutzung des Untergrunds und damit zur Deckung des Heizwärmebedarfs von Gebäuden verwendet. Dazu werden i.d.R. statisch erforderliche Betonbauteile durch die Befestigung von Wärmetauscherrohren an der Bewehrung thermisch aktiviert. Basierend auf diesem Prinzip wurde am Lehrstuhl für Geotechnik im Bauwesen ein Prototyp von thermo-aktiven Abdichtungselementen entwickelt. Durch die thermische Aktivierung von Betonschutzplatten können bei einem Einsatz im Grundwasser sowohl eine bauphysikalische als auch eine energetische Funktion vereinigt werden. Mit Hilfe von Technikumsversuchen und numerischen Untersuchungen wurden die Effizienz und das energetische Potenzial der Elemente abgeschätzt. Es konnten Entzugsleistungen von bis zu 300 W/m 2 bei Wärmeübergangswiderständen von maximal 0,3 K·m/W erreicht werden, was im Vergleich zu herkömmlichen Systemen ein äußerst vielversprechendes Ergebnis darstellt. Die Entzugsleistung der thermo-aktiven Abdichtungselemente ist im Wesentlichen von der Wärmeübertragungsfläche und dem Systemdurchfluss abhängig. Zusätzlich spielen äußere Einflüsse für solch oberflächennahe Systeme im Vergleich zu Erdwärmesonden eine große Rolle. Die Beschreibung des Wärmeübergangs des Systems stellt ein komplexes Problem dar, welches für eine erste Abschätzung über stark vereinfachte Modellansätze beschrieben werden kann. Für eine praxistaugliche Auslegung der Anlagen ist jedoch eine präzisere Formulierung erforderlich.
Earth coupled construction components are used increasingly for the thermal use of the underground and thus for the covering of the thermal heat requirement of buildings. For that purpose statically necessary concrete building elements are thermally activated generally by the fastening of heat exchanging pipes to the reinforcement. Based on this principle a prototype of thermal-active seal panels has been developed by the Chair of Geotechnical Engineering (RWTH Aachen University). By the thermal activation of concrete protection plates situated within the groundwater both a building physical and an energetic function can be combined. On a large scale test station and with the help of numeric investigations the efficiency and the energetic potential of the elements were measured. A heat transfer capacity up to 300 W/m² could be achieved with heat transmission resistances of maximally 0.3 K·m/W, what represents an extremely promising result compared with conventional systems. The heat transfer capacity of the thermo-active seal panels depends essentially on the heat transfer surface and the system discharge. Additionally external influences play an important role for such near-surface systems compared to borehole heat exchangers. The description of the heat transfer of the system represents a complex problem, which can be described - for a first estimation - with the help of strongly simplified modelling approaches. For a practicesuited interpretation of the technical installations however a more precise modelling is necessary.
Thermische Aktivierung von flächigen Bauteilen am Beispiel thermo-aktiver Abdichtungselemente
Erdberührende Bauteile werden vermehrt zur thermischen Nutzung des Untergrunds und damit zur Deckung des Heizwärmebedarfs von Gebäuden verwendet. Dazu werden i.d.R. statisch erforderliche Betonbauteile durch die Befestigung von Wärmetauscherrohren an der Bewehrung thermisch aktiviert. Basierend auf diesem Prinzip wurde am Lehrstuhl für Geotechnik im Bauwesen ein Prototyp von thermo-aktiven Abdichtungselementen entwickelt. Durch die thermische Aktivierung von Betonschutzplatten können bei einem Einsatz im Grundwasser sowohl eine bauphysikalische als auch eine energetische Funktion vereinigt werden. Mit Hilfe von Technikumsversuchen und numerischen Untersuchungen wurden die Effizienz und das energetische Potenzial der Elemente abgeschätzt. Es konnten Entzugsleistungen von bis zu 300 W/m 2 bei Wärmeübergangswiderständen von maximal 0,3 K·m/W erreicht werden, was im Vergleich zu herkömmlichen Systemen ein äußerst vielversprechendes Ergebnis darstellt. Die Entzugsleistung der thermo-aktiven Abdichtungselemente ist im Wesentlichen von der Wärmeübertragungsfläche und dem Systemdurchfluss abhängig. Zusätzlich spielen äußere Einflüsse für solch oberflächennahe Systeme im Vergleich zu Erdwärmesonden eine große Rolle. Die Beschreibung des Wärmeübergangs des Systems stellt ein komplexes Problem dar, welches für eine erste Abschätzung über stark vereinfachte Modellansätze beschrieben werden kann. Für eine praxistaugliche Auslegung der Anlagen ist jedoch eine präzisere Formulierung erforderlich.
Earth coupled construction components are used increasingly for the thermal use of the underground and thus for the covering of the thermal heat requirement of buildings. For that purpose statically necessary concrete building elements are thermally activated generally by the fastening of heat exchanging pipes to the reinforcement. Based on this principle a prototype of thermal-active seal panels has been developed by the Chair of Geotechnical Engineering (RWTH Aachen University). By the thermal activation of concrete protection plates situated within the groundwater both a building physical and an energetic function can be combined. On a large scale test station and with the help of numeric investigations the efficiency and the energetic potential of the elements were measured. A heat transfer capacity up to 300 W/m² could be achieved with heat transmission resistances of maximally 0.3 K·m/W, what represents an extremely promising result compared with conventional systems. The heat transfer capacity of the thermo-active seal panels depends essentially on the heat transfer surface and the system discharge. Additionally external influences play an important role for such near-surface systems compared to borehole heat exchangers. The description of the heat transfer of the system represents a complex problem, which can be described - for a first estimation - with the help of strongly simplified modelling approaches. For a practicesuited interpretation of the technical installations however a more precise modelling is necessary.
Thermische Aktivierung von flächigen Bauteilen am Beispiel thermo-aktiver Abdichtungselemente
Thermal activation of plane construction components by the example of thermo-active seal panels
Kürten, Sylvia (author) / Ziegler, Martin (author)
2012
12 Seiten, 8 Bilder, 7 Quellen
Conference paper
Storage medium
German
Thermische Aktivierung von Bauteilen
| British Library Online Contents | 1999
Klimatechnik - Thermische Aktivierung von Bauteilen
| Online Contents | 2001