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F!!! Plug & Play auf dem Bau: Entwicklung von multifunktionalen Fassaden im K-Projekt MPPF unter der Federführung der Firma FIBAG und der TU Graz

von


Wolfgang Streicher, Mario J. Müller

Institut für Wärmetechnik


Wolfgang Streicher
Wolfgang Streicher

Mario J. Müller
Mario J. Müller


Wolfgang Streicher beschäftigt sich seit 1986 mit den Themen Erneuerbare Energie und rationelle Energienutzung sowie seit 1998 mit energieeffizienten Gebäuden. Er leitet die Arbeitsgruppe Energieeffiziente Gebäude am Institut für Wärmetechnik und den Forschungsschwerpunkt "Integrierte Gebäudeentwicklung" an der TU Graz.

Mario J. Müller ist Vorstand des Hans Höllwart-Forschungszentrum für integrales Bauwesen AG/Stallhofen (FIBAG). Die FIBAG untersucht u. a. Großfassadensysteme in Verbindung mit Haustechnik und Gebäudeleitsystemen.


© Forschungsjournal 2008/12



Viele größere Gebäude werden heute in Stahlskelettstruktur mit anschließender Beplankung durch vorgefertigte Fassadenelemente meistens pro Rastermaß und Stockwerk gebaut. Diese Elemente beinhalten normalerweise Fenster und Wärmedämmung (fallweise auch Verschattungssysteme) und sind für die Erfordernisse der Bauphysik (Akustik, Brandschutz, Feuchtetransport,Belichtung) ausgelegt.

Im k-Projekt MULTIFUNCTIONAL PLUG & PLAY FACADE (MPPF) des österreichischen COMET Programms werden diese Fassadenelementemodulmäßig um die Funktionen Haustechnik (innovative Verschattungssysteme, Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik, Elektro- und ITInstallationen (BUS System), Beleuchtung und EMV-Verträglichkeit) erweitert werden. Zudem sollen möglichst nachhaltige Werkstoffe verwendet werden.

vorgefertigter Fassadenelemente
Beispiele der Montage vorgefertigter Fassadenelemente

Mit solchen Fassadentypen sind Innenraumstrukturen flexibel veränderbar. Durch den hohen Vorfertigungsgrad halten sich die zusätzlichen Investitionskosten für die Fassade in Grenzen. Diese Mehrkosten können dann leicht durch den verringerten Innenausbau und die Einsparung an Geschoßhöhe (Wegfall von abgehängten Decken) wettgemacht werden.


Im Altbau ermöglichen multifunktionelle Fassaden die Sanierung der Gebäude von "außen", ohne dass die Benutzer das Haus verlassen müssten. Die Fassade hat eine hohe Wärmedämmung, Fenster bleiben an der gleichen Position und die Speichermassen der alten Fassade stehen dem Gebäude innen zur Dämpfung von Temperaturschwankungen und besonders der sommerlichen Überwärmung zur Verfügung. Die Wohnfläche bleibt gleich.


Wesentliche Charakteristika für die Technologieplattform MPPF sind: n alle für die Fassade relevanten Technologien, Produkte und Anwendungen sollen in sich vereint werden (d.h. neben modernsten Profil-, Glas-, Plattensystemen und hochwertiger Wärmedämmung sind auch die Beschattung, die natürliche Lichtlenkung, die Heizungs-, Klima und Lüftungstechnik, die Energiegewinnung durch Solarthermie und Photovoltaik sowie die Steuer- und Regelungstechnik bzw. Automatisierungstechnik integriert) n die Energiekennwerte sollen den neuesten europäischen Richtlinien zumindest entsprechen und somit die Umsetzung von Umweltschutzmaßnahmen im Gebäudebereich unterstützen sowie ein optimales Wohlbefinden für den Nutzer garantieren (Temperatur, Tageslicht- und Frischluftzufuhr, Luftfeuchtigkeit, etc.) n die Produkte sollen in einer industriellen Umgebung (vor-)gefertigt werden können und somit auch für den Export geeignet sein.


Um das Projektziel zu erreichen, werden prinzipiell neue Varianten von Fassadensystemen entwickelt, simuliert und über Prototypen evaluiert. Im Besonderen steht die Weiterentwicklung von Einzeltechnologien und -produkten im Bereich Solarthermie, Photovoltaik, HVAC und Steuer- und Regelungstechnik für den optimalen Fassadeneinsatz im Vordergrund. Parallel dazu erfolgt die grundlegende Entwicklung eines Gesamtkonzepts für ein integriertes Modulsystem, das als Plug&Play-Anwendung für Neubauten und Renovierungsvorhaben geeignet ist. Hierfür sind viele Fragestellungen wie z.B. Wärmeschutz, Energieeffizienz, Feuchtetransport, Akustik, Brandschutz, Systemkoppelungen, Wartungsmöglichkeit etc. zu lösen.

Prinzipskizze Photovoltaik
Abb. 2: Prinzipskizze für die Einbindung der Funktionen Photovoltaik mit Verschattung (links), Solarthermie (Mitte) und HVAC (rechts)


Auf wissenschaftlicher Seite sind drei Partner in das Projekt integriert (TU Graz mit den Instituten Wärmetechnik, Hochbau und Bauphysik, Materialprüfung und Baustofftechnologie und elektrische Anlagen, Arsenal Research, TU Wien), auf Unternehmensseite finden sich elf Partner verschiedenster Größenordnungen (FIBAG, SFL Metallbau GmbH, Pagitz Metalltechnik GmbH, GREENoneTEC, Sonnenkraft-Österreich, Saubermacher Dienstleistungs AG, Ertl-Glas AG, Isovolta AG, RESI Informatik & Automation GmbH, SLS Praun & Gerstman GmbH, pgg blueberg engineering GmbH). Alle oben erwähnten zu integrierenden Technologien und Produkte sind durch dieses Konsortium abgedeckt.


Der Hauptstandort des Projektes befindet sich im Hans Höllwart-Forschungszentrum für integrales Bauwesen AG (kurz FIBAG) in Stallhofen (Stmk) sowie an der TU Graz (Institut für Wärmetechnik). Die Konsortialführerschaft obliegt der FIBAG, die wissenschaftliche Leitung dem Institut für Wärmetechnik der TU Graz.

Für die an sich nicht sehr innovative Bauindustrie bietet das Projekt die einzigartige Gelegenheit, die Innovationsrate signifikant zu steigern und F&E strategisch zu verfolgen.