Fachgebiet Bauphysik und Technischer Ausbau

Das Fachgebiet arbeitet an folgenden Forschungsthemen:

Energie

  • Monitoring und Performance-Analyse von Gebäuden (Benchmarking, energetische Betriebsoptimierung, Monitoring-Software)
  • Integrale Gebäude- und Energiekonzepte, simulationsbasierte Systemoptimierung (Betrieb, Lastmanagement, Netzinteraktion)

Aufenthaltsqualität im Innenraum

  • Nutzerzufriedenheit an Arbeitsplätzen (Befragungen, Komfort-Indizes, Zertifizierung)
  • Komfort (thermisch, visuell) und Nutzerverhalten unter transienten Bedingungen (Sommer)

 

Proband*innen im Klima-Teststand „Lobster"

Verbundprojekt „Deck-In-VEnt“ (EnOB)

Entwicklung und Demonstration von deckenintegrierten Ventilatoren im Rahmen der Gebäudesanierung des Landratsamtes Dillingen

MSc. Romina Rissetto, PD Dr. Marcel Schweiker, Prof. Andreas Wagner

Laufzeit: Juli 2018 bis September 2021

Ausgangspunkt ist die Herausforderung der Gewährleistung eines akzeptablen sommerlichen Raumklimas ohne aktive Kühlung und Klimatisierung im Rahmen ambitionierter Sanierungsmaßnahmen. Das übergreifende Ziel dieses Verbundvorhabens ist die Entwicklung und erste Demonstration einer innovativen Technologie zur Erhöhung der Luftbewegung an Arbeitsplätzen zur Steigerung der Nutzerzufriedenheit und Unterstützung der Nachtlüftung. Komfortbefragungen der Mitarbeiter*innen des Landratsamtes Dillingen: es werden Kennwerte für den Effekt der zu entwickelnden deckenintegrierten Ventilatoren auf die Nutzerzufriedenheit und das aus der Installation resultierende Verhalten analysiert und in Komfort- sowie Nutzerverhaltensmodelle eingearbeitet. Die so erhobenen Daten ermöglichen eine Auswertung des Nutzerkomforts vor und nach der Sanierung bzw. mit und ohne deckenintegrierten Ventilatoren. Die Mitarbeiter*innen des Landkreises wurden im Sommer 2018 vor der Sanierung des Bestandsgebäudes befragt. Insgesamt fiel die Bewertung im Landratsamt in der Sommerbefragung überwiegend negativ aus. In den meisten Zufriedenheitskategorien (Schakib-Ekbatan, 2015) sind die Befragten im Mittel nahezu unzufrieden, insbesondere mit den Temperaturverhältnissen. Nutzerakzeptanzuntersuchungen: um den Effekt auf die Nutzerzufriedenheit zu validieren, werden Nutzerakzeptanzuntersuchungen mit freiwilligen Probanden im Raumklimateststand LOBSTER am KIT durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass es einen signifikanten Unterschied in Akzeptanz und Komfortbewertung der thermischen Bedingungen zwischen den Konfigurationen mit und ohne deckenintegrierten Ventilatoren gibt. Der Einfluss der Temperatur (28°C vs 31°C) auf die Wahrnehmung der Innenraumtemperatur ist signifikanter, als die Steuerung des Ventilators (feste vs einstellbare Luftgeschwindigkeit) und die Richtung der Luft (unterschiedlichen Positionen des Probands im Büro bezüglich der Position des Ventilators).

Förderung: Fordersumme  300.276€ (Anteil fbta); Bundesministerium für Wirtschaft und Energie - PtJ

Partner:    

  • Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
  • Institut für Entwerfen und Bautechnik
  • Fachgebiet Bauphysik und Technischer Ausbau
  • Landkreis Dillingen a. d. Donau
  • Bergische Universität Wuppertal (BUW)
  • Industriepartner

Weiterführende Informationen:
https://fbta.ieb.kit.edu/182_931.php

 

LowEx-Bestand – Deckenstrahlungsheizung für die Gebäudesanierung

Dr. Reza Safi Zadeh, Prof. Andreas Wagner

Laufzeit: Juni 2016 bis Dezember 2020

Strahlungsheizungen sind eine interessante Option im Zusammenhang mit der Sanierung von Heizungssystemen, wenn Strahlungstemperatur-Asymmetrie und lokaler Diskomfort aufgrund niedriger Innenoberflächentemperaturen vermieden werden können. In diesem Projekt wurde das Potenzial von Niedertemperatur-Deckenstrahlheizungen (28–38 °C) auf der Basis von subjektiven Experimenten und allgemeinen thermischen Komfortkriterien untersucht. Die Experimente wurden in dem Teststand LOBSTER am KIT durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass ein Deckenstrahlheizungssystem, das auf niedrigem Temperaturniveau betrieben wird, neutrale thermische Empfindungen und einen zufrieden stellenden Komfort für den Großteil aller Körperteile weitgehend gewährleisten kann, wenn die Gebäudehülle einen erhöhten Gebäudeenergieeffizienz-Standard erfüllt. Entgegen den Erwartungen wurde der Kopf als das komfortabelste Körperteil empfunden, obwohl er am nächsten zur warmen Decke war und er am empfindlichsten gegenüber warmen Bedingungen ist. Die Teilnehmer bewerteten die meisten ihrer Körperteile noch bei einer relativ hohen Strahlungstemperatur-Asymmetrie als ‚neutral‘; deshalb wird eine Strahlungstemperatur-Asymmetrie von 7,5 K als 10%-Unzufriedenheitsgrenze vorgeschlagen, wenn die Nutzer Winterbekleidung tragen und die operative Temperatur im Bereich neutraler Bedingungen ist. Die gewählten Randbedingungen in den Experimenten stellen recht extreme Bedingungen dar; in der Realität wären die Komfortvoten positiver und deshalb stellt die Deckenstrahlungsheizung eine interessante Option für die Gebäudesanierung dar. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert.

Partner: Institut für Nachhaltige Technische Systeme, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg (Projektleitung) Fachgebiet Strömungsmaschinen, KIT Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme, Freiburg diverse Industriepartner
Förderung: Fördersumme 739.000 € (Anteil fbta); Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Weiterführende Informationen:
http://fbta.arch.kit.edu
https://www.lowex-bestand.de/?lang=de

 

LowEx Bestand: Einsatz von Niedrigexergiesystemen im Mehrfamiliengebäudebestand

Laufzeit: 01. Juni 2016 bis 31. Dezember 2020

Wärmepumpentechnologien werden eine zunehmend bedeutende Rolle in der Wärmeversorgung von Bestandsgebäuden spielen, um die klimapolitischen Ziele der Wärmeversorgung zu realisieren. In diesem Projektverbund werden deshalb Elektro- und Gas-Wärmepumpen für den energetisch sanierten Gebäudebestand weiterentwickelt, demonstriert und ihre Wirtschaftlichkeit erhöht. Am fbta wurde im Rahmen des Projektes eine Gebäudematrix erarbeitet, die den Bestand der Mehrfamiliengebäude mit seinen Charakteristika darstellt. Dazu wurden vorhandene Daten und statistische Erhebungen anhand charakteristischer Merkmale wie Gebäude-, Wohnungsgrößen, Bewohnerzahl, Qualität der Gebäudehülle oder Gebäudetechnik erfasst und nach Baualter und Gebäudegröße in die Matrix einsortiert. Auf dieser Basis werden projektrelevante Sanierungsszenarien ermittelt und Maßnahmenbündel zur weiteren Untersuchung definiert. Desweiteren wird analysiert, wie Modernisierungen von Mehrfamiliengebäuden in der Realität ablaufen, welche Akteure beteiligt sind und welche Entscheidungen wann und von wem getroffen werden. In Expertengesprächen werden die Handlungslogiken beim Fällen relevanter Entscheidungen und der Einfluss nichttechnischer Faktoren auf den Modernisierungsprozess und auf den Einsatz neuer Technologien erfasst. Der Ergebnisbericht soll genutzt werden, um Prozessumgestaltungen für den erfolgreichen Einsatz von neuen Technologien und LowEx-Systemen zu ermöglichen.

Partner: Institut für Nachhaltige Technische Systeme, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg (Projektleitung) Fachgebiet Strömungsmaschinen, KIT Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme, Freiburg diverse Industriepartner
Fördersumme: Fördersumme 739.000 € (Anteil fbta)
Förderer: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Weiterführende Informationen:
http://fbta.arch.kit.edu
www.lowex-bestand.de