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Kurztitel: Arkol
Ausführende Stelle: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE)
Förderinitiative: Niedertemperatur-Solarthermie
Laufzeit: 01/2016 bis 02/2020
Bewilligte Summe: 1.854.100 €
Förderkennzeichen: 0325857A
Themen: Heizen, Lüften, Kühlen, Tageslicht & Beleuchtung, Solare Wärme, Neue Materialien
Innovation: Zwei innovative Ansätze für multifunktionale Fassadenkollektoren mit Designanspruch werden prototypisch entwickelt: Solarthermische Jalousie und solarthermischer Streifenkollektor
Schlagworte:
Kurztitel: ArKol
Ausführende Stelle: Priedemann Facade-Lab GmbH
Laufzeit: 01/2016 bis 02/2020
Bewilligte Summe: 177.747 €
Förderkennzeichen: 0325857B
Themen: Heizen, Lüften, Kühlen, Tageslicht & Beleuchtung, Solare Wärme, Neue Materialien
Innovation: Zwei innovative Ansätze für multifunktionale Fassadenkollektoren mit Designanspruch werden prototypisch entwickelt: Solarthermische Jalousie und solarthermischer Streifenkollektor
Schlagworte:
Kurztitel: ArKol
Ausführende Stelle: DAW SE
Laufzeit: 01/2016 bis 02/2020
Bewilligte Summe: 99.815 €
Förderkennzeichen: 0325857C
Themen: Heizen, Lüften, Kühlen, Tageslicht & Beleuchtung, Solare Wärme, Neue Materialien
Innovation: Zwei innovative Ansätze für multifunktionale Fassadenkollektoren mit Designanspruch werden prototypisch entwickelt: Solarthermische Jalousie und solarthermischer Streifenkollektor
Schlagworte:

Quintessenz

  • Entwicklung neuartiger, fassadenintegrierter Solarkollektoren mit Gestaltungspotenzial für Architektur
  • Die solarthermische Jalousie ermöglicht Sonnenschutz, solare Wärmeerträge und steuerbare Fassadentransparenz
  • Der fassadenintegrierte Streifenkollektor liefert solare Wärme und bietet gleichzeitig neue Gestaltungsmöglichkeiten für solaraktive Fassaden

Im Forschungsprojekt ArKol werden zwei neuartige Fassadenkollektoren von der Idee bis zur Anwendungsreife entwickelt: Zum einen ein sogenannter Streifenkollektor, der in Geometrie und Materialität hohe Freiheitsgrade ermöglicht, und zum anderen eine solarthermische Jalousie, die zwischen den Scheiben einer Verglasung eingesetzt werden kann.

Weltweit erstes Fassadenelement mit solarthermischer Jalousie (Video)

Projektkontext

Solarkollektoren werden zumeist mit recht dicken, großformatigen Kollektoren assoziiert, die sich nicht so einfach für eine ästhetisch anspruchsvolle Architektur verwenden lassen. Daher sind Konzepte gefragt, die bei hohem Integrationsgrad zugleich einen großen Gestaltungsspielraum und einen Mehrfachnutzen schaffen. Fassadenintegrierte Solarthermie erweitert den Gestaltungsspielraum für die Nutzung solarer Wärme in Gebäuden. Zugleich sind höhere Solarerträge bei günstiger Kosten-Nutzen-Relation möglich.

In Hochhäusern werden Jalousien oft zwischen den Glasscheiben eingesetzt. Bei Sonneneinstrahlung erreichen diese hohe Temperaturen, was den Kühlbedarf des Gebäudes im Vergleich zu außen Sonnenschutzsystemen erhöht. Die solarthermische Jalousie bietet die volle Beweglichkeit einer konventionellen Jalousie, aber erhöht zusätzlich den thermischen Komfort, senkt den Kühlbedarf und liefert solare Wärme für die Haustechnik.

Viele Architekten wünschen sich mehr Gestaltungsspielraum bei der Nutzung von Solarthermie. Solarkollektoren werden aus ästhetischen Gründen von vielen Architekten oder Bauherren als Lösung für die Fassade nicht näher in Betracht gezogen. So wird ein Konzept für Kollektoren in Streifenform interessant. Sie bieten die freie Wahl des Materials in den Zwischenräumen und auch die Abstände und Längen der Streifen können frei gewählt werden. Für die Architektur bieten sich ganz neue Gestaltungsmöglichkeiten bei gleichzeitiger Gewinnung solarer Wärme.

Fassadenintegrierte Solarkollektoren mit Mehrfachnutzen: Zu sehen ist die Visualisierung einer solarthermischen Jalousie. Es gibt verschiedenen Formen der Fassadenintegration, von denen eine Variante hier gezeigt wird.

Visualisierung einer solarthermischen Jalousie. Es gibt verschiedenen Formen der Fassadenintegration, von denen eine Variante hier gezeigt wird.

© Priedemann Facade-Lab
Fassadenintegrierte Solarkollektoren mit Mehrfachnutzen: Zu sehen ist eine Visualisierung der Konstruktion einer solarthermischen Jalousie

Visualisierung der Konstruktion einer solarthermischen Jalousie

© Priedemann Facade-Lab
Fassadenintegrierte Solarkollektoren mit Mehrfachnutzen: Zu sehen ist die Präsentation der solarthermischen Jalousie auf der Messe BAU 2017 in München

Präsentation der solarthermischen Jalousie auf der Messe BAU 2017 in München

© Fraunhofer-Allianz Bau
© Priedemann Facade-Lab

Forschungsfokus

Die solarthermische Jalousie soll so beweglich sein wie eine normale Jalousie, aber gleichzeitig solare Wärme liefern und den g-Wert verringern. Sie benötigt nur wenige zusätzliche Komponenten, verglichen mit einer konventionellen, zwischen den Glasscheiben befindlichen Jalousie. Deshalb konzentriert sich die Entwicklung auf preiswerte Komponenten und zuverlässige Mechanismen, damit pro eingesparter Primärenergie niedrigere Kosten entstehen als bei alternativen Konzepten.

Fassadenintegrierte Solarkollektoren mit Mehrfachnutzen: Zu sehen ist die Visualisierung einer Integrationsvariante des Streifenkollektors

Visualisierung einer Integrationsvariante des Streifenkollektors

© Priedemann Facade-Lab
Fassadenintegrierte Solarkollektoren mit Mehrfachnutzen: Zu sehen ist die Präsentation des Streifenkollektors auf der Messe BAU 2017 in München

Präsentation des Streifenkollektors auf der Messe BAU 2017 in München

© Fraunhofer-Allianz Bau
© IBK 2

Auch der Streifenkollektor wird als Fassadensystem mit dem Ziel entwickelt, dass die Wärmegestehungskosten niedriger sind als mit anderen Technologien. Beide Technologien sollen mit Fokus auf ästhetisch hochwertige Gebäudehüllen umgesetzt werden. Beide Technologien nutzen Heat-Pipes mit Trockenanbindung der Kollektoren, was eine hohe Flexibilität im Kollektordesign ermöglicht.

Erfolge

Es wurde ein raumhohes Fassadenelement mit solarthermischer Jalousie realisiert und bezüglich g-Wert und solarthermischen Ertrag gemessen. Der Streifenkollektor wurde im Labor gemessen und in einer Gebäudefassade eingesetzt. Derzeit wird gemeinsam mit einem Fassadenbauer der Einsatz der solarthermischen Jalousie in einem ersten Bauprojekt geplant. Auch der Streifenkollektor soll gemeinsam mit interessierten Architekten und Bauherren weiter entwickelt werden.

Im Folgeprojekt "Destini" (Demonstration des Nutzens solarthermischer Jalousien) werden Expertinnen und Experten die solarthermische Jalousie im neu zu errichtenden Gewerbe- und Wohnquartier Springpark Valley installieren und in der Praxis testen. Das etwa 90.000 Quadratmeter große Gebiet befindet sich in Bad Vilbel in der Metropolregion Frankfurt-Rhein-Main.

Letzte Aktualisierung: 12. April 2021

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