Future Facade

Intelligente Gebäudehüllen für mehr Nachhaltigkeit

Um die politisch, sowie gesellschaftlich angestrebten Klimaziele erreichen zu können, müssen neue Alternativen zur dezentralen Energiegewinnung gefunden werden. Hochgradig interessant sind in diesem Zusammenhang Konzepte, bei denen die Energie dort „erzeugt“, wo sie auch „verbraucht“ wird. Bekannte Lösungen im urbanen Kontext folgen meist einem additiv-ergänzenden Ansatz und zielen auf die Nutzung der Dachflächen. Doch beschränkt sich „Fläche“ nicht nur auf eine horizontale Ebene. Auch Gebäudefassaden bilden riesige – vertikale – Flächen, die oft ungenutzt bleiben. Flächen mit dem Potential, der Energiegewinnung zu dienen. Mit der Nutzung moderner solarthermischer Fassadensysteme könnte problemlos Energie erzeugt werden. Genug Energie, um beispielsweise Heizung und Kühlung der Gebäude zu gewährleisten.

Im internationalen Verbundforschungsprojekt FutureFacade werden Parametrische Planungsstrategien, ein Konzept zur inkrementellen Blechumformung sowie solarthermische Technologien integral verknüpft. Es soll ein 3D-geformtes Fassadenelement geschaffen werden, welches individualisiertes Design, Solarthermie und moderne Umformtechniken verbindet. Die Basisgeometrie soll parametrisch entworfen werden, sodass eine höhere optische Qualität und Individualisierung als bei Serienabsorbern garantiert werden kann.

 

Keywords: Digitalisierung, Parametrik, CAD, 3D-Modell, Statik, Fertigung, Energiekosten, BIM, Simulation, Energiegewinnung, Solarthermie, Nachhaltigkeit, Ressourcenschonung, Fassade, Gebäudehülle

Nutzung des bereits Vorhandenen

Fast jedes Gebäude ist umhüllt von einer Fassade. Denkt man an Industriehallen oder Bürogebäude sind das viele tausend Quadratmeter Fläche, die nachhaltig genutzt werden könnten. Besonders in urbanen Gebieten, in denen der Platz begrenzt ist, könnten sich diese Fassadenflächen als äußerst wertvoll erweisen. Eine intelligente Gebäudehülle nimmt der Stadt keinen zusätzlichen Raum, sondern nutzt das Potential einer sowieso vorhandenen Fläche. So kann, auf nachhaltige Weise, Energie gewonnen werden.

Solarthermie in der Fassade

Solarkollektoren finden aktuell noch wenig Anwendung in großflächigen Fassadenbereichen, da sie bisher weder durch Effizienz noch durch Design überzeugen konnten. Im Projekt FutureFacade soll eine smarte Gebäudehülle entwickelt werden, die platzsparend Energie erzeugen kann. Die Fassadenelemente vereinen dabei ästhetische, funktionale und technologische Aspekte und werden selbst zu Solarkollektoren mit bionischer Kanalstruktur. Auf diese Weise wird die Möglichkeit geschaffen, Solar-Kollektoren im großen Stil anzuwenden und neue Wege der Energieerzeugung zu schaffen.

Nutzung neuer Technologien

Bei der Herstellung der Fassadenelemente wird eine neuartige Formgebungstechnologie eingesetzt, die es erlaubt, 3D-geformte Kollektormodule zu erzeugen, die sich nahtlos in bestehende Fassaden integrieren lassen. Das moderne Verfahren der inkrementellen Blechumformung ermöglicht es einen neuartigen, vereinfachten Aufbau sowie eine neue, bionische Kanalstruktur im Absorber zu generieren, sodass der solarthermische Kollektor viel effizienter funktionieren kann als herkömmliche Absorber – und das gleichzeitig mit geringeren Kosten.

Die Rolle von FLEX

Das FLEX.team ist im Projekt für die Formfindung des Fassadenpaneels verantwortlich. Die Gestaltung basiert dabei auf architektonischen, konstruktiven und solaren Randbedingungen. Zusätzlich zu den gestalterischen Aspekten müssen auch die verschiedenen Anforderungen für die Fertigung berücksichtigt werden. Daher gilt es eine Verbindung zwischen Technik, Funktionalität und Gestaltung zu knüpfen. Die speziellen technischen Anforderungen für die Beschichtung und Umformung der Metallpaneele müssen im Entwurfsprozess berücksichtigt werden. Flex wird daher, im ständigen Austausch mit den Projektpartnern, den Entwurf in einem iterativen Optimierungsprozess bis zum Ende der Projektlaufzeit anpassen und weiterentwickeln und, gemeinsam mit den anderen Projektbeteiligten, in einem funktionalen Demonstrator testen.