Grobvakuum-Isolierglas-Fertigbausystem für den Gartenbau (GIF)

Grobvakuum-Isolierglas-Fertigbausystem für den Gartenbau (GIF)

Bauphysikalische Simulation

Master thesis

Modell des Grobvakuum-Isolierglas-Fertigbausystems
Modell des Grobvakuum-Isolierglas-Fertigbausystems

Im Rahmen des Programms „Hessen ModellProjekte“ (LOEWE) soll durch ein KMU-Verbundforschungsvorhaben ein Grobvakuum-Isolierglas-Fertigbausystem (GIF) für den Gartenbau zum Aufbau einer energieeffizienten Gebäudehülle von Gewächshäusern zur Praxisreife entwickelt, prototypisch umgesetzt und wissenschaftlich evaluiert werden. Das Hüllbauteil besteht aus einem mehrere Dezimeter hohen Rahmen aus Ultrahochleistungsbeton (UHPC) in dem sich an der Innen- und Außenseite je eine Glasfläche befindet. Der entstehende Zwischenraum wird evakuiert, um die konvektiven Wärmeverluste zu minimieren. Zudem können dort für den Gartenbau notwendige Verschattungselemente aufgenommen werden

Der hohe Eintrag solarer Energie und der Bewuchs in Gewächshäusern sorgen für hohe Raumtemperaturen und Wasserdampfkonzentrationen. Diesbezüglich treten insbesondere in der Tauperiode starke Niveauunterschiede zwischen Außen und Innen auf. Der bauphysikalisch sehr inhomogene Aufbau des Hüllelements weist eine sich rasterförmig wiederholende Wärmebrücke im Rahmen auf. In den Eckbereichen des UHPC-Rahmens herrschen verstärkte Wärme- und Feuchteströme. Eine so verursachte lokale Anreicherung von Tauwasser an Bauteiloberflächen erhöht das Potential für Feuchteschäden sowie einer Einschränkung der Funktionalität der Hülle.

In der Abschlussarbeit sollen diese Anschlussdetails rechnergestützt dreidimensional simuliert und bauphysikalisch untersucht werden. Für die Berechnung notwendige Materialkennwerte, wie z. B. Rohdichte, Wärmeleitfähigkeit, spez. Wärmekapazität etc. sind im Labor zu bestimmen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit zur Validierung der Simulationsergebnisse ein Temperatur- und Feuchtemonitoringprogramm an einem 1:1 Demonstratorbauteil durchzuführen.

Die Kombination simulativer- und messtechnischer Analysemethoden ermöglicht die Bearbeitung einer abwechslungsreichen und praxisnahen Abschlussarbeit innerhalb eines innovativen Forschungsprojektes. Einzelheiten bzgl. Inhalt und Umfang der Arbeit können mit den Betreuern individuell abgestimmt werden.

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