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Fassadenmodul für minimalinvasive Sanierung

Forschungsprojekt
Fassadenmodul für minimal-invasive Sanierung

Erneuerbare-Energien-Fassadenmodul mit integriertem PV-Element
Außenansicht der EE-Modulfassade mit raumhohem PV-Element. Foto: Fraunhofer

Für die minimal-invasive Sanierung von Bestandsfassaden entwickeln Forschende am Fraunhofer IBP und IEE derzeit eine »Erneuerbare Energien-Modulfassade«, die umweltfreundlichen Strom erzeugt und das Gebäude beheizt, kühlt und lüftet. 

Herzstück des Fassadenmoduls ist eine PV-Anlage, die mit einer Kleinstwärmepumpe zum Heizen und Kühlen kombiniert wird. Außerdem gehört ein dezentrales Lüftungsgerät mit Wärmerückgewinnung dazu. Alle anlagentechnischen Bauteile sind in das Fassadenelement integriert, wodurch ein hoher Vorfertigungsgrad erreicht wird.

Minimal-invasive Fassadensanierung

Ziel des Forschungsprojekts ist die Entwicklung einer kostengünstigen modularen Sanierungs- und Neubaufassade, wobei die Sanierung – wie auch bei vielen Operationen in der Medizin – minimal-invasiv erfolgen soll. »Wir renovieren nicht das komplette Gebäude, sondern nur die Fassade. Die alte Fassade wird künftig durch neue, industriell vorgefertigte Module mit integrierter Anlagentechnik ersetzt, was sie somit multifunktional macht und an die neuen Energiestandards anpasst«, erklärt Projektleiter und Wissenschaftler am Fraunhofer IEE Jan Kaiser. »Die gesamte Heiz-, Kühl- und Lüftungstechnik für den dahinterliegenden Büroraum wird in die Fassade integriert.«

Da sich die Fassadenmodule vorfertigen lassen, können sie von der Stange produziert werden. Planer und Investoren erhalten dadurch eine hohe Kostensicherheit und einen klar definierten Kostenrahmen. Der Austausch erfolgt in nur wenigen Stunden. Da die Heiz- und Lüftungstechnik bereits integriert ist, müssen keine neuen Rohre im Gebäudeinneren verlegt werden. Die Fassade muss nur über einen Stromanschluss verfügen, um auch in Zeiten ohne PV-Strom die Räume klimatisieren und lüften zu können. Der Installations- und Abstimmungsaufwand an der Baustelle sinkt. Die Nutzer der Räume müssen während der Sanierung im Idealfall nicht extra ausziehen.

Geeignet für Skelettbauweise

Die EE-Modulfassade eignet sich vor allem für Büro-, Verwaltungsgebäude und Schulen, die in Skelettbauweise errichtet wurden – eine Bauweise, die in den 1950er, 60er und 70er Jahren üblich war. Anstelle von tragenden Wänden halten Stahlbetonstützen die Geschossdecken.

Bei der Sanierung werden die alten Fassadenelemente abgenommen und die neuartigen, geschosshohen Module vor der Gebäudestruktur eingehängt. Eine einzelne Technikeinheit der EE-Modulfassade ist 1,25 m breit und 30 cm tief. Jede Einheit kann hierbei einen circa 24 m² großen Raum versorgen.

Etwa 25 bis 30 Prozent aller Bürogebäude wurden von 1950 bis ca. 1990 in Skelettbauweise errichtet. Sie weisen einen Verbrauch von 3.200 Gigawattstunden (GWh) pro Jahr auf. »Mit unserer EE-Modulfassade lässt sich der Verbrauch auf 600 GWh senken. Auch die geringe Sanierungsquote von einem Prozent pro Jahr ließe sich durch den hohen Vorfertigungsgrad steigern«, so Kaiser.

www.ibp.fraunhofer.de

www.iee.fraunhofer.de

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