Bild: Bautafel der Wohnhaussanierung "Tschechenring"

IEA SHC Task 56: Gebäudeintegrierte Solare Fassaden für Lüftung, Heizung, Kühlung, Klimatisierung und Beleuchtung

Dieser Task konzentriert sich auf die kritische Analyse, die Simulation, Labortests und vor-Ort-Monitoring von Fassaden-Systemen, die mit aktiven und/oder passiven Elementen versehen sind, welche die einfallende Sonnenenergie verwenden und/oder kontrollieren. Die zentrale Aufgabe ist die Integration von Fassaden-Lösungen in das Gebäude-Energiesystem (Lüften, Heizen, Kühlen, Klimatisieren und Beleuchtung) mittels eines systematischen Ansatzes.

Kurzbeschreibung

Dieser Task konzentriert sich auf die kritische Analyse, die Simulation, Labortests und vor-Ort-Monitoring von Fassaden-Systemen mit aktiven und/oder passiven Elementen zur Nutzung der einfallenden Sonnenenergie mit folgenden Verwendungszwecken:

  • Lieferung von erneuerbarer thermischer oder elektrischer Energie für die Versorgung des Gebäudes mit Wärme und/oder Kälte
  • Reduzierung des Wärme- und Kältebedarfs von Gebäuden während die Tageslichtnutzung kontrolliert wird.

Dabei werden Technologien für Wohngebäude und Gebäude mit tertiärer
Nutzung berücksichtigt, im Neubau und in der Sanierung.

Die zentrale Aufgabe ist die Integration von Fassaden-Lösungen in das Gebäude-Energiesystem (Lüften, Heizen, Kühlen, Klimatisieren und Beleuchtung) mittels eines systematischen Ansatzes. Die Gesamtenergieeffizienz, der thermische und visuelle Komfort und die Raumluftqualität sowie die architektonische Integration werden dabei gleichermaßen adressiert.

Die österreichische Beteiligung konzentriert sich auf drei Bereiche.

  1. Systeme zur Tageslichtnutzung, Verschattung und Blendschutz
  2. Systeme zur Wärme- und Kälteerzeugung auf Basis von Wärmepumpen unter Verwendung von erneuerbarer Energie (PV, ST)
  3. Subtask-Leitung (SubTask C: Bewertung der Solaren Fassadensysteme auf Gebäudeebene)

1. Systeme zur Tageslichtnutzung, Verschattung und Blendschutz

Im Tageslichtbereich werden laufend neue Systemlösungen entwickelt, simulations- und messtechnisch charakterisiert und evaluiert und schließlich in Planungsprojekten umgesetzt. Dabei werden optimale lichttechnische Funktionalität und bauphysikalische Performance immer in gleicher Weise berücksichtigt. Die notwendigen Grundlagen dafür wurden und werden in zahlreichen Forschungsprojekten erarbeitet (z.B. DALEC, VisErgyControl;
LightSimHeat). 

Mock-Up eines integrierten Tages-und Kunstlichtsystems in der Passys- Testzelle. (c) links: AB EEB, UIBK. (c) rechts: Bartenbach Lichtlabor
Mock-Up eines integrierten Tages-und Kunstlichtsystems in der Passys- Testzelle. (c) links: AB EEB, UIBK. (c) rechts: Bartenbach Lichtlabor

2. Systeme zur Wärme- und Kälteerzeugung auf Basis von Wärmepumpen unter Verwendung von erneuerbarer Energie (PV, ST)

Im Fokus stehen simulationstechnische Untersuchungen zur Ermittlung des Primärenergieverbrauchs von mit PV gekoppelten Wärme- und Kälteversorgungssystemen. Primäres Ziel ist dabei die Weiterentwicklung von kostengünstigen Systemen, welche einen minimalen nichterneuerbaren Primärenergieverbrauch im Kernwinter aufweisen (Reduzierung „Winterloch"). Die untersuchten Lösungen bauen auf mehreren nationalen und internationalen Projekten auf, in denen Lüftung mit Wärmerückgewinnung mittels Wärmepumpen bzw. Abluftwärmepumpen entwickelt und untersucht werden.

Die Entwicklung einer fassadenintegrierten mechanischen Lüftung in Kombination mit einer Kleinst-Wärmepumpe erfolgte im FP7-Projekt iNSPiRe und wird u.a. im nationalen FFG Projekt SaLüH! weitergeführt. Die Beteiligung bzw. Leitung von Forschungsprojekten im Bereich der hochwertigen Gebäudesanierung mit vorgefertigten Fassadenelementen (z.B. Demo-Gebäude Dieselweg) und Leitprojekt „e80^3" sind weitere Erfahrungen die in den Task eingebracht werden.

3. Subtask-Leitung (SubTask C: Bewertung der Solaren Fassadensysteme auf Gebäudeebene)

Die Bewertung der verschiedensten Systeme (unterschiedliche aktive und passive Technologien wie Verschattungs- und Tageslichtsysteme, Solarthermie, PV, Lüftung, Wärmepumpe) auf Gebäudeebene erfordert gekoppelte Gebäude- und Anlagensimulation. Dies erfolgt in Subtask C, welcher durch UIBK geleitet wird. Dafür werden Referenzgebäude und Randbedingungen definiert und die Systeme bezüglich Effizienz, -Komfort und Raumluftqualität bewertet.

Dies erfordert multidisziplinäres Verständnis (Bauphysik, Gebäude- und Anlagentechnik, Erneuerbare Energien, v.a. PV). Modellierung und Simulation ermöglichen den Vergleich verschiedener Technologien (vgl. IEA SHC T44).

Publikationen

Artikel in der Zeitschrift „nachhaltige technologien“ Ausgabe 2/2017: Abbildung komplexer lichttechnischer Vorgänge in Gebäuden

Im Artikel wird das Online-Konzeptanalysetool DALEC (Day- and Artificial Light with Energy Calculation) beschrieben, das komplexe lichttechnische und thermische Vorgänge in Gebäuden abbildet und Heiz-, Kühl- und Kunstlichtbedarf in der frühen Planungsphase von Neubau und Sanierung bewertet. Herausgeber: AEE - Dachverband
Deutsch, 3 Seiten

Downloads zur Publikation

Artikel in der Zeitschrift „nachhaltige technologien“ Ausgabe 1/2017: Stadtplanung mit Energie

Um die erfolgreiche Umsetzung von Energiestrategien im städtischen Bereich zu unterstützen, müssen umfassende Lösungen auf Stadtteilebene gefunden und Stadt- und Energieplanungsprozesse noch besser miteinander verknüpft werden. Herausgeber: AEE - Dachverband
Deutsch, 3 Seiten

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Teilnehmende Staaten

Deutschland, England, Italien, Kanada, Katar, Norwegen, Österreich, Schweden, Schweiz, Spanien

Kontaktadresse

Universität Innsbruck
Arbeitsbereich Energieeffizientes Bauen
Fabian Ochs
Technikerstr. 13
6020 Innsbruck
E-Mail: Fabian.Ochs@uibk.ac.at
Web: www.uibk.ac.at/bauphysik

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