MARC-Membran

Funktionsprinzip

Bei konventionellen Kühldecken steht die kalte Oberfläche in direktem Kontakt mit der Raumluft. Unterschreitet die Oberflächentemperatur den Taupunkt, kondensiert Wasserdampf an der Decke. Die MARC-Membran umschließt das Kühlregister mit einer für Wärmestrahlung durchlässigen Schicht: Die Strahlung wird vom Register absorbiert, während die feuchte Luft die Kühlfläche nicht erreicht.

Weil die feuchte Raumluft die kalte Kühlfläche nicht erreicht, lässt sich das System mit Vorlauftemperaturen ab 6 °C betreiben, ohne taupunktbedingte Abregelung bei zulässigen Betriebsbedingungen. Der Betriebspunkt liegt bei 8 °C Vorlauf und 12 °C Rücklauf. interpanel setzt die MARC-Membran in der Klimaleuchte und im Klimapanel ein und erreicht damit rund 107 W/m² (Klimapanel) bis 184 W/m² (Klimaleuchte, inklusive LED-Abwärme), gemessen nach DIN EN 14240 bei Vorlauf 8/12 °C und 26 °C Raumtemperatur.

Warum die Kühlung über Strahlung wirkt

Die Membran ist für Wärmestrahlung im Infrarotbereich durchlässig, für Wasserdampf jedoch dicht. Personen und Flächen im Raum geben einen Großteil ihrer Wärme als Strahlung ab, beim Menschen rund 60 Prozent. Diese Strahlung passiert die Membran und wird vom dahinterliegenden Kühlregister aufgenommen. Damit senkt die MARC-Membran die mittlere Strahlungstemperatur des Raums und über sie die für das Empfinden maßgebliche operative Temperatur, also das Mittel aus Luft- und Strahlungstemperatur (DIN EN ISO 7730). Eine kühle Decke wird dabei als angenehm empfunden, weil der Mensch eine kühlere Strahlungsumgebung über dem Kopf gut toleriert (Strahlungsasymmetrie nach DIN EN ISO 7730).

Herkunft und Patentschutz

Die MARC-Technologie wurde von Alexander Buff erfunden, über das Fraunhofer-Institut für Bauphysik zum Patent angemeldet und von interpanel zur Marktreife gebracht. Sie ist mehrfach weltweit patentiert (u. a. EP 4 526 603, US 10 371 398 und EP 3 669 127) und exklusiv an interpanel lizenziert. Aus diesem Patentschutz ergibt sich, dass derzeit kein direkt gleich aufgebautes kommerzielles System am Markt verfügbar ist.

Membrane Radiant Cooling: der Begriff aus der internationalen Forschung

International ist das Prinzip als Membrane Assisted Radiant Cooling (MARC) publiziert, verkürzt auch Membrane Radiant Cooling; auf Deutsch: membranbasierte Kühlung über Strahlungsabsorption. Der Begriff stammt aus der wissenschaftlichen Forschung; die interpanel-Gründer Alexander Buff und Simon Obelz sind Co-Autoren der grundlegenden Publikation (Architectural Science Review, 2019). Die Washington Post stellte das Prinzip 2020 vor und nannte interpanel dabei namentlich als Anbieter.

interpanel hat die Technologie zur Marktreife gebracht und ist damit seit 2017 als Fraunhofer-Ausgründung im Markt. Internationale Demonstrationsprojekte der Forschung bestätigen das Prinzip.

Bedeutung für die Praxis

Für die Planung entkoppelt die MARC-Membran die Kühlleistung von den Feuchterandbedingungen des Raums. Die Kühlung arbeitet ohne taupunktbedingte Abregelung bei zulässigen Betriebsbedingungen. Die niedrigen Vorlauftemperaturen passen zum Arbeitsbereich von Wärmepumpen und Free Cooling. Taupunktsensoren, Fensterkontakte und eine zentrale Entfeuchtung sind zur Absicherung der Kühlfläche nicht erforderlich, soweit die Betriebsbedingungen eingehalten werden.