Kein Platz für Außenlufteinheit einer Wärmepumpe? : Wärme aus Fassadenelementen
Wärmepumpen erleben als Heiztechnologie derzeit einen Boom, doch nicht auf jedem Grundstück ist Platz für die Außenlufteinheit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe. Neuartige solarthermische Fassadenelemente bieten dafür geräuschlose und platzsparende Alternative. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE entwickelt und testet sie im aktuellen Projekt Tabsolar III gemeinsam mit Industriepartnern.
Solarfluid nimmt Wärme auf
Tabsolar-Elemente sind neuartige solarthermische Komponenten aus Ultrahochleistungsbeton (UHPC), die als verglaste oder unverglaste Fassadenbekleidungselemente architektonisch gestaltet werden können. Die Elemente sind von Kanälen durchzogen, durch die ein Solarfluid fließt, welches die Wärme durch Sonneneinstrahlung oder aus der Umgebung aufnimmt.
Unseren Simulationen zufolge können die verfügbaren Fassadenflächen bei Neubauten oder sanierten Bestandsgebäuden für diesen Zweck ausreichen.Michael Hermann, Projektleiter
Auch im Gebäudeinneren
Als Niedertemperatur-Wärmequellen für Wärmepumpen können die durchströmbaren Fassadenelemente eine geräuschlose Alternative zu Außenlufteinheiten von Luft-Wasser-Wärmepumpen darstellen. „Unseren Simulationen zufolge können die verfügbaren Fassadenflächen bei Neubauten oder sanierten Bestandsgebäuden für diesen Zweck ausreichen", erklärt Dr.-Ing. Michael Hermann, Koordinator des Verbundforschungsprojekts Tabsolar III und Projektleiter am Fraunhofer ISE.
Die unverglaste Variante (Produktfamilie Tabsolar Design) ist als Wärmepumpen-Quelle, für die Trinkwarmwasservorerwärmung oder für Schwimmbäder vorgesehen und kann ähnlich wie marktverfügbare Fassadenelementen aus UHPC durch Strukturierung und/oder Farbe gestaltet werden. Die verglasten und mit spektralselektiven Schichten versehenen Elemente der Produktfamilie Tabsolar Premium sind ähnlich wie klassische Solarthermie-Kollektoren für die Trinkwassererwärmung und die Heizungsunterstützung vorgesehen, da sie höhere Temperaturen erreichen.
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Die vorgefertigten Fassadenelemente werden derzeit für vorgehängte hinterlüftete Fassaden (VHF) entwickelt, sind perspektivisch jedoch auch in Wärmedämmverbundsystemen oder Sandwichwandaufbauten vorstellbar. Im Gebäudeinneren sollen die Elemente in der Produktfamilie Tabsolar Heat & Cool als thermoaktive Bauteilsysteme (TABS), in Ergänzung mit einer klassischen Betonkernaktivierung, für die Heizung oder Kühlung zum Einsatz kommen.
Über das Projekt Tabsolar III
Im Projekt Tabsolar III wird der Einsatz der neuen Fassadenelemente von der Vorplanung über Planung, Fertigung und Montage bis zum Betrieb unter Einbeziehung der beteiligten Gewerke getestet. „Das ganze Projekt wurde von Beginn an interdisziplinär gedacht, wir haben die integrierte Solartechnik und die Baubranche zusammengebracht, um gemeinsam eine innovative, architektonisch attraktive Baulösung für die Energiewende zu entwickeln", erklärt Projektleiter Hermann.
Dazu gehören auch neue Software-Werkzeuge für die Planungsphase: Eine Augmented-Reality-App zur Vor-Ort-Visualisierung von Tabsolar-Fassaden sowie ein Webkonfigurator für deren weitere Auslegung. Auch die Einbindung in BIM-Projekte (Building Information Modeling) soll ermöglicht werden. Die Gesamtlösung wird im nächsten Schritt in einer Demonstrationsfassade einem Praxistest und Monitoring unterzogen.
>> Auf der Messe BAU (17.- 22. April, München) präsentiert das Fraunhofer ISE in Halle C2, Stand 528, einen Demonstrator als vorgehängte hinterlüftete Fassade mit zwei hydraulisch verbundenen Tabsolar-Design-Mustern.
