Micronal PCM Katalog für Architekten und Planer 2010

Wärmedämmung und Phasenwechselmaterial in europäischen KlimataWärmedämmung und Phasenwechselmaterial in europäischen Klimata5 Phasenwechselmaterialien5.1 Phasenwechselmaterial: Micronal® PCMBeim Übergang aus der festen in die flüssige Phase nehmen Materialien oft großeWärmemengen auf, ohne dabei ihre Temperatur bedeutend zu verändern. DieserEffekt lässt sich zur Stabilisierung der Raumtemperatur in Gebäuden nutzen. Dafürmuss der Schmelzpunkt in einem baupraktisch relevanten Bereich liegen, diePhasenwechselmaterialien (Phase Change Materials, PCM) müssen vom Raum herthermisch zugänglich sein, und das geschmolzene PCM darf keine Baustoffedurchfeuchten. Mikroverkapselte Paraffine als Teil von Gipsputzen oderGipsbauplatten erfüllen diese Anforderungen, die fertigen Produkte lassen sich wiekonventionelle Putze bzw. Bauplatten verarbeiten.Nachfolgend wird das Produkt “Micronal® PCM SmartBoard” in einer Anwendung fürdie Klimatisierungsunterstützung in einem Bürogebäude untersucht. Micronal® PCMSmartBoard TM ist eine Gipsbauplatte von 15 mm Dicke, die einen Masseanteil von26% microverkapselten Paraffinen enthält.5.2 SimulationsmodellPhasenwechselmaterialien sind besonders wirksam, wenn die Temperaturen imRaum im Laufe des Tages regelmäßig stark anwachsen und wieder absinken,beispielsweise aufgrund hoher solarer oder interner Gewinne. Ein typisches Beispielhierfür stellen Büros dar, aber auch in Kindergärten, Schulen und Hörsälen, in derGastronomie oder Großküchen gibt es ausgeprägte Tagesgänge, die in bestimmtenPerioden ein tägliches Be- und Entladen des Speichers zur Folge haben können.In den Simulationsrechnungen wurde ein Einzelbüro als Ausschnitt aus einemgrößeren Bürogebäude betrachtet (Abbildung 3). Das Gebäude ist komplett inLeichtbauweise erstellt. Die beiden Büros auf der Nord- bzw. Südseite werden alskleine Einzelbüros angenommen, sie sind jeweils 1,80 m breit, 4 m tief und 2,80 mhoch (Innenmaße). Die Fenster sind als Bandfassade mit 1,80 m Höhe und 1,60 mBreite ausgeführt. Der Flur hat eine Breite von 1,20 m.Die Außenwand ist in Spanien und Italien mit 8 cm, nördlich der Alpen mit 15 cmNeopor® gedämmt. Die Fenster besitzen nördlich der Alpen eine Zweifach-Wärmeschutzverglasung, südlich der Alpen wird eine Zweifach-Isolierverglasungverwendet. Das Büro ist Nord-Süd-orientiert, eine außenliegende temporäreVerschattung ist nicht vorhanden.Abbildung 3: Struktur des Beispielobjekts für die Simulationsrechnungen mit Micronal PCM(nicht maßstäblich, Grafik: BASF)Das Büro weist hohe spezifische interne Lasten auf: Es ist mit einer Person belegt,die montags bis freitags von 8 bis 18 Uhr mit einer Stunde Mittagspause anwesendist. Die Arbeitshilfen (PC, Monitor, Drucker, Fax etc.) benötigen in dieser Zeit eineLeistung von 220 W. Hinzu kommt eine Grundlast von 15 W, die kontinuierlich anfällt.Die internen Wärmelasten summieren sich an einem Arbeitstag auf 400 Wh/(m²d).Aufgrund der hohen internen Lasten ist in allen untersuchten Klimata eine aktiveKühlung der Büros erforderlich. Diese begrenzt die Lufttemperatur auf 25 °C. ZurEnergieeinsparung wird die Klimaanlage durch ein nächtliches Kippen der Fensterunterstützt, so dass die Oberflächentemperaturen an vielen Tagen des Jahreswährend der Nacht wieder unter den Schmelzpunkt des Micronal PCM SmartBoardabsinken. Die beiden 1,80 m hohen Fenster in jedem Büro ermöglichen inKippstellung bereits bei einer Temperaturdifferenz von 1 K einen Volumenstrom von40 m³/h. Durch eine geeignete Steuerung werden die Fenster geschlossen, wenn dieRaumtemperatur nachts zu weit absinkt oder zu hohe Luftwechsel (über 200 m³/hpro Büro) entstehen.Die Simulationsrechnungen setzen voraus, dass die thermisch aktivenBauteiloberflächen im Wesentlichen vom Raum her zugänglich sind. GravierendeAbtrennungen der Micronal-haltigen Schichten, etwa durch großflächigeSchrankwände, sind nicht berücksichtigt.- 21 -- 22 -