Wenn die Wand zur Heizung wird

HTWK-Forschung mit „smarttex“ auf dem Weg zum bedarfsgerechten Gebäudeenergiekonzept

Untersuchung der Strahlungseigenschaften mit der Wärmebildkamera Foto: © Kristina Denhof

Zukünftig werden neue Anforderungen an Gebäude gestellt: Sie sollen energieeffizienter sein und zur Schonung der Rohstoffe beitragen. Realisiert werden kann das durch neue Materialien im Bauwesen – wie etwa Carbon mit seinen hervorragenden mechanischen Eigenschaften. 

„Der Einsatz multifunktional einsetzbarer Kompositmaterialien kann einen wesentlichen Beitrag zur Erreichung der Klimaziele der Bundesregierung leisten“, erläutert Frank Hülsmeier.

Mit seinem Team arbeitet der Architekturprofessor an der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig (HTWK Leipzig) an „smarttex“ – einer klimaneutralen Strahlungsheizung in Textilbeton. Durch Carbon könne der Materialeinsatz stark reduziert werden, teilt das Forscherteam mit. Zudem habe es eine weitere interessante Eigenschaft: Es ist elektrisch leitfähig. So könne die aus statischen Gründen im Textilbeton vorhandene Carbonbewehrung für weitere Funktionen aktiviert werden.

Im Fokus steht dabei die Nutzung der Carbongelege als Raumheizung, indem an die Faserbündel eine definierte Spannung angelegt wird. Durch den spezifischen Widerstand des Carbons wird anschließend Wärme erzeugt, die sich aufs gesamte Bauteil ausbreitet: Dessen Oberfläche wirkt als Strahlungsheizung. „So lassen sich multifunktionale Bauteile herstellen, die die Fähigkeiten Tragen und Heizen in sich vereinen“, beschreibt Hülsmeier.

Den ökologischen und wirtschaftlichen Nutzen hat das HTWK-Team in einer Vergleichsrechnung bereits nachgewiesen. Grundlage für die Berechnung der Heizsysteme war die Annahme der Nutzung elektrischer Energie aus regenerativen Quellen.

Eine WasserWasser-Wärmepumpe wurde mit der direktelektrischen Strahlungsheizung über einen Lebenszyklus von 50 Jahren verglichen. Laut den Forschern ergeben sich durch die Strahlungsheizung speziell bei einem Heizwärmebedarf von jährlich 15 bis 50 Kilowattstunden pro Quadratmeter wirtschaftliche Vorteile. Ein weiterer Schritt sind bedarfsgerechte Gebäudeenergiekonzepte. Wie werden Räume genutzt? Welches Raumklima soll herrschen? Individuell zuschaltbare Heizzonen lassen nämlich bei „smarttex“ auch Differenzierungen zu. 

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