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A. Korjenic, T. Bednar:
""Phase change materials" integrated in vertically perforated clay units - innovative passive air-conditioning systems for energy efficient buildings";
ZI - Ziegelindustrie International (eingeladen), 62nd Volume 2009 (2009), 8/2009; S. 48 - 49.

Das grundlegende Ziel dieser Forschungsarbeit war zunächst
die experimentelle Bestimmung der temperaturabhängigen
spezifischen Wärmekapazität für drei ausgewählte PCMs, um
anschließend den Einfluss ihrer thermischen Eigenschaften
auf Bauteile überprüfen zu können.
Es wurden verschiedene Untersuchungen durchgeführt,
um den bautechnisch-bauphysikalischen Nutzen des Einsatzes
der PCMs zur Temperaturstabilisierung sowie die Reduktion
des Heizwärme- bzw. Kühlbedarfs in Gebäuden zu
überprüfen. Im Rahmen dieser Forschungsarbeit sollte auch
die Frage geklärt werden, ob und in welchem Ausmaß Wärmekapazitätserhöhungen von Ziegelwerkstoffen Einfluss
auf die energetische Performance von Gebäuden bei unterschiedlichen
Außen-Klimaten haben.
Mithilfe des Simulationsprogramms "buildopt" wurden
zuerst für ein Achtzonenmodell, das ein Einfamilienhaus
abbilden soll, verschiedene Varianten mit unterschiedlicher
Lage, Stärke und Phasenwechseltemperatur der PCM-Füllungen
im Hochlochziegel untersucht. Anschließend stellte
man die Auswirkungen dieser auf den Heizwärme- und
Kühlbedarf sowie auf die sich einstellende operative Raumtemperatur
dar.
Ergänzend dazu wurde am Beispiel eines vorhandenen teilunterkellerten
Einfamilienhauses (ca. 130 m²) gezeigt, welche
Energieverbrauchswerte in Abhängigkeit von der ausgewählten
Bauweise bzw. Speicherfähigkeit der Konstruktion,
bei verschiedenen Klimaten, erreicht werden können, und
welche Optimierungen noch möglich sind.
Diese Untersuchungen sind die Grundlagen für die Entwicklung
eines neuen Außen- und Innenwandziegels mitPCM-Füllungen. Die neue Ziegelgeneration sollte durch den PCM-Einsatz eine hohe Wärmespeicherfähigkeit der Räume gewährleisten, also effektiv zur Verbesserung des sommerlichen Wärmeschutzes und der damit erreichten Minimierung bzw. dem Verzicht des Energiebedarfes für Klimatisierungszwecke beitragen. Als positiver Nebeneffekt soll auch
eine geringe Reduktion des Heizwärmebedarfs, je nach erglasungsanteil, realisiert werden.

The fundamental objective of this research project was to
experimentally determine the temperature-dependent, specific
heat capacity of three designated phase change materials
(PCMs) in order to subsequently investigate the effects of
their thermal properties on building components.
Various experiments were conducted for the purpose of
appraising the constructional-physicostructural benefits of
PCM incorporation for purposes of temperature stabilization
and for reducing the heating and cooling requirements of
buildings. Another aim of this research project was to clarify
the extent to which, if at all, increasing the heat capacity of
heavy clay materials would affect the energetic performance
of buildings exposed to different sets of outdoor-climatic
conditions.
With the aid of the "buildopt" simulation program, an
eight-zone model of a single-family home was studied for
different design variants of vertically perforated clay units in
various attitudes, thicknesses and PCM fillings with different
phase change temperatures. Then, the effects of those
parameters on the building`s heating and cooling requirements
and on the resultant operative room temperature
were investigated.
In addition, it was demonstrated for an existing singlefamily
home with a partial basement (approx. 130 m²) which
rates of energy consumption can be achieved under different
sets of climatic conditions for different modes of construction
and, accordingly, different heat storage capacities,
and which optimization options are available.
This study provides a foundation for the development of
a new, PCM-filled clay unit for exterior and interior walls.
With the help of PCMs, new-generation bricks will be designed
to give rooms high heat storage capacity, hence improving
hot-weather thermal insulation while minimizing
or even obviating the consumption of energy for air-conditioning
purposes. A minor reduction in heating demand, depending on the share of glazing, appears as a positive side effect.

energy demand for heating and cooling, Phase Change Materials, thermal storage capacity, Maximum Summer Room Temperature