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M. Neusser:
"Untersuchung von Betonstrukturen, optimiert für den Einsatz bei Bauteilaktivierung, unter Berücksichtigung akustischer Maßnahmen im Raum";
Betreuer/in(nen): T. Bednar, A. Korjenic; Institut für Hochbau und Technologie, Forschungsbereich für Bauphysik und Schallschutz, 2011; Abschlussprüfung: 25.11.2011.

Die Reduktion des Primärenergiebedarfs und der Versuch der überwiegenden Nutzung von Umweltenergie führen zu einem steigenden Interesse an betonkernaktivierten Flächenheiz- und Flächenkühlsystemen. Diese bieten neben den günstigeren Errichtungskosten, auch geringere Wartungskosten gegenüber herkömmlichen Klimatisierungssystemen.
Einer der Optimierungsansätze, um eine verstärkte Umweltenergienutzung und somit eine Energieeinsparung zu erzielen ist es, die Wärmeübertragungsfläche des bauteilaktivierten Speicherbauteils gegenüber des Raumes zu maximieren. Eines der Ziele dieser Diplomarbeit ist es, die Auswirkungen von strukturierten, somit größeren Wärmeübertragungsflächen, auf die Leistungsfähigkeit einer betonkerntemperierten Deckenkonstruktion zu quantifizieren und dadurch erste Ansätze für das Energieeinsparungspotential zu liefern. Die Ergebnisse der Simulationen, mithilfe des Programms "Comsol Multiphysics 4.0a", sprechen für eine deutliche Leistungssteigerung bei gleichbleibenden Temperaturunterschieden von Kühlmedium zur Raumtemperatur, bei ähnlichen Speicherwärmewerten.
Nach einer weiteren Optimierung verlangt der Nachteil, eines an der Decke angebrachten Flächenheiz- bzw. Flächenkühlsystems, dass dieses unverkleidet bleiben muss, um einen bestmöglichen Wärmeaustausch zu ermöglichen. Die dadurch schallharten Betonoberflächen führen zu einer unbehaglichen Raumakustik. In dieser Diplomarbeit wird die Möglichkeit untersucht, durch raumakustisch sinnvolle Dimensionierung der Deckenstruktur, die Nachteile der schallharten Betonoberfläche wettzumachen. Die Ergebnisse des Raumakustik-Simulationsprogramms "CATT-Acoustics" zeigten kleine Unterschiede hinsichtlich der raumakustischen Kriterien Nachhallzeit und Schallpegelausbreitung. Die Leistungssteigerung durch Oberflächenstrukturierung bietet allerdings die Möglichkeit bei gleichbleibender Leistungsabgabe der Deckenkonstruktion, in Bereichen in denen der Strahlungswärmeaustausch nicht vorrangig ist, raumakustische Maßnahmen, wie zum Beispiel Deckensegel, zu setzen.

The goal of reducing primary energy and the attempt to integrate renewable energies as a main energy source, leads to increasing interest in radiant heating- and cooling systems in concrete screeds. These offer lower construction- and maintenance costs, compared to conventional HAVAC systems.
One of the optimization approaches is to maximize the heat transfer surface area of the thermally activated building systems (TABS), to increase the use of environmental energy. An aim of this thesis is to quantify the performance of different concrete structures, with larger heat transfer surface areas in a core tempered ceiling. The thesis defines an initial approach to the energy saving potential of TABS. The results of simulations, using the software program "Comsol Multiphysics 4.0a", show a significant performance increase, at a constant temperature difference between the cooling medium and the room temperature.
The disadvantage of a ceiling mounted heating- or cooling system ist that the concrete surface of the ceiling remains exposed for optimal heat exchange with the room. The exposed hard concrete surfaces lead to uncomfortable room acoustics. This thesis examines the possibility to compensate this disadvantage by redimensioning the ceiling structure for better acoustics. The result of the model built using "CATT-Acoustics" room acoustics software showed small improvements in reverberationtime and sound dispersion.
Performance increased by using structured surfaces, thus giving an opportunity to apply acoustic treatments in areas where the radiation heat exchange is inconsequential, without significantly affection overall heat flow.