‚Intelligente‘ Energieflusssteuerung an Fassaden auf Basis moderner Dämmsysteme, steuerbarer WärmeeiDas im folgenden erläuterte Promotionsvorhaben soll als ein gutes Beispiel eines „intelli-genten“ Gesamtkonzepts auf dem Gebiet der Nutzung regenerativer Energiequellen für Gebäude verstandenwerden. In meiner Diplomarbeit setze ich mich mit dem Thema der optimalen (prädiktiven) Regelung komplexer Systeme auseinander. Mit Hilfe numerischer Simulationsrechnungen werden fortschrittlicheRegelstrategien für unterschiedliche Teilaspekte einer komplexen Heizungs- und Warmwasseranlage untersucht. In das Promotionsprojekt sollen diese Erfahrungen integriert werden, um gemeinsam mitden neu entwickelten Regelstrategien zur Nutzung der passiven solaren Gewinne ein gesamtheitliches Regelkonzept zu verwirklichen. Theoretische Erkenntnisse sollen am realen Objekt in die Praxisumgesetzt werden. Dabei sollen an einem „Testraum“ unter Einbindung mehrerer innovativer Konzepte „intelligente“ Regelstrategien verwirklicht und evaluiert werden. Ich bin an der Durchführung desvorgestellten Promotionsvorhabens sehr interessiert, weil es mir anspruchsvoll, rele-vant und innovativ erscheint. Es kann dazu beitragen, den fossil zu deckenden Anteil am Heizenergiebedarferheblich zu verringern, ohne daß Komforteinbußen hingenommen werden müssen. Problemdarstellung, Inhalt und Zielsetzung des Promotionsvorhabens Der Anteil der Gebäudeheizung am Gesamtenergiebedarf beträgt in Deutschland ca. 40 %. Aus Umweltschutzgründen – insbesondere aufgrund der CO2 – Problematik – besteht die Notwendig-keit, aufdiesem Sektor erhebliche Einsparungen zu erzielen. Die Verfügbarkeit immer besserer Verglasungen ermöglicht seit einigen Jahren die Realisierung von sparsamen „Solarhäusern“ mit großenFenstern, aber dennoch hervorragendem Dämmstandard. Die bei solchen Häusern durch die Fenster in die Räume gelangende Solarenergie – man spricht hier auch von passiven solaren Gewinnen -trägt bedeutend zur Deckung des Heizenergiebedarfs bei. In der Jahresbilanz sind moderne Verglasungen „Nettogewinnflächen“ – die Summe der passiven solaren Ge-winne durch die Fensterübertrifft dem Betrage nach die dort auftretenden Verluste durch Transmission, Konvektion und Wärmestrahlung. Zudem erzeugen großflächige Verglasungen wie beispielsweise beim drehbarenSolarhaus HELIOTROP in Freiburg ein von vielen als ange-nehm empfundenes Wohngefühl. Eine weitere Möglichkeit der passiven Nutzung solarer Gewinne durch moderne Dämmsysteme bietet die unten erläuterte Transparente Wärmedämmung (TWD), die im Rahmen desPromotionsvorha-bens ebenfalls zum Einsatz kommen soll.Der großzügige Einsatz von Fassaden zur Nutzung passiver solarer Gewinne birgt jedoch auch Probleme: Mit der Größe der Fenster und TWD-Elemente steigt die Gefahr der Überhitzung der Räume.Die an sonnigen Tagen durch die Fenster in ein Gebäude gelangende Strahlungsleistung kann sich bei großen Verglasungen durchaus im Kilowattbereich bewegen. Ähnliches gilt – mit einerentsprechenden zeitlichen Verzögerung – auch für TWD-Elemente. Dies führt bei her-kömmlichen Baumaterialien – insbesondere bei der für Solarhäuser verschiedentlich favorisier-ten Leichtbauweise -zu einer starken Aufheizung von Struktur und Raumluft. Dabei sind insbe-sondere die TWD-Elemente kritisch, da sie – einmal aufgeheizt – noch stundenlang Wärme in den Raum abstrahlen. In Gebietenmit mildem, sonnigem Klima kann so die energieintensive Kühlung von Wohnräumen erforderlich werden, wenn der solare Eintrag nicht rechtzeitig verringert wird.Weiterhin kann es bei direkter Sonneneinstrahlung durch die Fenster zu für die Bewohner unan-genehmen Blendeffekten kommen, d. h. der visuelle Komfort wird beeinträchtigt. Wünschenswert ist also· die Möglichkeit, den Energiefluß durch die Fassade ins Gebäude „optimal“ zu steuern und· eine Erhöhung der wirksamen thermischen Masse (Wärmekapazität) des Wohnraumes, um ohne Überhitzung einen möglichst großen Teil der passiven solaren Gewinne speichern zu können.In vielen Fällen stehen allerdings die Maximierung passiver solarer Gewinne und die Optimie-rung des visuellen Komforts im Widerspruch zueinander. So kann beispielsweise die Situation auftreten,daß bei kaltem, sonnigem Wetter zur Vermeidung von Blendung ein Teil der potenti-ellen passiven Gewinne verworfen werden muß. Daher erhebt sich die Frage nach „intelligenten“Regelungsstrategien. Das Promotionsvorhaben soll – unter Einbindung der Transparenten Wärmedämmung und der noch weitgehend in der Testphase befindlichen Konzepte:· optisch schaltende Schichten und · Latentmaterialien in Wandverbundsystemen · Prädiktive/adaptive Regelungzu Konfigurationen und Regelalgorithmen führen, die die effiziente Nutzung passiver solarer Gewinne sowie guten thermischen und visuellen Komfort ermöglichen. Es wird angestrebt, dasSystemverhalten eines Raumes mit optisch schaltender Schicht und Latentmaterialien in Wand-verbundsystemen nicht nur simulativ, sondern auch durch Messungen an einer realen „Test-zelle“ zuanalysieren. Dynamische Simulations-rechnungen lassen von den beschriebenen Neuerungen erhebliche Verbesserungen erwarten.