Patente Fassaden

Das kann doch nicht alles gewesen sein“, könnten sich die Entwickler des ersten Bioreaktorhauses gedacht haben. Das Grazer Architekturstudio Splitterwerk war mit der Idee, ein Haus mit Algen zu beheizen, zur Internationalen Bauausstellung nach Hamburg gekommen. Dort steht es nun, und Mikroalgen betreiben hinter Verbundsicherheitsglas an dessen Fassade Photosynthese. Im Durchlaufverfahren wird 40 Grad warmes Wasser produziert, das im Mehrparteienwohnhaus solarthermisch oder für den Erdwärmespeicher genutzt wird. Verglichen damit scheinen Fassadensysteme mit integrierter Solarthermie schon fast langweilig. Dass dem nicht so ist, belegen Patente, die von verdeckten Trägersystemen bis zur Koppelung mit Photovoltaik reichen.

Ausgleichende Fassadensysteme
In so mancher neuen Fassade fließt auch Phasenwechselmaterial (PCM). Dieses ist in der Lage, Umgebungswärme zu speichern und daher im Tag-Nacht-Rhythmus auftretende Temperaturextreme auszugleichen. Die Überhitzung an exponierten Fronten soll sich aufgrund der Temperaturträgheit des angesprochenen Materials ausgleichen lassen. Laut Herstellerinfos haben Glasfassaden mit PCM eine Speicherkapazität wie eine 24 Zentimeter starke Betonwand und bieten auch einen entsprechenden Phasenausgleich. Prismen in den Paneelen helfen außerdem, den Einfall der Sonne über die Jahreszeiten hinweg auszugleichen. Letzteres macht auch die eingeglaste Wabenfassade. Steht die Sonne tief, wird das Licht zur Wand geleitet – steht sie hoch, eben nicht. Ein Wohnhaus der Solarcity in Linz wurde damit ausgestattet und das Monitoring hat immerhin ergeben, dass der Passivhausstandard deutlich unterboten werden konnte.

Fassade zum Wegklappen
Der Erfinder der wegklappbaren Thermofassade, Rudolf Schwarzmayr, rückt dem Problem der Temperaturspitzen mit mechanischen Mitteln zu Leibe: „Wenn das gewünschte Energieniveau an der Außenseite höher ist, hat Dämmen ja keinen Sinn.“ Ein Sensor lässt geschlossen gehaltene Dämmlamellen bei Sonne daher aufklappen und das Licht damit an die Oberfläche. Umgekehrt würden sich überhitzte Wände dank seiner Erfindung in der Nacht auch leichter abkühlen lassen. Pilotprojekte des vollautomatischen und solarautarken Fassadensystems gibt es. Mit derartigen Innovationen am Markt Fuß zu fassen ist aber gar nicht so leicht. Planer greifen tendenziell auf Lösungen zurück, die vielleicht nicht ganz so ambitioniert, aber dafür universell anwendbar sind.

Fassade zum Zuklappen
Bei der renovierten Architekturfakultät in Innsbruck gab man sich mit Glas zufrieden. Ein von Hubert Prachensky geplantes Gebäude aus dem Jahr 1969 war von ATP Architekten revitalisiert worden. Zwecks Leitung des Lichts ins Gebäudeinnere wollten die Planer die volle Transparenz an der Fassade. Umlaufende Fluchtbalkone wurden zu Wartungsgängen für die Reinigung der Glaslamellen. Wie Schotten schließen sich diese je nach Wetterlage. Die vorgesetzten Lamellen bieten Blendschutz, schützen vor Überhitzung oder vor Starkwinden und ermöglichen Nachtkühlung. Über Lüftungselemente kann hier auch Frischluft ins Gebäude geholt werden.
Ein anderer Schulbau, die HTL Spengergasse in Wien-Margareten, beeindruckt ebenfalls mit einer schließbaren Außenhaut. „Ich wollte die Nutzung hinter der Fassade für Passanten nicht eindeutig lesbar machen“, erklärt Architekt Otmar Hasler. Alu-Lamellen sind hier an den Fenstern öffenbar und ansonsten fix. „So konnten wir vermeiden, dass straßenseitig eine tote Erdgeschoßzone entsteht.“
Beim Gemeindeamt von St. Marienkirchen, geplant von PAUAT Architekten, richten sich 4,7 Meter hohe, 0,7 Meter breite und 0,3 Zentimeter starke Aluschilder immer wieder nach dem Sonnenstand aus. Die Räume dahinter und können bei Bedarf blickdicht gemacht werden, wobei die Lochstruktur trotzdem Ausblicke erlaubt sowie Licht ins Gebäude lässt.

Energie aus dem Glas
Glaslamellen in getöntem Braun erzeugen neuerdings selbst Energie und zwar über Farbstoffsolarzellen. Daran wurde lang geforscht und seit Kurzem stehen sie in Form von Energiegläsern zur Anwendung bereit. Auf organische Art wird hier Licht in Strom umgewandelt. Für die Fassade bedeutet der neue Ansatz mehr Transparenz im Gebäude und weniger Technik vor dem Gebäude. Die Glasfassade behält ihre volle Funktion, wobei mit variierender Transparenz auch verschattet wird. Die Energieausbeute soll laut Forschungsberichten nicht unbedingt vom Einfallswinkel abhängig sein, was an der Fassade sicher kein Nachteil ist. Beim Science Tower in Graz wurde das Material eingesetzt. „Die in der Hülle generierte Energie wird direkt für die Belichtung, für Computer und elektrische Geräte verwendet“, sagt Architekt Markus Pernthaler. Geschoßweise eingebaute Batterieblöcke würden helfen, Differenzen von Produktion und Verbrauch auszugleichen.

Photovoltaik für alle Fälle
Beim Ökostromanbieter WEB wiederum ist die Photovoltaik (PV)-Holzfassade der neuen Montagehalle Teil eines autarken Musterbetriebes. Der Hauptsitz des Unternehmens soll 24 Stunden pro Tag und sieben Tage die Woche ohne Energiezufuhr von außen operieren, inklusive e-Mobilität. Intelligente Steuerungen verteilen die an der Fassade gewonnene Energie vorausschauend vor Ort. Gewerbliche Nutzer mit Kühlbedarf gibt es auch, und denen verspricht Dieter Moor von Ertex Solar Erleichterung: „PV-Abschattungen ersparen Kosten, weil die Kühllast im Gebäude reduziert wird und weil Ökostrom gewonnen wird.“ Zwecks Stromerzeugung sind an der Fassade auch schon leichte PV-Folien im Einsatz, bei denen eine Montage von Paneelen entfallen kann. Immer öfter ist auch ein technischer Mehrwert der Fassade gefragt und fallweise an gebauten Objekten auch bereits auszumachen.

Die Schweizer haben’s erfunden
PCM (Phase Changing Material) an der Fassade wurde in der Schweiz entwickelt und über Lizenzen auch in Österreich auf den Markt gebracht. Die Farbstoffsolarzelle als Grundlage für „Energieglas“ wurde vom Schweizer Michael Grätzel entwickelt und wird auch als Grätzel-Zelle bezeichnet. An der Hochschule in Lausanne, wo er dazu geforscht hat, wurde als Pionierbau das „Swiss Tech Convention Center“ errichtet. In Österreich hat das Unternehmen SFL Technologies ein Fassadenprodukt entwickelt, das sich der Technologie bedient und am Science Tower in Graz zum Einsatz kam. In Bern treffen sich im Oktober bei der „Conference on Advanced Building Skins“ Fachleute aus der ganzen Welt, um sich zum Thema neuartige Fassaden auszutauschen.