Die Fassade übernimmt als Abschluss der Gebäudehülle zahlreiche Funktionen. Ziel des Forschungsprojektes ist es, diese Funktionen intelligent in einem System zu verknüpfen. Dazu entwickeln die Wissenschaftler ein Fassadenelement mit integrierter organischer Photovoltaik, textilem Sonnenschutz, einem nachhaltigen Dämmstoff und notwendiger Sensorik für die Steuerung. Geplant ist die Einbindung in ein intelligentes Regelungskonzept, um die Energieeffizienz des Gebäudes und den Nutzerkomfort zu steigern. Ein hoher Vorfertigungsgrad und die modulare Bauweise des Fassadenelements soll einen wirtschaftlichen Einsatz in mehrgeschossigen Wohngebäuden ermöglichen.
Projektkontext
Die Gebäudehülle kann, neben den Anforderungen an den Wärme- und Feuchteschutz, weitere Funktionen übernehmen und Photovoltaikelementen, Sonnenschutzeinrichtungen und Lüftungssystemen Platz bieten. Die verschiedenen passiven und aktiven Bauelemente stehen für sich. Es fehlt bisher eine intelligente Verknüpfung der Funktionen.
Hier setzt das Forschungsprojekt an. Entwickelt wird ein Fassadenelement, das sich für den Einsatz an Fassaden von Mehrfamilienhäusern eignet und organische Photovoltaik (OPV), regelbaren Sonnenschutz sowie die notwendige Sensorik für eine intelligente Steuerung integriert. Die Stromerzeugung an der Fassade ist besonders im mehrgeschossigen Wohnungsbau ein wichtiger Aspekt, da die Dachfläche begrenzt ist und die Fassade Fläche für weitere PV-Module bietet.
Forschungsfokus
Der Fokus des Forschungsvorhabens liegt auf der Entwicklung eines modularen, vorgefertigten Fassadenelements, das mehrere Funktionen vereint und die Energieeffizienz des Gebäudes unter wirtschaftlichen Aspekten deutlich steigert.
Zur aktiven Nutzung der Sonnenenergie planen die Wissenschaftler, organische Photovoltaik (OPV) in das Element zu integrieren. Hierbei handelt es sich um flexible, gedruckte Dünnschichtmodule, die als (semi-)transparente Elemente ausgeführt werden können. Diese kommen sowohl in transparenten als auch in opaken Bauteilen des Fassadenelements zum Einsatz. Die OPV-Module können mit verschiedenen Eigenschaften(Farbe und Transparenz) gefertigt werden und sind in ihrer Größe nicht auf ein bestimmtes Maß beschränkt. Im Gegensatz zu Standard-PV Modulen können sie somit optisch ansprechend in die Fassade integriert werden. Als Grundgerüst dient ein Standardfassadensystem. Wie bei einem Baukasten werden verschiedene aktive, passive, (semi-) transparente Einzelmodule entwickelt, die miteinander kombiniert werden können.
Ein regelbarer, selektiv beschichteter Sonnenschutz soll im Sommer die solare Einstrahlung reduzieren und gleichzeitig einen hohen Tageslichteinfall ermöglichen. Ein Sensor misst die solare Einstrahlung. Die erforderliche Wärmedämmung der Fassade soll ein Dämmstoff aus nachwachsenden Rohstoffen gewähren, der im Rahmen des Projekts entwickelt wird. Geplant ist eine Naturfasermatte oder ein Hybridmaterial auf Basis von Naturfasern in Kombination mit einem Naturharz.
Nach einer zweijährigen Entwicklungs- und Planungsphase sollen die modularen Fassadenelemente an einem Demonstrationsgebäude installiert und im Rahmen eines Monitorings untersucht und bewertet werden.
Mögliche konzipierte Basisstruktur eines vorgefertigten, multifunktionalen Fassadenelementes
© Arno Dentel
Demonstrationsfenster mit integrierter organischer Photovoltaik des ZAE Bayern
© Andreas DiestlerAnwendung
Als Demonstrationsgebäude dient ein unsaniertes mehrgeschossiges Wohngebäude. An der Südfassade soll eine Vorhangfassade mit organischen Solarzellen (BIPV) sowie ein selektiv beschichteter Sonnenschutz mit Sensorik und Regelung installiert werden.
