s/solare-klimatisierung/Solare Klimatisierung/gi
Stratosphärisches Sulphataerosol ist von großer Bedeutung für das Klimasystem, weil es solare Strahlung streut und damit die planetare Albedo der Erde erhöht. Es ist außerdem wichtig für die Chemie der Stratosphäre, weil die Aerosolpartikel an der Chloraktivierung - sogar außerhalb der Polarwirbel - sowie bekanntermaßen an der Bildung polarer stratosphärischer Wolken beteiligt sind. Darüber hinaus ist stratosphärisches Aerosol laut dem 5. Sachstandsbericht des Intergovernmental Panel on Climate Change mitverantwortlich für die gegenwärtige Erwärmungspause. Boden-gestützte Lidar-Beobachtungen stellen eine der genauesten Methoden zur Fernerkundung stratosphärischer Aerosole dar. Im Rahmen des hier vorgeschlagenen Forschungsprojekts sollen Lidar-Messungen an 3 unterschiedlichen Orten - die bisher noch nicht zur Untersuchung stratosphärischer Aerosole verwendet wurden - genutzt werden. Die Lidar Systeme werden vom Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik (IAP) e.V. an der Universität Rostock in Kühlungsborn betrieben und befinden sich im ALOMAR Observatorium in Andenes (Norwegen), auf der Davis Forschungsstation (Antarktis), sowie in Kühlungsborn. Zwei der Lidar-Messreihen decken gegenwärtig einen Zeitraum von 20 Jahren ab und die Lidar-Messungen in Alomar werden bei mehreren Wellenlängen durchgeführt, was die Ableitung von Teilchengrößen der stratosphärischen Aerosolpartikel erlaubt. Ein Alleinstellungsmerkmal der Lidar-systeme ist ihre Tageslichtfähigkeit, d.h., die Messungen können nicht nur nachts durchgeführt werden, was erstmals die Messung stratosphärischer Aerosole im polaren Sommer erlaubt. Die Lidar-Rohdaten werden in der ersten Phase des Projekts in vertikale Profile des Rückstreukoeffizienten und/oder der Aerosolextinktion konvertiert. Darüber hinaus werden aus den Mehrfarbenmessungen in ALOMAR Aerosolteilchengrößen bestimmt. In der zweiten Projektphase werden die abgeleiteten Aerosolzeitreihen verwendet, um deren zeitliche Variabilität sowie Langzeittrends über einen Zeitraum von mehr als 20 Jahren zu untersuchen und zu quantifizieren. Hierbei spielen saisonale Variationen, Einflüsse der QBO (Quasi-Biennial-Oscillation) und von Vulkanausbrüchen eine entscheidende Rolle. Die abgeleiteten Aerosolteilchengrößen liefern außerdem dringend benötigte Randbedingungen für die Ableitung der stratosphärischen Aerosolextinktion aus Satellitenmessungen des Horizont-gestreuten Sonnenlichts. Diese Messmethode wurde in der Vergangenheit zur Auswertung verschiedener Satellitendatensätze (z.B. OSIRIS/Odin, SCIAMACHY/Envisat, OMPS-LP/Suomi) verwendet und basiert auf a priori Wissen der Größenverteilung stratosphärischer Aerosole. Die zu erwartenden Ergebnisse liefern wichtige neue Kenntnisse über die Variabilität und Langzeittrends stratosphärischer Aerosolparameter (Extinktion, optische Dichte und Teilchengröße) sowie des Strahlungsantriebs des stratosphärischen Aerosols in mittleren und hohen nördlichen Breiten und über dekadische Zeitskalen.
Atomarer Sauerstoff (O) ist eine der Hauptkomponenten der Mesopausenregion der terrestrischen Atmosphäre. Er spielt für die Energiebilanz der Mesopausenregion eine entscheidende Rolle, da er aufgrund seiner langen Lebensdauer chemische potentielle Energie über große Distanzen transportieren kann und indirekt an der Strahlungskühlung dieser Höhenregion beteiligt ist. Darüber hinaus steht er in direktem Zusammenhang mit Ozon, was wiederum für die diabatische solare Heizung von großer Bedeutung ist. Die Zahl der O Messungen in der Mesopausenregion ist ziemlich begrenzt, insbesondere was Zeitserien über Zeiträume von mehr als einigen Jahren betrifft. Die üblicherweise verwendeten Methoden zur Messung von O in der Mesopausenregion basieren auf Airglow-Emissionen der Spezies O, O2 und OH und erfordern die Kenntnis zahlreicher chemischer Ratenkonstanten. Bisherige Studien zeigen klare Hinweise darauf, dass die existierenden Modelle zur Beschreibung der O2 A-Banden-Emission, der grünen Sauerstofflinie und der OH* Meinel-Emissionen nicht konsistent sind, und O Konzentrationsprofile liefern, die sich signifikant unterscheiden. Im Rahmen dieses Projektes soll die Konsistenz der existierenden photochemischen Modelle für die drei genannten Airglow-Emissionen untersucht werden und unter Verwendung von simultanen Satellitenmessunen aller drei Emissionen, sowie dedizierter Modellrechnungen die Übereinstimmung der Modelle verbessert werden. Bei den Messungen handelt es sich um Nightglow Messungen des SCIAMACHY (Scanning Imaging Absorption spectroMeter for Atmospheric CHArtographY) Instruments, das von 2002 - 2012 auf dem Umweltforschungssatelliten Envisat operierte. SCIAMACHY bietet aufgrund seines breiten Spektralbereichs die einmalige Möglichkeit alle für dieses Projekt relevanten Airglow Emissionen gleichzeitig und spektral aufgelöst zu messen. Die geplanten Modellrechnungen sollen mit einer etablierten Suite an photochemischen und globalen Modellen durchgeführt werden. Mittels eines Inversionsverfahrens sollen photochemische Modellparameter derart optimiert werden, dass die Differenzen zwischen Modellergebnissen und SCIAMACHY Messungen für alle relevanten Emissionen simultan minimiert werden. Darüber hinaus soll im Rahmen des Projekts die räumliche und zeitliche Variabilität von O in der Mesopausenregion charakterisiert werden, insbesondere hinsichtlich solarere Einflüsse und möglicher Langzeittrends über den Zeitraum von 2002 - 2012. Es ist außerdem geplant, die existierende - und bekannte Weise unzureichendem - klimatologischen Modelle (z.B. MSIS) von O in der Mesopausenregion zu verbessern. Die Antragsteller sind anerkannte Experten auf Ihren jeweiligen Hauptarbeitsgebieten und besitzen langjährige Erfahrung im Bereich der Satellitenfernerkundung mittels Airglow-Emissionen, beziehungsweise der atmosphärischen Modellierung.
Die im Projektvorhaben angestrebten Entwicklungen steuern auf ein kostengünstiges, energieeffizientes und adaptives Fassadenbauteil hin, dass eine hohe Wärmedämmung bietet und bei Sonneneinstrahlung in der Heizperiode solare Energie hocheffizient aktiv ausschöpft und in das Gebäude leitet sowie alternativ im Sommer der Gebäudekühlung dient.
Das vorgeschlagene Projekt zielt darauf ab, ein 100% solar versorgtes, netzunabhängiges, container-basierendes Kühl-Trocknungssystem für Fische zu entwickeln. Für die Kältetechnik werden der Einsatz von PCM oder elektrischen Batterien oder eine Kombination aus beiden optimiert, um eine stabile und zuverlässige Kühlung zu gewährleisten. Die Trocknung wird an das Kühlsystem gekoppelt und eine optimierte Wärmeableitung des Kühlkompressors genutzt, um die Trocknung zu unterstützen.
Die Grundidee von smartskin besteht in dem Trend, den immer weiter steigenden Endenergieaufwendungen zur Gebäudekühlung entgegenzuwirken. Diese haben sich in den letzten 25 Jahren in der EU durch den massenhaften Betrieb von teils extensiv dimensionierten Klimaanlagen nahezu vervierfacht. Dass Architekten und Bauplaner die Außenhaut von Gebäuden immer leichter und graziler gestalten, führt oftmals zu einem immens hohen Glasanteil in der Fassade. Dies wiederum zieht jedoch eine Überhitzung durch solare Einträge nach sich, die mangels speicherfähiger Gebäudemasse auch nicht im Sinne einer Phasenverschiebung gepuffert werden können. Eine künstliche Kühlung unter enormem Stromaufwand sowie hohen Betriebs- und Wartungskosten sind meist das Resultat. Was fehlt, ist eine Möglichkeit, die solaren Einträge zu regulieren. Für einen energieeffizienten Gebäudebetrieb - während des ganzen Jahres - ist die Reduzierung der Einstrahlung in der Hitzeperiode genauso wichtig wie auch deren Nutzung in den Wintermonaten, um die benötigte Heizleistung zu minimieren. Der Markt bietet verschiedenste Sonnenschutzsysteme, die sich letztendlich in zwei Kategorien einteilen lassen: Produkte mit hohem Komfort, aber immensen Installations-, Wartungs- und Betriebskosten bei geringer Eingriffsmöglichkeit, stehen jenen gegenüber, die einfach aufgebaut sind, aber komplett passiv, einzig durch Nutzereingriff agieren. Mit smartskin wird das Ziel verfolgt, zukünftige Verschattungssysteme aktiv und komfortabel, aber unabhängig von Sensorik und Netzanschluss zu gestalten. Dies reduziert anfallende Kosten und verringert die Systemkomplexität. Zudem sind autarke Systeme deutlich einfacher sowohl in Neu- als auch Bestandsbauten zu integrieren als ihre komplex verbundenen Pendants. Es werden thermische Formgedächtnislegierungen genutzt, die sich über Sonneneinstrahlung und Umgebungstemperatur unmittelbar an die aktuelle Wettersituation anpassen und somit völlig energieautark und hocheffizient arbeiten. Zudem erlauben sie über ein geringes Maß an Bestromung, gespeist durch zwischengespeicherten Photovoltaikstrom, eine nutzerinduzierte Steuerung. Damit ergibt sich ein eigenständiger Betrieb jeder einzelnen Verschattungseinheit. Dem SKZ obliegt im Projekt dabei die Aufgabe, technisch-baukonstruktive Randbedingungen für das Fassadensystem, das Verschattungssystem sowie die Lamellen zu erarbeiten. Weiterhin sollen typologisch, baukonstruktiv und architektonisch optimierte Lösungsvarianten entwickelt werden. Die Erstellung konstruktiver Details, die Klärung der Fügetechnologie zwischen Lamelle und FGL, sowie die Herstellung eines Lamellenprototypen zählen ebenfalls zu den Forschungsschwerpunkten innerhalb des Projektes.
Im Verbundvorhaben 'Solare magnetische Klimatisierung von Gebäuden (SOMAK)' sollen die Flexibilisierungspotentiale von DEC-Klimaanlagen vergrößert werden (Dessicant and Evaporative Cooling = trocknende und verdunstende Kühlung und ermöglicht im Sommer die Entfeuchtung und Kühlung der Luft, ohne dass dazu eine Kältemaschine benötigt wird). Im Speziellen wird eine magnetokalorische Wärme- und Kälteanlage (MKK) konstruiert und untersucht bei Nutzung eines 'Hardware in the Loop' Versuchsstandes. In einem zweiten Schritt werden numerische Modelle zur MKK-Einheit entwickelt und deren Verhalten in einer komplexen Gebäudesimulation energetisch bewertet. Den dritten wesentlichen Schwerpunkt stellt die Erstellung von Planungsmitteln für derartige neue Systeme dar. Die Analysen werden dabei in enger Abstimmung mit den beteiligten Industriepartnern durchgeführt, um eine sehr hohe Praxisnähe zu gewährleisten. Es werden zunächst Voruntersuchungen an einem Demonstrator durchgeführt, um geeignete grundlegende Parameter für die Werkstoffe sowie für die Konstruktion der MKK-Einheit zu bestimmen. Daraufhin folgt die ausführliche messtechnische Analyse des Demonstrators und dessen Einbindung in eine DEC-Klimaanlage. Ausführlich sollen numerische Analysen über die Kühlperiode von Gebäuden durchgeführt werden. Die hierbei gewonnen Ergebnisse sollen in Hinblick auf die eingesetzte Endenergie und die Wärmephysiologie im Raum bewertet werden. Im letzten Arbeitspaket steht die Ergebnissaufbereitung für die Praxis im Mittelpunkt der Betrachtungen. Im vorliegenden Teilvorhaben liegen die Schwerpunkte der INNIUS GTD GmbH in der numerischen Simulation des Gesamtsystems als Hilfsmittel, der Umsetzung der energetischen Analyse im Hinblick auf ein BIM-Konzept und der planerischen Beteiligung an der Konstruktion / Inbetriebnahme des HIL-Versuchsstandes.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 126 |
| Europa | 11 |
| Kommune | 1 |
| Land | 3 |
| Wissenschaft | 46 |
| Zivilgesellschaft | 7 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 125 |
| Text | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 1 |
| Offen | 125 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 114 |
| Englisch | 29 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 1 |
| Keine | 62 |
| Webseite | 63 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 61 |
| Lebewesen und Lebensräume | 89 |
| Luft | 52 |
| Mensch und Umwelt | 126 |
| Wasser | 49 |
| Weitere | 126 |