Membrankonstruktionen zur energetischen Sanierung von Gebäuden (MESG)
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Membrankonstruktionen zur energetischen Sanierung von Gebäuden (MESG)

Die energetische Sanierung des Gebäudebestandes kann entscheidend dazu beitragen die bundesweiten Kohlendioxid-Emissionen zu reduzieren und damit helfen, die deutschen Verpflichtungen zum Klimaschutz zu erfüllen. Der wärmetechnischen Instandsetzung der Gebäudehülle kommt dabei eine besondere Rolle zu. Alleine durch geeignete Dämmmaßnahmen der Hülle kann der Heizenergiebedarf um bis zu 50% gesenkt werden. Als Sekundäreffekt wird die thermische Behaglichkeit im Inneren wesentlich angehoben. Werden die Maßnahmen gezielt geplant und durchgeführt, so lässt sich die gesamte Architektur positiv beeinflussen – wodurch sich eine deutliche Wertsteigerung für die Gebäude ergibt.

Im Rahmen des Projekts „Membrankonstruktionen zur energetischen Sanierung von Gebäuden (MESG)“ sollen zum einen neue Konzepte erarbeitet werden, um durch den Einsatz von Folien bzw. Geweben in der Sanierung eine deutliche Energieeinsparung für Gebäude in Deutschland zu erreichen und zwar sowohl von Heiz- als auch von Kühl- und Beleuchtungsenergie. Zum anderen führen solche neuartigen Konzepte auch zu einer energetischen Verbesserung von Neubauten, bei denen verstärkt Membrankonstruktionen zum Einsatz kommen.

Hierzu gehören folgende Prinziplösungen:

• Membran als Sonnenschutzelement.
• Membran als Wärmeschutzelement.
• Membran als Blendschutzelement.
• Membran als Element zur Erzeugung von Wärme.
• Membran als Element zur Erzeugung von Kälte.
• Membran als Element zur Erzeugung von Elektrizität.
• Membran als Element zur Lüftung.
• Membran als Element zur Informationsübertragung (Medienfassade).

Da Membrankonstruktionen bisher häufig gegenüber opaken Lösungen oder Konstruktionen mit Glas nachteilige thermische Eigenschaften aufweisen, ist eine Verbesserung der Wärmedämmeigenschaften solcher Konstruktionen als Grundlage zur Verringerung des Bedarfs fossiler Energieträger und damit zur Reduktion der Kohlendioxid-Emissionen im Gebäudebereich ein wichtiges Ziel dieses Projektes. Begleitet wird dies durch die Ausschöpfung weiterer Möglichkeiten zur Energieeinsparung bzw. Energiegewinnung mit Hilfe der solaren Einstrahlung. Dazu stehen eine Vielzahl interessanter Materialien, Beschichtungen und Komponenten zur Verfügung. Herausragende thermophysikalische Eigenschaften weisen beispielsweise transluzente Schäume oder Silica-Aerogele, Vakuumisolationspaneele (VIP), Spezialbeschichtungen zur Verminderung der Wärmestrahlungsverluste (so genannte low-e Schichten) und Phasenwechselmaterialien (Phase Change Materials, PCMs) auf. Die Kombination dieser Materialien mit Membranen würde eine Vielzahl an Vorzügen vereinen. Ein hervorragender Wärmeschutz ließe sich mit einer leichten und dünnen Haut erreichen, die falls notwendig, eine hohe Wärmespeicherfähigkeit besitzt und ggf. transluzent zur Nutzung von Tageslicht sein könnte. Durch die Einarbeitung von flexiblen Dünnschichtsolarzellen in Membranen ist ein großflächiger Einsatz von Photovoltaik zur Energiegewinnung möglich. Auch thermische Solarkollektoren zur Wärmeerzeugung lassen sich mit Membranen kombinieren. Daraus ergeben sich interessante Einsatzgebiete mit hohem Energieeinsparpotenzial.

Im Projekt wird zunächst eine Typologie zur Anwendung von Membranen im Bereich der Gebäudehülle erarbeitet. Die wesentliche Aufgabe besteht in der Kombination der baukonstruktiven, funktionalen und gestalterischen Anforderungen. Darauf aufbauend werden anschließend die funktionalen Eigenschaften optimiert und neuartige Komponenten und Systeme entwickelt. Basierend auf den erzielten Ergebnissen werden Prinziplösungen erstellt, die als elementierte Komponenten und Systeme zum Einsatz kommen. Die entwickelten Prinziplösungen sollen in Demonstrationsobjekten eingebaut und weiter untersucht werden. Letztlich ist der Einsatz im Gebäudebereich zur Verringerung des Energieverbrauchs vorgesehen.

Auswahl einiger realisierter Objekte und Entwurfskonzepte (klicken zum Vergrößern):

 

 
Gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages im Rahmen des Förderschwerpunktes EnOB (Forschung für Energieoptimiertes Bauen).