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Abb. 8: Nordost-Ansicht des Prototyps Wohnen 2015.
© TU Darmstadt, Kubina

Abb. 9: Innenansicht: Der Einsatz von PCM-Gipsbauplatten trug neben Kühldeckenelementen entscheidend dazu bei, die geforderten konstanten Innenraumtemperaturen zu erreichen.
© TU Darmstadt, Christian Stumpf

Abb. 10: Frostberegnung von Apfelbäumen im Alten Land bei Hamburg.
© Obsthof Axel Schuback, www.apfelpatenhof.de

Abb. 10b: Frostberegnung von Apfelbäumen im Alten Land bei Hamburg.
© Obsthof Axel Schuback, www.apfelpatenhof.de

Abb. 10c: Frostberegnung von Apfelbäumen im Alten Land bei Hamburg.
© Obsthof Axel Schuback, www.apfelpatenhof.de
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Aus der Praxis

Prototyp Wohnen 2015

Der von Studenten der TU Darmstadt konzipierte Solarhaus-Prototyp hat im Jahr 2007 den internationalen Wettbewerb "Solar Decathlon" um das attraktivste und energieeffizienteste Solarhaus in den USA gewonnen. Das energieautarke Gebäude wurde auf dem Campus der TU Darmstadt erbaut und nach Fertigstellung in die USA transportiert. Das Haus ist ein Holzleichtbau mit geringerer Wärmespeichermasse gegenüber Gebäuden in Massivbauweise. Es umfasst 80 Quadratmeter Grundfläche. Um höchsten Wohnkomfort mit niedrigstem Energieaufwand zu vereinen, wurde eine kompakte und hochgedämmte Gebäudehülle gewählt. In die Wände wurden 50 Quadratmeter einer PCM-haltigen Gipsbauplatte der BASF integriert. Hinzu kamen 50 Quadratmeter aktive, wasserdurchströmte PCM-Kühldeckenelemente der Firma Ilkazell.

Im Energiekonzept des Darmstädter Gebäudeprototyps trug der PCM-Einsatz entscheidend dazu bei, die geforderte konstante Innentemperatur des Gebäudes zu halten. Um die im geschmolzenen Wachs gespeicherte Wärme aus dem Haus zu transportieren, setzen die Studenten ein ausgeklügeltes System ein: Aus einem Wassertank leiten sie tagsüber 16°C kaltes Wasser durch die Kühldeckenelemente und können dadurch den Raum aktiv kühlen. Nachts leiten sie das erwärmte Wasser auf die außen auf dem Dach angebrachten Photovoltaik-Module, wo ein Teil verdunstet. Die dabei anfallende Verdunstungskälte kühlt das restliche Wasser wieder ab, das zurück in den Wassertank geführt wird. Durch den Einbau der 15 mm starken PCM-Gipsbauplatten lässt sich im Darmstädter Leichtbau genau so viel Wärme speichern wie mit einer 90 mm starken Betonwand.

En passant - Frostschutz für den Apfelbaum

Da Pflanzen keine eigene Körperwärme aufweisen, sind sie niedrigen Umgebungstemperaturen direkt und meist ohne Abwehrmöglichkeit ausgesetzt. Es gibt allerdings Pflanzen im Hochland der südamerikanischen Anden, die Wasser in einem Hohlraum ihres Stammes speichern und zur Abwehr von Frostschäden nutzen. In kalten Nächten beginnt dieses Wasser zu gefrieren und setzt somit die Kristallisationswärme - auch Erstarrungswärme - frei, die das weitere Abkühlen und damit das Einfrieren der Pflanze verhindert.

Der Mensch nutzt heute denselben Ansatz: Um Obstbäume vor Frostschäden zu bewahren, werden diese in kalten Nächten künstlich mit Wasser besprüht. Die Beregnung bewirkt, dass die Blüten und Knospen mit einer Eisschicht überzogen werden. Der Frostschutz-Effekt entsteht durch die Abgabe von Wärme zum Zeitpunkt der Erstarrung (Gefrieren) des Wassers auf den Blüten. Durch die fortdauernde Benetzung wird ein ständiger Gefrierprozess erzeugt, der eine konstante Temperatur von 0,5°C im Inneren des Eispanzers gewährleistet. Die Knospen bzw. Blüten werden damit vor dem Erfrieren geschützt.

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