Energiegewinnung, Wasseraufbereitung und Verwertung
von Biomasse in Gewächshaus - Gebäude - Modulen
von Diplom-Ingenieur Martin Buchholz
aus Frankfurt am Main
von der Fakultät VII - Architektur, Umwelt und Gesellschaft
der Technischen Universität Berlin
zur Erlangung des akdemischen Grades
Doktor der Ingenieurwissenschaften
- Dr.-Ing. -
genehmigte Dissertation
Promotionsausschuss:
Vorsitzender: Prof. H. Loidl
Gutachter: Prof. F. Trillitzsch
Gutachter: Prof. C. Steffan
Gutachter: Prof. H. Tepasse
Tag der wissenschaftlichen Aussprache: 29.Mai.2002
Berlin 2002
D 83
2
Inhalt
Einleitung 6
1_
Vorbilder 10
A - Bionische Analogien -
- Wasserhaushalt von Pflanzen
- Termitenbauten
- Sukzession von Pflanzengesellschaften
B - Stand der Technik -
- Gebäudeklimatisierung durch natürlichen Auftrieb
- Solare Aufwindkraftwerke
- Gebäudeheizung durch Luftkollektoren
- Klimatisierung von Gewächshäusern
- Aktive Systeme zur Rückhaltung von Wärme und Kälte
- Chemische Speicher
- Nutzung von Rotteprozessen zur Rohstofftransformation
- Energetische Nutzung von Abwärme bei Rotteprozessen
- Integrierte Gewächshauskonzepte
- Wasseraufbereitung durch solare Destillation
- Regenwassernutzung und Grauwasserrecycling
2_
Systemablauf und Anwendungsbereiche 45
- Optimierung zur Wärmegewinnung
- Optimierung zur Wasseraufbereitung
- CO2-O2 Bilanzierung durch Fermentation und Gewächshausvegetation
3_
Funktion der einzelnen Systemelemente 54
- Gewächshaus
- Solid State Fermentation
- Solarkamin
- Rückführschacht
- Luftbefeuchter
- Kühlsystem
4_
Beispielhafte Berechnung der Luftströmung, der Energiebilanz und des
Wasserertrags 93
- Ermittlung der erreichbaren Strömungsgeschwindigkeit
- Berechnung des Wasser- und Energieertrags sowie des benötigten
Speichervolumens
- Variante Wasseraufbereitung, Ergebnisse
- Variante Wärmeerzeugung, Ergebnisse
1
5_
Anwendungsbeispiele 117
- Einzelhäuser
- Wohnanlagen
- Gewerbe-, Industrie- und Verkehrsanlagen
- Zeltbauten ohne thermische Masse im Baumaterial
- Gartenbauliche Anlagen/Turmanlagen
- Offene Lüftungssysteme
- Strömungstechnisch optimierte Gebäude
6_
Kontext Stadt und Landschaft 151
- Energiebehaushaltung als Leitgröße für die Entwicklung von Stadt und Landschaft
- Konsequenzen für den Städtebau
- Wasserbehaushaltung und Rohstoffproduktion als Teil der
Landschaftsplanung in Siedlungsräumen
- Eine neue Qualität von Stadtwachstum
- Beispiel für einen städtebaulichen Gesamtentwurf
7_
Wirtschaftlichkeitsaspekte 173
- Vergleich mit vorhandenen Wettbewerbstechnologien
- Beispielhafte Kosten-Nutzen Bilanzierung
- Zielgruppen
Fazit 183
Zusammenfassung und English Abstract 189
Literatur 196
Anhang A1-A12
2
3
Erklärung
Ich erkläre an Eides statt, dass ich die vorliegende Arbeit selbständig und nur
unter Verwendung der angegebenen Literatur und Hilfsmittel angefertigt habe.
Frankfurt am Main den 29.03.02 Martin Buchholz
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