Ob Dach oder Fassade, moderne solare Energieerzeuger sind farbig. Die steigenden gestalterischen Möglichkeiten sollen auch die Bereitschaft der Bauherren zur Energieproduktion am Haus erhöhen. Eine Modernisierung in Zürich zeigt das Potenzial der solaren Bauteile.

Neben dem Wirkungsgrad wird die Gestaltung zum festen Bestandteil bei der Entwicklung energieproduzierender Gebäudeelemente. Insbesondere farbige Bauteile sollen den Hauseigentümern und Planern neue Möglichkeiten eröffnen. Mit dem starken Fortschritt der Solartechnik stieg in den vergangenen Jahren auch das Angebot an ästhetischen Komponenten für die Gebäudehülle. Experten werden auch weiterhin auf diesem Gebiet forschen. Der Trend geht dabei deutlich zu fassadenintegrierten Photovoltaikelementen, die einen hohen Energieertrag erzielen und optisch nicht an der Technik erkennbar sind. Hauseigentümer und Planer profitieren somit von einer breiten Gestaltungsvielfalt und hohen Energieerträgen.

Ein neues Leuchtturmprojekt

Das Mehrfamilienhaus Hofwiesen-/Rothstrasse am Schaffhauserplatz in Zürich verdeutlicht eine gelungene Gebäudesanierung mit farbigen Photovoltaikmodulen. Das öffentlich geförderte Pilot- und Demonstrationsprojekt wurde als Wohnhaus mit innovativer, energieproduzierender Glasfassade von Viridén + Partner geplant. Zur Förderung innovativer Technologien und Lösungen aus dem Cleantech-Bereich wird es vom Bundesamt für Energie zudem als Leuchtturmprojekt unterstützt.

Das Mehrfamilienhaus mit 30 Wohn- und Büroeinheiten erhielt zwei zusätzliche Geschosse in Holzelementbauweise. Der bestehende, vierstöckige Gebäudebereich ist in Massivbauweise gefertigt. Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe erzeugt die Heizenergie für das Gebäude. Ein zentrales Lüftungsgerät übernimmt den Luftaustausch in den Wohnungen. Durch die erneuerte Gebäudehülle mit optimaler Wärmedämmung konnte der Heizenergiebedarf um 88 Prozent reduziert werden. Statt bisher 107 kWh/m2 erreicht dieser nach dem Umbau lediglich 13 kWh/m2.

Bild: Viridén + Partner AGBild: Viridén + Partner AG

Das Gebäude in der Hofwiesen-/Rothstrasse vor dem Umbau und die Visualisierung des fertigen Gebäudes.


Bild: Morris Breunig

Breite Wirkung erzielen

Die Fassadenmodule mit monokristallinen Zellen sind durch den matten, grau-grünen Farbton in ihrer energieerzeugenden Funktion nicht zu erkennen. Das als Plusenergiegebäude konzipierte Wohnhaus fügt sich somit harmonisch in das Umfeld ein. „Die Photovoltaikanlage sollte als herkömmliche Fassade und weniger als Energieproduzent wahrgenommen werden. Erst dadurch kann eine breite Wirkung erzielt werden“, begründet Architekt Karl Viridén die Fassadengestaltung. Laut den Planungswerten erzielt das Gebäude eine positive jährliche Energiebilanz. Der Überschuss von rund 20 Prozent wird in das Stromnetz der ewz eingespeist. Vorwiegend soll die produzierte Solarenergie jedoch direkt oder nach Zwischenspeicherung über einen Elektrospeicher am Gebäude genutzt werden. Von der fassadenintegrierten Photovoltaikanlage, die mit einer Leistung von 150 kWp arbeitet, werden aufgrund der Einstrahlwinkel über den Jahresverlauf gleichmässige Erträge erwartet. Die Module auf dem Dach werden hingegen im Sommer die höchsten Erträge erzielen. „Die Funktionsfähigkeit der einzelnen Module kann jederzeit überprüft werden“, erklärt Kurt Diethelm von der Diethelm Fassadenbau AG. Fehlerhafte Module können demnach auf einfache Weise ausgetauscht werden. „Zukünftig soll eine aktive Glasfassade kostengünstiger sein als eine herkömmliche Fassade“, erklärt der Architekt mit Blick auf weitere Projekte und unter Berücksichtigung des produzierten PV-Stromes. Zugleich erhofft er sich damit eine erhöhte Bereitschaft bei den Bauherrschaften zum Einbau energieerzeugender Gebäudeelemente.

Ab Juli sind die energieerzeugenden, farbigen Fassadenelemente in Betrieb. Während die Wohnungen ab September 2016 bezugsbereit sind, soll die Praxisanalyse der Gebäudeerneuerung noch bis 2018 andauern.

Bild: Morris Breunig

Neben der fassadenintegrierten Photovoltaikanlage produziert eine PV-Anlage auf dem Dach zusätzlich Strom. Die Fassadenmodule mit den monokristallinen Zellen, im oberen Bild, sind durch den matten, grau-grünen Farbton in ihrer energieerzeugenden Funktion nicht zu erkennen.

Vorzeigeobjekt

Zu den Vorzeigeobjekten gehört das 2014 eröffnete Swiss Tech Convention Center in Lausanne. Den Neubau auf dem Campus der ETHL plante das Architekturbüro Richter Dahl Rocha et Associés architectes SA. Die transparenten Solarzellen an der Südfassade basieren auf einer Entwicklung von Michael Grätzel und produzieren Energie mittels natürlicher Photosynthese. Farbstoffmoleküle wandeln das absorbierte Licht in Energie um.

Bild: SolaronixBild: Solaronix

Die Südfassade des Swiss Tech Convention Center in Lausanne enthält transparente Farbstoffsolarzellen zur Energieerzeugung.

Innovation in weiss

Bild: CSEM

Die weltweit ersten weissen Solarmodule gibt es seit Ende 2014. Um die Photovoltaiktechnik besser in das Gebäude zu integrieren und den Planern mehr Möglichkeiten zu bieten, entstand von CSEM die Alternative zu herkömmlichen blau-schwarzen Modulen. Zudem ergeben sich damit konstruktive Vorteile. Weisse Solarzellen heizen sich weniger auf und arbeiten mit etwa 20 bis 30 Grad tieferen Temperaturen. Deshalb können die Elemente ohne Hinterlüftung in das Gebäude integriert werden.

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