Wärmekissen für Häuser

Zwei große weiße Kuben prägen aktuell das Bild am Campus Kuchl. Was aussieht wie Tiny Houses für Studierende sind tatsächlich Wohnräume in Miniatur, in denen Forscher*innen messen, welchen Einfluss dezentrale und verborgene Wärmespeicher auf biogener Basis, auf den Energieverbrauch von Wohnräumen haben. Für die Versuche werden modifizierte Bauprodukte aus Holz eingesetzt. Diese Materialien sind in der Lage, im Winter gespeicherte Wärmeenergie an die Umgebung abzugeben und im Sommer zur Kühlung des Gebäudes beizutragen, während sie Temperaturschwankungen ausgleichen.

"Die Technologie im Projekt BIO-NRG-STORE ist vergleichbar mit einem Wärmekissen für Häuser: Sie ermöglicht uns, Wärmeenergie effizient zu speichern und sie bei Bedarf freizusetzen. Damit hat das Verfahren das Potenzial, die Art und Weise zu revolutionieren, wie wir Gebäude beheizen und kühlen. Es bietet nicht nur eine mögliche Lösung für den steigenden Energiebedarf, sondern kann auchzurReduzierungvonCO2-Emissionenbeitragen",erklärt FH-Prof. Dr. Thomas Schnabel, Leiter des Forschungsteams am Department Green Engineering and Circular Design am Campus Kuchl.

Der Schlüssel liegt im Einsatz von sogenannten „biobasierten Phase-Change-Materials“ (PCM) zur Steigerung der Speicherfähigkeit. Ähnlich wie bei einem Wärmekissen verwandeln sich diese Materialien durch Änderung ihres Aggregatzustandes (z.B. von Feststoff zu Flüssigkeit) und können so Wärmeenergie speichern und beim Abkühlen langsam wieder abgeben. 

Durch die Imprägnierung des Holzes mit PCM wird die begrenzte Speicherfähigkeit des Holzes überwunden und eine effiziente Wärmespeicherung in Gebäuden ermöglicht.

Zentrale Aufgabe des Salzburger Teams war das „Upscaling“ der vorangegangenen Laborversuche, also die Erprobung der Materialien in größerem Maßstab unter realen Bedingungen. Auf dem Campusgelände in Kuchl wurden deshalb zwei spezielle Kuben installiert (einer mit PCM, einer als Referenz), ausgestattet mit Parkettboden und einer Wandverkleidung, um eine Raumsituation zu simulieren. Die ersten Ergebnisse sind sehr vielversprechend, wie Jakub Grzybek, Junior Researcher am Department Green Engineering and Circular Design, bestätigt: „Wir konnten beobachten, dass die Böden mit imprägnierter Mittellage aus Kiefer die Temperaturschwankungen in unseren Kuben deutlich verzögern. Hier liegt großes Potenzial für eine thermische Optimierung von Gebäuden.“

ImprägniertwurdendieInnenausbauprodukteineinemDruckverfahrenmitbiobasiertenFettsäuren aus Pflanzenölen, deren Schmelzpunkt auf die Einsatzbedingungen abgestimmt ist. Diese Modifizierung hebt die Wärmespeicherkapazität des Holzes signifikant, sodass das Material zur Regulierung von Temperaturschwankungen in Innenräumen messbare Auswirkungen hat.

Unterstützt durch das Team der FH Salzburg wurden baugleiche Versuchsaufbauten auch an den Partnerinstitutionen in Schweden (Uppsala), der Türkei (Trabzon) und kürzlich auch in Italien (Florenz) installiert. Das Projektteam erhofft sich durch die Messung in verschiedenen Breitengraden präzisere Aussagen über den Einfluss biobasierter Phase Change Materials auf das Raumklima und sieht darin die Grundlage zur großflächigen Erprobung des Konzepts in Gebäuden.

Quelle und Fotos: FH Salzburg