Vortrag der Passivhaustagung in Kassel
Die plastische Solarfassade - Chance für energieeffizientes Bauen
Klaus Hildenbrand, Geschäftsführer Fa. hilbra GmbH Finkenstr. 8, 97896 Freudenberg Tel: 09378/383 Fax:09378/319 www.hilbra.de Arbeitsgruppe 1, Kategorie: Posterbeitrag Passivhaustagung in Kassel
1. Einleitung
Wie ist ein energieeffizientes Haus zu gestalten? Muss es möglichst geschlossen sein, um Energieverluste zu minimieren oder sollte es möglichst offen sein um Sonnenenergie in verstärktem Maße zu nutzen? Im Laufe der Evolution hat die Natur Mechanismen hervorgebracht, die uns eine Antwort hierauf geben können. Beide Prinzipien kombiniert, ermöglichen eine optimale Energieeffizienz. Voraussetzung ist jedoch, dass die Wandlung von dem einen in den anderen Zustand so schnell möglich ist, wie sich Umwelteinflüsse verändern können. So wie der Schmetterling allein durch seine Flügelstellung steuern kann, ob sein Körper Sonnenstrahlen absorbieren oder an seinem Körper vorbei reflektieren will, nutzt auch die plastische Solarfassade das geschickte Spiel von Reflexion und Absorption.
Abb.1: Sonneneinstrahlung auf den Körper eines Schmetterlings
2. Planungsgrundlagen
2.1 Systemvarianten Das Fassadensystem wird als plastisch bezeichnet, da aus der Planebene der Wandscheibe Fassadenelemente hervortreten. Es handelt sich dabei um das patentierte hilbra-Faltladensystem [2]. Es ist modular aufgebaut und kann, immer auf einem Grundrahmen aufbauend, mit Elementen bestückt werden, die nun absorbierend bzw. reflektierend gestaltet sind und somit dem Sonnenschutz oder der Sonnennutzung dienen. Als Material sind Photovoltaikmodule, Sonnenkolektoren aber auch Lamellen, Reflektoren, Lichtlenkelemente oder Dämmpaneele sinnvoll. Die Abb. 2 demonstriert auf beeindruckende Weise, weshalb es sinnvoll ist aus der Senkrechten hervorzutreten. 
Abb. 2: Jährlicher Solarertrag bei 30°- bzw. 90°-Neigung
An Hand der folgenden Darstellung sollen die verschiedenen Varianten auf Ihre möglichen Funktionen untersucht werden. Neben den energetischen Möglichkeiten bietet die „Plastische Solarfassade“ zahlreiche weitere Anwendungsmöglichkeiten. Um hier einen möglichst umfassenden Überblick zu geben, werden diese ebenfalls aufgeführt. Diese Tabelle (Abb. 3) beinhaltet auch den Klapp- (Dreh-) und Schiebeladen. Diese Systeme können eine sinnvolle Ergänzung des Faltladens sein.
Abb. 3: Systemvergleich
Die Wärmedämmung ist hier als eine ganz wesentliche Funktion zu nennen. Sie wird bei den Faltläden gerade deshalb sehr gut erfüllt, weil die Antriebsmechanik einen sicheren Anpressdruck der Paneele ermöglicht. Auch der Klappladen stellt einen temporären Wärmeschutz dar. Voraussetzung ist allerdings, dass er in einem Montagerahmen angeschlagen ist. Beim Schiebeladen ist eine gute Wärmedämmung zwar möglich, es hat sich jedoch als eine aus wirtschaftlicher Sicht nicht sinnvolle Lösung herauskristallisiert. Die Tatsache, daß die Schiebeelemente zum einen möglichst leichtgängig während der Bedienung sein sollen, aber in der Endstellung fest in eine Dichtung gepresst werden müssen, macht einen hohen technischen Aufwand notwendig. Der Sonnenschutz im geschlossenen Zustand wird durch alle Fassadenelemente gewährleistet. Während die herkömmlichen Verschattungssysteme nur im geschlossenen Zustand die Kühllast reduzieren können, erreichen dies sowohl der Solar- als auch der Horizontal-Faltladen bereits im geöffneten Zustand.
Zur Wärmegewinnung und Stromerzeugung werden beim Solar- als auch beim Horizontal-Faltladen Sonnenkollektoren bzw. PV-Elemente als Paneele verwendet. Da die Elemente direkt der Sonne zugewandt sind, erhöht sich deren Wirkungsgrad um über 50% gegenüber der senkrechten Montage (siehe Abb. 2).
Der Solar-Faltladen ist bereits ein Lichtleitsystem, wenn die Paneele reflektierend gestaltet sind. Beim Horizontal-Faltladen gilt dies, wenn die Lamellen ebenfalls reflektierend gestaltet sind und das dahinterliegende Fenster mit z.B. LCP-Elementen ausgestattet ist. Werden statt Jalousien holographisch-optische- Elemente eingesetzt, ist auch die die Umlenkung der Zenitstrahlung möglich.
Aus energetischer Sicht nicht relevant, für die Planung jedoch von Bedeutung, sind die zahlreichen Schutzfunktionen die mit oben genannten Fassadenelementen möglich sind.
Unter dem Begriff Solararchitektur kann man zusammenfassen, welchen Einfluß die Plastische Solarfassade auf die Gestaltung haben kann.
Der Punkt Werbung steht für alle unkonventionellen Möglichkeiten die mit der plastischen Fassade möglich sind. So ist es auch denkbar, dass die Elemente, z.B. an einem Industriebau eingesetzt, als Werbefläche dienen können.
Das folgende Schaubild (Abb. 4) demonstriert einige Einsatzmöglichkeiten der verschieden Systeme. Zum besseren Verständnis sind bei den Zeichnungen a) bis b2) die Wirkung der Sonnenstrahlen sowohl im Winter als auch im Sommer dargestellt.
