Tillman Gauer

• Gebäude tragen aktuell in Deutschland zu rd. 30 % der Treibhausgasemissionen bei, die reduziert werden sollen. Um dies zu erreichen, werden aktuell unterschiedlichste Ansätze diskutiert, die von der Reduktion der Wärmebedarfe über einen höheren Anteil an Erneuerbaren Energien am Wärmebedarf reichen. Für letzteres müssen das Angebot an Erneuerbaren Energien und der Wärmebedarf durch Speicherung ausgeglichen werden. Neben Pufferspeichern kann auch die Masse des Gebäudes zur Wärmespeicherung genutzt werden. Bei einem hydraulischen System eine thermische Aktivierung – wasserführende Rohre im Bauteil - mit dem Heizsystem verbunden. Da das Bauteil neben den passiv energetischen, statischen und konstruktiven Funktionen auch die aktiven energetischen Funktionen Wärmespeicherung- und -übertragung übernimmt, werden diese als multifunktionale Bauteile (MFB) bezeichnet. Um mit Hilfe der MFB die Treibhausgasemissionen von Gebäuden zu reduzieren, muss deren Temperatur- und Leistungsverlauf in Folge einer Beladung bekannt sein. Im Rahmen dieser Arbeit wird am Beispiel eines repräsentativen Einfamilienhauses mit MFB und Solarthermie gezeigt, dass durch die Ausbildung von Außenwänden als multifunktionale Bauteile die Treibhausgasemissionen im Betrieb von 56 auf 32 t-CO2-Äq., also um 40 %, reduziert werden können. Diese Einsparung ist vorrangig auf die Steigerung des Anteils solarer Wärme am Wärmebedarf auf Grund der MFB zurückzuführen. Wird der gesamte Lebenszyklus des Gebäudes betrachtet, sinken die Emissionen von 86,2 auf 63 t-CO2-Äq., was einer Einsparung von 27 % entspricht. Diesen Einsparungen resultieren in höheren Lebenszykluskosten, welche von 521.000 auf 525.000 €, also um weniger als 1 %, steigen. Bei der Untersuchung von Schichtaufbau, Größe und Orientierung der multifunktionalen Bauteile als Außenwände konnte gezeigt werden, dass die gängigen Aufbauten, Kernaktivierung einer 20 cm dicken Tragschale und Dämmung mit UAW = 0,28 W/(m².K), zu den geringsten Bedarfen an elektrischer Energie führen. Bei der Lage der Aktivierung sollten Außenwände von Räumen ausgewählt werden, die keine nach Süden oder Westen orientierten Fenster aufweisen. Die intendierte zeitversetzte Wärmeabgabe der multifunktionalen Bauteile deckt dann am besten die Heizlast, die im Tagesgang primär durch die Orientierung der Fenster des jeweiligen Raumes beeinflusst wird.Um die multifunktionalen Bauteile mit thermischer Aktivierung in die Baupraxis zu ermöglichen, schließt die Arbeit mit einem Vorschlag zu deren Berücksichtigung in der DIN V 18599.