Cátedra de Física Aplicada / Termofísica

Actividades de investigación

Los puntos centrales de la investigación son

- El estudio de las propiedades termofísicas de los materiales y los sistemas

- El desarrollo adicional de sistemas para uso de energía solar

El primer aspecto es una sub-área de ciencia material. Las actividades se relacionan con la caracterización de la transferencia de calor y masa y el almacenamiento de energía térmica. Es por esto que distintos valores característicos son determinados - conductividad térmica, difusividad térmica, calor de fusión, coeficiente de difusión, densidad de masa, coeficiente de expansión térmico y humedad, porosidad. Las actividades actuales están dirigidas al estudio extenso de medios avanzados de almacenamiento de calor (zeolitas y parafinas) y a las ventanas con cristalería electrocrómica.

El segundo aspecto está relacionado con el desarrollo de uso eficiente de energía solar, especialmente para el calentamiento de espacios en edificios. Medidas y cálculos son realizadas en los temas siguientes: coeficiente de transmisión de energía total y coeficiente de transferencia de calor, campos de esfuerzo mecánico causados por procesos térmicos y húmedos, reflexión, absorción y transmisión de radiación solar, luminancia, iluminación. Las medidas son tomadas en un laboratorio y también bajo condiciones climáticas naturales, p. ej. en una instalación de pruebas al aire libre (Fig. 5) o en los edificios existentes.

El análisis fiable de los datos, especialmente de ésos tomados de experimentos al aire libre, requiere métodos avanzados de modelos matemáticos para los sistemas investigados. Por lo tanto, fueron desarrolladas técnicas y procedimientos propios adoptados especialmente para este fin.

Proyectos en marcha

2004-2007

Proyecto de investigación "Cristalería electrocrómica para ventanas inteligentes - investigaciones termofísicas de un sistema de cristalería con capas electrocrómicas complementarias"
(Proyecto conjunto con GESIMAT GmbH Berlin).

El objetivo del proyecto de investigación es el cristal proveniente de las capas electrocrómicas complementarias producidas por GESIMAT GmbH. Este tipo de cristalería permite el control directo de la transmisión de luz aplicando voltaje eléctrico.

El objetivo del proyecto es la optimización de las propiedades termofísicas, mecánicas y ópticas de dichas ventanas integradas en los edificios. Medidas y cálculos extensos son llevados a cabo para obtener información acerca de las ganancias de calor solar directo, las pérdidas de calor y las propiedades concernientes al uso de la luz natural. Además, esto cubre las preguntas sobre comodidad y eficiencia de energía en relación con el alumbrado de habitaciones en edificios residenciales y de oficinas. Medidas dinámicas sobre varios ciclos tienen que dar información acerca de la durabilidad esperada del sistema.

Las investigaciones son realizadas en un laboratorio, en una instalación de pruebas al aire libre y en edificios reales.

2004-2008

Proyecto de investigación "Desarrollo de métodos de determinación de contenido calórico de sistemas de almacenamiento de calor-PCM"
(Proyecto conjunto con la Cátedra de Materiales Poliméricos)

Materiales de cambio de fase (PCM por sus siglas en inglés) tales como las parafinas y los hidratos de sal exhiben un gran cambio de entalpía durante la transición de líquido a sólido. La entalpía de fundición es utilizada para propósitos de almacenamiento de calor.

Nosotros desarrollamos una técnica de medición de contenido calórico de sistemas de almacenamiento PCM. Por medio de esta técnica se utiliza el cambio de propiedades físicas apropiadas en la fase de transición. También son investigadas las PCM incorporadas dentro de los materiales de microesferas o microporos.

2008-2010

Proyecto de investigación "Construcción con energía optimizada: Monitoreo de los datos energéticos, térmicos y específicos-del-usuario en el edificio nuevo del Centro de Servicio y Administración Barmin en Eberswalde"

El consumo de energía, la comodidad térmica y visual en las oficinas, el tiempo, los datos de operación y uso en el edificio nuevo del distrito administrativo Barnim, serán medidos y documentados durante dos años. El diseño de edificios de energía optimizada (p. ej. el almacenamiento latente de calor en el techo, los elementos que redirigen la luz, el aislamiento vacío) serán examinados particularmente. Las temperaturas y las tasas de flujo del almacenamiento de la energía en el suelo serán medidas hasta los diez metros de profundidad. Las figuras características de operación energética serán computadas en detalle, de acuerdo con la nueva norma DIN 18599. Los valores de comodidad térmica son medidos y computados por oficinas y áreas de orientaciones distintas. Actualmente están planeadas las investigaciones relacionadas con la iluminancia y la luminancia.