Labor für Gebäude-Thermophysik

Im Building Physics Labor werden technologische Lösungen für die Errichtung von energieeffizienten Gebäuden mit hohem Innenraumkomfort entwickelt. Die Forschung befasst sich mit der Untersuchung des dynamischen Verhaltens von opaken und transparenten Gebäudehüllen und von haustechnischen Installationen, insbesondere von mechanischen Lüftungssystemen - mit dem Ziel, gleichzeitig den Komfort, die Raumgesundheit und die Energieeffizienz der Gebäude zu verbessern. Dazu werden Feldversuche durch Laborversuche mit Computersimulationen ergänzt. Die Forscher analysieren die energetische Leistung der einzelnen Bestandteile der Gebäudehülle, sie untersuchen ihre Auswirkung auf den Wohnkomfort und die Wechselwirkung mit dem Rest des Gebäudes und der Anlage. Sie prüfen weiters die Effektivität und das Verhalten verschiedener technischer Lösungen für Gebäudehüllen, nicht nur unter Planungsbedingungen, sondern auch unter praktischen Bedingungen im Sommer und im Winter. Dazu werden die entsprechenden Klimabedingungen im Labor rekonstruiert oder Versuche im Freien durchgeführt.

Das Labor ist in der Lage, die thermophysikalischen Eigenschaften von Baustoffen, vor allem von Isoliermaterialien, zu messen. Die so berechneten Werte für die Wärmeleitfähigkeit, die Temperaturleitfähigkeit und die spezifische Wärmekapazität können in Energiemodellen zur detaillierten Leistungsbewertung von Gebäuden und Gebäudehüllenkomponenten herangezogen werden, aber auch zur theoretischen oder experimentellen Analyse opaker Komponenten. Die Forscher verwenden und entwickeln Instrumente und Methoden zur Vor-Ort-Messung der wichtigsten thermophysikalischen und Umwelteigenschaften von Gebäudehüllen und Gebäuden. So können sie die energetische Leistung des Gebäudes, den thermischen/hygrometrischen Komfort, die Raumluftqualität, den akustischen und den visuellen Komfort direkt an und in bestehenden Gebäuden messen.

Zur Bewertung und Optimierung der Gebäudeleistung stehen hochentwickelte Berechnungsinstrumente wie numerische Modelle mit finiten Elementen (FEM), fluiddynamische Modelle (CFD) und Codes für dynamische Simulation zur Verfügung. Die Forscher verwenden diese Instrumente einzeln oder in kombinierter Form für Simulationen, bei denen gleichzeitig verschiedene physikalische Aspekte berücksichtigt werden (multi-domain und multi-physics). Durch die numerische Modellierung thermophysikalischer Prozesse in den verschiedenen Komponenten von Gebäudehüllen und in den Räumen bestimmen die Techniker das energetische und akustische Verhalten und die Lichtwirkung des Gebäudes und der Anlagen, sowohl auf der Ebene der Komponenten als auch auf der Gebäude- und der städtebaulichen Ebene. Durch multikriterielle Optimierungstechniken können die leistungsstärksten Planungskonfigurationen ermittelt werden.

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