Bei Kellergeschossen ist grundsätzlich eine Bauwerksabdichtung erforderlich. Diese muss wasserundurchlässig sein und einen dauerhaften Schutz bieten. Infolge der Durchfeuchtung des anstehenden Erdreichs eignet sich das neu entwickelte, modulierbare Bauteil zur thermischen Aktivierung erdberührender Außenwände.

Thermisch aktivierte Bauwerksabdichtung

Die Wärmeerzeugung mit regenerativen Energien ist in den vergangenen Jahren signifikant gestiegen. Insbesondere erdgekoppelte Wärmepumpen können die Basis für eine klimaneutrale Zukunft bilden. Damit lässt sich die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringern und erneuerbare Energien können effektiver zum Einsatz gelangen.

Thermische Trägheit begünstigt den Wärmeentzug

Für die praktische Anwendung von regenerativen Energien im Gebäudesektor wurden naheliegende Potenziale von Wohngebäuden ermittelt. Die ins Erdreich eingebunden Außenwände bieten sich in diesem Zusammenhang für die Montage und Nutzung eines thermisch aktivierten Bauteils an. Die Vorteile dieser Bauteile liegen vor allem in ihrer hohen Effizienz und Flexibilität. Sie können sowohl zur Kühlung als auch zur Heizung genutzt werden und lassen sich gut in bestehende Gebäude integrieren. Durch ihre hohe thermische Trägheit sind sie in der Lage, Wärme- oder Kälteschwankungen auszugleichen und für ein angenehmes Raumklima zu sorgen.

Entwicklung eines modulierbaren Bauteils für den Sockel- und Kellerbereich

Im Vordergrund des Forschungsvorhabens stand die Entwicklung einer innovativen Technologie für Abdichtungen im Sockel- und Kellerbereich. Dabei wurden anwendungsorientierte und modulierbare Bauteile angefertigt, die über ein Nut-Feder-System zu einer formschlüssigen Wand eingebaut und verbunden werden können. Ein spezielles Augenmerk galt neben der Dichtfunktion einem möglichst großflächigen Wärmeentzug. Durch die veränderte Formgebung der Module konnte zudem die Menge an notwendigem Granulatmaterial reduziert werden. Für eine kapillarbrechende Wirkung sorgte die wellenförmige Oberflächenstruktur – analog zu handelsüblichen Noppenbahnen. Eine komplette Strecke zur Extrusion wurde mit dem eigens hirefür entwickeltem Werkzeug angelegt. Nach dem Einstellen von Heizparametern sowie der geeigneten Vortriebsgeschwindigkeit konnten mit dem abgestimmten Compound endlose Strangelemente gefertigt werden.

Thermische Aktivierung der Außenwände von Ein- und Mehrfamilienhäusern

Das neu entwickelte Bauteil zur thermischen Aktivierung soll vornehmlich im Erd- und Außenwandbereich von Ein- und Mehrfamilienhäusern zum Einsatz kommen. Hierfür bietet die erforderliche Dichtfunktion ein erhöhtes Wärmepotenzial bei simultaner, thermischer Aktivierung gegenüber dem anstehenden Boden bzw. Drainagebereich an. Der Abschnitt mit den erdberührenden Bauteilen ermöglicht bei angepasster Entzugsleitung den Einsatz von Sole-Wasser-Wärmepumpen. Mit der Entwicklung eines geeigneten, nachhaltigen Verfahrens zum Zweck der erdgekoppelten Nutzung wurde im Projektverlauf begonnen. Den Bedarf an fossilen Energieträgern zu verringern und gleichzeitig energiesparende Heizmethoden aufzuzeigen, waren die wesentlichen Eckpunkte bei der Entwicklung.

Wirkungsgrad und Testergebnis

Die benötigte Energiemenge wird durch die aktivierten Elemente über den Wärmeentzug aus dem Erdreich sowie dem angeschlossenen Bauteil entzogen. Die Wiederauffüllung sollte sich dabei an der DIN 4095 „Dränung zum Schutz baulicher Anlagen“ orientieren. Dadurch ist die kontinuierliche Abfuhr anfallenden Niederschlagswassers gegeben und auch Wärme fließt nach. Damit ist eine beschleunigte Regeneration des aktivierten Bauteils gegeben. Durch verschiedene Versuchsreihen konnte die energetische Wirksamkeit der zusammengefügten Elemente demonstriert und nachgewiesen werden. Die Entzugsleistungen lagen in den Tests und bei kürzeren thermischen Anforderungen zwischen 175 W/m² bis hin zu 200 W/m² in der Spitze.

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