Klimasimulation im Labor

Dabei werden Produkte im Labor unterschiedlichen Klimawirkungen ausgesetzt (z.B. in speziellen Klimakammern). In der Regel wird nur eine Auswahl der in der Natur vorkommenden Klimaparameter verwendet und ein- oder beidseitig unterschiedlich beaufschlagt.

Numerische Klimasimulation

Die Vorteile der numerischen Klimasimulation sind neben Schnelligkeit und Kosteneffizienz die große Flexibilität sowie die Möglichkeit Parameterstudien durchzuführen und in die Zukunft zu extrapolieren.

Klimasimulation im Freiland

Hier ist das Produkt den realen Umweltbedingungen ausgesetzt, was vor allem dann eine entscheidende Rolle spielt, wenn unklar ist welche Klimaparameter das Produktverhalten maßgeblich beeinflussen.

Mehrwert durch Kombination

Freiland- und Laborklimauntersuchungen sind aufwändig und teuer. Die Planung und Optimierung solcher Testreihen mithilfe der numerischen Simulation ist daher von Vorteil. Die Kombination bietet allerdings noch viele weitere Vorteile.

Klimasimulation

Maßgeschneiderte Lösungen für die Qualitätssicherung und Neuentwicklung von Produkten durch hygrothermische Umweltsimulation

Die Lebensdauer von industriell gefertigten Produkten ist bekanntermaßen endlich. Schäden oder Funktionsstörungen können zu einem vorzeitigen Ende der Lebensdauer führen und einen Austausch oder zumindest Reparaturmaßnahmen notwendig machen. Deshalb sind Witterungsbeständigkeit und Funktionssicherheit wesentliche Faktoren zur Beurteilung der Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit von Produkten. Seit langem gibt es deshalb die unterschiedlichsten Standardprüfungen zur Qualitätssicherung von Produkten. Solche Standardprüfungen stoßen allerdings häufig an ihre Grenzen, wenn es um den Test völlig neuer Produkte oder um einen ganz anderen Einsatz bewährter Produkte geht. In solchen Fällen ist die Klimasimulation die Methode der Wahl um Aussagen zu Eignung und voraussichtlicher Lebensdauer eines Produktes treffen zu können. 

Ziele der Klimasimulation

Klimasimulation bezeichnet die künstliche Beanspruchung von Produkten durch wechselnde klimatische Randbedingungen. Wir befassen uns dabei konkret mit Prüfmethoden hinsichtlich hygrothermischen Fragestellungen (hygrothermische Umweltsimulation). Die Klimasimulation dient der:

  • Überprüfung von Witterungsbeständigkeit und Gebrauchstauglichkeit von Produkten die im Einsatz wechselnden hygrothermischen Bedingungen ausgesetzt sind.
  • Erforschung des hygrothermischen Verhaltens von Materialien und Systemen unter verschiedenartiger klimatischer Beanspruchung und Validierung von Modellansätzen zur mathematischen Beschreibung der auftretenden Phänomene.
  • Entwicklung von Produkten zum Schutz vor extremen Klimabeanspruchungen und deren Auswirkungen sowie von Produkten, die der Energiegewinnung dienen.

Mehrwert durch Kombination der Methoden

Freiland- und Laborklimasimulationen sind aufwändig und teuer. Die Planung oder Optimierung solcher Testreihen mithilfe der numerischen Simulation ist daher von Vorteil. Beispielsweise können für die Auswahl von Produktvarianten und Randbedingungen durch die kritischsten Kombinationen vorab durch Vergleichsrechnungen ermittelt werden. Während die Simulationsergebnisse in ihren absoluten Werten oft Unsicherheiten aufweisen, sind die Ergebnisse solcher Vergleichsrechnungen in der Regel sehr zuverlässig.

Ziel der labortechnischen Klimasimulation ist es meist, die in der Realität ablaufenden Alterungsvorgänge zu beschleunigen. Dabei muss allerdings vermieden werden, dass durch die Überhöhung der Klimaparameter unnatürliche Veränderungsprozesse ablaufen. Numerische Simulationen oder Ergebnisse aus Freilandversuchen können hier helfen, die real auftretenden Beanspruchungsmaxima zu identifizieren.

Klimasimulation nach Anwendungsfeldern

Von Gebäuden, über Fahrzeuge bis hin zu Transportboxen wurden am Fraunhofer IBP schon komplexe Klimasimulationen in unterschiedlichsten Anwendungsbereichen durchgeführt. Einen ersten Überblick über vorhandene Kompetenzen sowie bisherige Projekte finden Sie hier. Bitte beachten Sie, dass diese Seite im Aufbau ist. Es lohnt sich also, öfters vorbei zu schauen.

 

Gebäude

Klimaschutz historischer Gebäude

 

Gebäude

Technische Bautrocknung

 

Gebäude

Nachhaltige Dämmstoffe

Dieser Bereich wird laufend erweitert. Schauen Sie doch wieder mal vorbei.

Hartwig  Künzel

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Prof. Dr.-Ing. Hartwig  Künzel

Abteilungsleiter

Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP
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