Prüfstand zur Messung der Energieeffizienz von Sonnenschutzeinrichtungen und Verglasungen"

Forschungsschwerpunkt Energieeffizienz

Die Energieeffizienz ist nicht nur eine Frage der Heizenergieeinsparung sondern im zunehmenden Maße auch der Vermeidung von Kühleinrich- tungen. In Bürogebäuden ist heute der Energiebedarf für die Kühlung häufig deutlich höher, als für die Beheizung der Gebäude. Gerade bei großflächigen Verglasungen kann durch einen effizienten Sonnenschutz der Bedarf an Kühlung vermindert, teils sogar ganz vermieden werden.

Der Sonnenschutz ist ein wesentliches Gestaltungselement des Architekten. Funktion und Gestaltung sind hier unmittelbar miteinander verknüpft. Um diese Aspekte zusammenzuführen, benötigt der Architekt klare Entscheidungskriterien. Energiesparendes Bauen umfasst daher die Beschäftigung mit der Wirkung von Sonnenschutzeinrichtungen. Theorie und Praxis werden zusammengeführt durch Laborversuche.

Beschreibung der Messeinrichtung

Der Messaufbau dient zur Ermittlung der Effizienz beliebig gestalteter Sonnenschutzeinrichtungen durch einfach zu messende Kennwerte, ausgedrückt durch den Abminderungsfaktor für Sonnenschutzeinrichtungen.

Mittels zweier Messboxen werden simultan 2 Messungen durchgeführt: Die Messbox 1 ermittelt die solare thermische Last ohne Sonnenschutz- einrichtung, Messbox 2 misst gleichzeitig die solare Last mit Sonnenschutzeinrichtung. Beide Messboxen werden mittels eines Kaltwasser- kreislaufs gekühlt. Durch beide Messboxen fließt in einer Reihenschaltung der selbe Kaltwasserstrom. Die Boxen sind auf einem gemeinsamen Gestell installiert und lassen sich nach der Sonne ausrichten. Die Messungen sollen also unter realen Wetterbedingungen erfolgen. Der Aufbau umfasst außerdem eine Kältemaschine zur Rückkühlung des Kaltwassers, die Regelung und die Messauswertung am PC. Durch die Regelung werden die Messboxen und die Wassereintrittstemperatur der Messbox 1 auf eine konstante Temperatur gehalten.

Durch die Verwendung von 2 Boxen ist ein unmittelbarer Vergleich möglich, ohne dass dabei gleichzeitig die solare Strahlung selbst gemessen werden muss. Auch die Bestimmung des Kühlmassenstroms ist nicht erforderlich. Da es bei der Effizienz von Sonnenschutzeinrichtungen allein um das Verhältnis der Lasten mit und ohne Sonnenschutzeinrichtung geht, müssen allein die Temperaturen am Ein- und Austritt der Messboxen ermittelt werden, um aus dem Verhältnis der Temperaturdifferenzen den Abminderungsfaktor zu bestimmen.

Die Messboxen sind von oben öffenbar, so dass auch innere Sonnenschutzeinrichtungen geprüft werden können. Die Gläser sind leicht austauschbar, so dass auch die Effizienz von Sonnenschutzverglasungen messtechnisch leicht zu überprüfen ist.

Einbindung in die Lehre

Die Messeinrichtung erlaubt durch die simultane Messung und die direkte Auswertung eine schnelle, gut nachvollziehbare und zuverlässige Be-stimmung der Effizienz von Sonnenschutzeinrichtungen und Sonnenschutzverglasungen.

Es ist vorgesehen, im Rahmen der Bachelor-Ausbildung der Architekten Veranstaltungen anzubieten, die sich mit diesem Thema auch experimentell beschäftigen. Die fachliche Begleitung erfolgt im Rahmen der Lehre durch Professoren der Architektur, Bauphysik und Klimatechnik. Damit leistet die Einrichtung einen wichtigen Beitrag zur fachübergreifenden Kooperation.

Projektbeteiligte

Prof. Dipl.-Ing. Thomas Kretschmer
Dipl.-Ing. Yvonne Dietrich (Forschungsassistentin) 

Eric Illgner
Bachelor-Abschlussarbeit 2011 mit dem Thema:

"Aufbau eines Versuchstandes zur Messung des Gesamtenergiedurchlassgrades"