CoolSkin - Autarkic Cooling via Building Skins

Autarkes Kühlen über Gebäudehüllen

Der Kühlbedarf von Gebäuden ist stetig im Steigen begriffen. Der vorherrschende Architekturstil mit großflächigen Verglasungen, gestiegenen Nutzungsanforderungen sowie veränderte klimatische Bedingungen sind dabei treibende Kräfte. Derzeit marktübliche Kühlsysteme verbrauchen große Mengen an großteils fossiler Energie und sind in ihrer technischen Planung und Umsetzung sowie der architektonischen Einbindung oftmals unbefriedigend. Dies liegt einerseits in der von Fall zu Fall individuell zu entwickelnden Systemkonfiguration begründet und ist andererseits bedingt durch die eingeschränkten Baustellen seitigen Fertigungsmöglichkeiten. Im Gegensatz dazu bieten dezentrale Systeme die Möglichkeit eines technologisch hohen Vorfertigungsgrades und somit einer schnellen und einfachen Montage bzw. einer geringeren Fehleranfälligkeit.

Forschungsgegenstand von COOLSKIN sind dezentrale Systeme zur Kühlung von Innenräumen. Die auf die Fassadenfläche auftreffende Solarstrahlung wird direkt oder zeitversetzt in Kühlenergie umgewandelt und an den dahinterliegenden Raum abgegeben. Die Energieversorgung ist in sich autark und braucht keine Energie aus externen Quellen. In der Untersuchung werden numerische Analysen, experimentelle Untersuchungen im Labor an realitätsnahen Laboraufbauten sowie Feldtests unter realen Einsatzbedingungen durchgeführt.

Das Projektziel ist die Konzeption von dezentralen Fassaden-integrierten Systemen zur Kühlung von Innenräumen. Die auf die Fassadenfläche auftreffende Solarstrahlung wird dabei direkt oder zeitversetzt in Kühlenergie umgewandelt und an den dahinterliegenden Raum abgegeben. Die Systeme sind in sich energietechnisch autark und brauchen keine zugeführte Energie aus externen Quellen. Die Vorteile derartiger Systeme liegen zudem im gleichzeitigen Auftreten des Strahlungsangebotes und der Nachfrage nach Kühlenergie. Im Gegensatz zu konventionellen Kühlsystemen können nicht nur die Systemkomponenten, sondern das gesamte System zur Gänze industriell konfiguriert und vorgefertigt werden.

Das Projekt ist in mehrere Phasen unterteilt. i) Nach dem Aufstellen und Bewerten einer Bandbreite verschiedenster Systemkonfigurationen werden ii) die erfolgversprechendsten Systemkonfigurationen numerisch modelliert und durch Simulations-technische und Labor-technische Untersuchungen analysiert. iii) Im letzten Schritt wird für das der Forschung zu Grunde liegende System COOLSKIN durch weiterführende numerische Analysen die Integrationsfähigkeit in Fassadensysteme untersucht. In der gesamten Bearbeitung werden thermische und elektrische, Simulations-technische Analysen mit experimentellen Arbeiten kombiniert, sowie ein Feldtest unter realen Einsatzbedingungen durchgeführt.

Projektstart: September 2015

Dauer: 30 Monate

Projektpartner: 

Project partners: 
Institut für Wärmetechnik – Technische Universität Graz (Konsortialleitung)
AIT Austrian Institute of Technology
Hans Höllwart-Forschungszentrum f. integrales Bauwesen AG
qpunkt GMBH 
Architekturbüro Reinberg ZT GesmbH

Förderschiene:  Energieforschungsprogramm, 1. Ausschreibung 2014

AIT-Kontakt:  Dr. Marcus Rennhofer