Micronal PCM Katalog für Architekten und Planer 2010

Wärmedämmung und Phasenwechselmaterial in europäischen KlimataWärmedämmung und Phasenwechselmaterial in europäischen Klimataangeordnet. Die nächste Hauszeile in südlicher Richtung befindet sich in 23 mEntfernung.Wo dies mit dem sommerlichen Komfort noch vereinbar ist, wird man ausKostengründen häufig auf einen außenliegenden Sonnenschutz verzichten. Für die 4nördlichen Klimata wurde der außenliegende Sonnenschutz daher weggelassen. Inden beiden südlichen Klimata sind dagegen traditionelle Fensterläden vorhanden, diebei Raumtemperaturen oberhalb von 23 bis 25 °C geschlossen werden.B KlimaFür Deutschland lagen die 2004 veröffentlichten Testreferenzjahre des deutschenWetterdienstes [DWD 2004] vor. Verwendet wurde das dem Standort Frankfurt/M.zugeordnete Testreferenzjahr 12.Für die übrigen Standorte konnte auf das von ASHRAE veröffentlichte InternationalWeather for Energy Calculations [IWEC 2001] zurückgegriffen werden. DieASHRAE-CD enthielt für alle 5 untersuchten Standorte entsprechende Datensätze.C Energiebedarf und EmissionenDie Aufwandszahl des Heizsystems beträgt 1,1, die des Kühlsystems 0,31. FürHilfsstrom wurde entsprechend DIN 4701-10 ein von der Heizlast und der Dauer derHeizperiode abhängiger Anteil angerechnet, der typischerweise einige Prozent desHeizwärmebedarfs beträgt.Für die haustechnischen Systeme wurde mit pauschalen Aufwandszahlen (dasVerhältnis zwischen Heizenergie- und Heizwärmebedarf, vgl. Abschnitt 3.1,entsprechend für die Kühlung) gerechnet. Die Beheizung der untersuchtenBeispielgebäude erfolgt mit einem Niedertemperatur-Gaskessel mit einerAufwandszahl von 1,1. Hinzu kommt der Hilfsstrombedarf, der sich aus demStromverbrauch der Heizungs-Umwälzpumpe (hier: konstant 35 W) und demHilfsstromverbrauch des Kessels ermitteln lässt. Letzterer wurde entsprechend[PHPP 2004] berechnet zu15 ⎛ P1⎟ ⎞KesselPHilf = W ⋅⎜ .⎝ kW ⎠Dabei wurde angenommen, dass die Kessel-Nennleistung P Kessel um 30% über dererforderlichen Gebäudeheizleistung liegt.Die Aufwandszahl für die Raumkühlung beträgt 0,31.Die folgenden Primärenergie- und CO 2 -Faktoren wurden verwendet:Primärenergiefaktor[kWh Primär /kWh End ]CO 2 -Faktor[kg/kWh End ]Heizung (Gas) 1.1 0.25Strom 2.7 0.680,48D Eigenschaften von Micronal PCMDie Basis für die Modellierung der PCM-haltigen Materialien bildeten Messungen aneinem Latentwärmespeicherputz, die das Fraunhofer-Institut für SolareEnergiesysteme ISE in Freiburg durchgeführt hat [Schossig 2005]. Abbildung 4 zeigtden Verlauf der Wärmekapazität über der Temperatur.Wärmekapazität [kJ/kgK]14121086420Messwert cpBasislinie10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30Temperatur [°C]Abbildung 4: Wärmekapazität als Funktion der Temperatur für den Latentwärmespeicherputzmaxit clima 24. Messwerte des ISE.Die abgebildete Schmelzkurve bezieht sich auf das Produkt maxit clima 24. In derAbbildung ist zu erkennen, dass das Material einen relativ breiten Schmelzbereichbesitzt. Die Schmelzenthalpie wird daher wie folgt definiert: Man legt Beginn undEnde des Schmelzbereichs fest und zieht, wie im Diagramm dargestellt, eine Liniezwischen diesen beiden Punkten. Die von dieser Linie und dem Graphen dergemessenen Wärmekapazität eingeschlossene Fläche stellt die Schmelzenthalpiedar.Für die vorliegenden Messdaten ergibt sich im Temperaturbereich zwischen 10,85 °Cund 24,85 °C eine Schmelzenthalpie des Putzes von 18 kJ/kg. Zu über 90% wird dieSchmelzenthalpie dabei in einem Temperaturband von 4 K Breite, etwa zwischen 20und 24 °C, umgesetzt.Aus den Eigenschaften des abgebundenen Putzes konnte mit diesen Daten auf eineSchmelzenthalpie des reinen PCM-Materials in dieser speziellen Probe von100 kJ/kg zurückgerechnet werden. Nach Angaben der BASF [Schmidt 2006] beträgtder am häufigsten gemessene Wert 110 kJ/kg. Die vorliegenden Messwerte für dasPCM-Material wurden dementsprechend korrigiert und auf die Eigenschaften derGipsbauplatte Micronal PCM SmartBoard umgerechnet.Nach Angaben des ISE liegt die abgebildete Kurve für das Produkt maxit clima 26um ca. 1.5 K höher. Diese verschobene Kurve wurde in der vorliegenden Studieverwendet, da der Schmelzpunkt mit ca. 24 °C für den sommerlichen Wärmeschutzgünstiger liegt. Für die Simulationsrechnungen wurde die Kurve in fünf Bereicheaufgeteilt, in denen die Wärmekapazität jeweils als konstant angenommen wird.- 37 -- 38 -