Solares Bauen ist nicht nur ein technisches, sondern vor allem auch ein architektonisches Thema. Es geht um die Integration von energieerzeugenden Elementen. Die Natur ist hier eine unerschöpfliche Quelle der Inspiration für Energieeffizienz und Nachhaltigkeit. Unsere Vision ist ein Gebäude, das über seine Oberfläche mehr Energie einsammelt, als es verbraucht.
Bisher werden Fassaden immer noch sehr stark in einzelnen Komponenten betrachtet und entwickelt. Qualitativ und quantitativ nicht aufeinander abgestimmte Bauteile wie Fassadenprofile, Füllelemente, Sonnenschutz, Kollektoren usw., werden von unterschiedlichen Herstellern angeboten und müssen von Planern mit hohem Aufwand zu komplexen Hüllsystemen kombiniert werden. Das Projekt „Fassade der Zukunft E2“ versucht neue Wege aufzuzeigen – in Kooperation mit der Firma Schüco. Ziel ist es, funktional notwendige Baukomponenten für eine energieoptimierte Fassade zu entwickeln, die formal in ein Fassadensystem integriert werden können.
- Die unsichtbare Integration von öffenbaren Fensterflügeln in die Pfosten - Riegelfassade sorgt für natürliche Lüftung. Die Automation aller Öffnungsarten mit verdeckt liegenden Systemantrieben sind in Pfostenbreit von ca. 8,5 cm integriert. Sie können zentral, dezentral oder individuell am Fassadenelement betrieben werden.
- Für den außenliegenden Sonnenschutz wurde eine Mikrolamelle entwickelt, die bei Windgeschwindigkeiten von bis ca. 100 km/h zuverlässig verschattet. Die Mikrolamellen werden seitlich in den Pfosten geführt und sind in eingefahrenem Zustand weder von außen noch von innen sichtbar.
- Energiegewinnung: PV und thermische Kollektoren müssen gleichwertig in die Fassade integriert werden-. In Zukunft kann die Gebäudehülle neben Strom auch Wärme und mittels Kälteabsorption die oftmals wichtigere Kühlung selbst erzeugen. Hierzu wurde ein optisch durchlässiger Flachkollektor entwickelt, der den Bezug nach außen zulässt und ein dramatisches Licht- und Schattenspiel erzeugt.
- Die Anlagentechnik für Lüftung, Heizung und Kühlung ist vor der Geschosstrenndecke im Fassadenelement positioniert , was eine flexible nutz- und gestaltbare Fassadenfläche ermöglicht. Wir sind der Meinung, dass bei ganzheitlicher Betrachtung des Gebäudes die Vorteile einer dezentralen Lösung überwiegen. Neben den konstruktiven Einsparungen in Geschosshöhen, Steigschächten, Technikraum und –geschossen wird auch der Komfort durch die Individualisierung der Lüftung erhöht. Außerdem können, wie bei der Beleuchtung längst üblich, ganze Bereich abgeschaltet werden.
Die Fassaden werden sich in Zukunft vom rein thermischen Gebäudeabschluss zu hochkomplexen multifunktionalen Gebäudehüllen entwickeln müssen, Bereiche der Haustechnik übernehmen und aktiv das Gebäudeklima kontrollieren. Umso wichtiger ist es, die Gebäudehülle als System zu begreifen und die vielfältigen Anforderungen und Funktionen integriert und ganzheitlich zu betrachten. Die aktive Nutzung solarer Energien in der Fassade ermöglicht die energetische Optimierung der Versorgung des Gebäudes, reduziert den Einsatz fossiler Energieträger und den Ausstoß von Treibhausgasen, insbesondere von CO2.
Architektonische Integration von Solarthermie in Fassaden
Im Gegensatz zur Photovoltaik hat sich in der Solarthermie der „Evolutionssprung“ von einem technisch-funktionalen Element zu einem architektonisch zufriedenstellenden Bauteil noch nicht vollzogen. Für Flachkollektoren gibt es bereits Systeme, die eine Integration in die Gebäudehülle ermöglichen, für Vakuumröhren bisher noch nicht. Sie bieten aufgrund ihrer ästhetischen Struktur große Potentiale für Fassade. Ziel ist die Entwicklung eines flexiblen anwendbaren integralen Fassadenbauteils, das Sonnenschutz, Energiegewinnung und Tageslichtnutzung leistet. Die Fassadenpfosten übernehmen dabei neben ihrer konstruktiven Funktion die Aufgabe des Sammlers. Die gewählten Vakuumglasröhren der SCHOTT Rohrglas GmbH kann dank ihres integrierten Spiegels ohne große energetische Einbußen in eine vertikale Fassade eingebaut werden. Die Röhre wird so gedreht, dass der integrierte Spiegel optimal zur einfallenden Strahlung ausgerichtet ist. Die wesentlichen konstruktiven Parameter des Fassadensystems sind der Rasterabstand zwischen zwei Röhren, der den Tageslichteinfall und den Röhrenanstellwinkel beeinflusst. Der spezifische Energieeintrag in Bezug auf die Brutto-Fassadenfläche nimmt mit zunehmendem Röhrenabstand ab- Das Fassadensystem mit Vakuumöhren erbringt in Bezug auf Aperturflächen einen um ca. 35 % höheren Energieertrag als eine effiziente Flachkollektor-Fassade, weil die Vakuumröhren gegen die Horizontale angestellt werden.
Laufzeit: 2005 - 2007
IBK2 I Forschung + Entwicklung
SCHÜCO International KG