Thermocollect - Aktive Energiefassade mit direkter Nutzung der Sonnenstrahlung zur Gebäudetemperierung
Mit Hilfe des Thermocollect Energie-Fassadensystems kann die Energie, die durch die Sonneneinstrahlung an den Hauswänden entsteht, genutzt werden. Die Lösung liegt dabei in einem mechanisch aktiven System, das selektiv den Wärmeeintrag in die Wand ermöglicht, und bei Bedarf auch dämmt oder kühlt.
Title and Synopsis
The new Thermocollect Energy-Facade System allows to utilize the solar radiation that hits the facade on a on-demand-basis. The system works with a mechanically active mechanism which selectively gathers the solar radiation and additionally can be used as a cooling and heating system according to the local requirements.
Beschreibung
Status
laufend
Kurzfassung
Ausgangssituation/Motivation
Insbesondere ältere Gebäude, z.B. jene der 20er bis 70er Jahre, die einen großen Teil der österreichischen Bausubstanz ausmachen, besitzen massive Wände mit hoher Wärmeleitfähigkeit und hoher Speicherkapazität. Sie werden nach bisherigen Maßstäben als energetisch problematisch beurteilt. Hier geht der Großteil der Energie verloren. Diese Mauern bieten aber ein großes Potential, das es zu nutzen gilt.
Konventionelle Wärmedämmung geht davon aus, dass innen genügend Wärme vorhanden ist, wenn man sie nur daran hindert abzufließen. Das Projektteam beschreitet einen anderen Weg:
Die Sonne strahlt während der Heizperiode im Mittel täglich über 1900Wh/m2 Energie an die Wand. Das ist das Vielfache des Heizbedarfs eines modernen Gebäudes. Thermocollect holt diese Energie ins Gebäude. Die optimale Lösung liegt in einem mechanisch aktiven System, das selektiv den Wärmeeintrag in die Wand ermöglicht aber bei Bedarf auch hoch dämmend wirkt.
Inhalte und Zielsetzungen
Das patentierte Thermocollect Energie-Fassadensystem übernimmt sowohl die Klimatisierung als auch die Außengestaltung des Gebäudes. Die Isolierung wird hier nicht an die Wand „geklebt“, sondern in Form von beweglichen Paneelen ausgeführt. Alle erforderlichen Antriebs-, Umlenkungs- und Steuerungselemente sind in das System integriert und funktionieren vollautomatisch.
Die "alte" Außenseite des Mauerwerks wird wärmeabsorbierend beschichtet. Die Außenfläche der Paneele stellt nun die sichtbare Hauswand dar und kann frei gestaltet werden. Ca. 85% der Zeit bleibt das Paneelsystem in geschlossenem Zustand und ist so kaum als solches zu erkennen. Im geöffneten Zustand richtet es sich durch ein eigens entwickeltes Steuerungssystem selbständig nach der Sonne aus und erscheint als modern ansprechende Solararchitektur.
Methodische Vorgehensweise
Das gegenständliche Projekt ist einer der Bausteine auf dem Weg zur Industrialisierung. In diesem Baustein soll die funktionelle Entwicklung weitestgehend abgeschlossen werden, die relevanten Daten aufbereitet und die Ausgangssituation für die Serien- und Investitionsphase geschaffen werden. Hierzu ist die Erprobung einer Echt-Installation erforderlich, die funktionell einen relevanten Stand aufweist und konkret „erlebbare“ Ergebnisse liefern wird. Je nachdem, wie erfolgreich das System diese Erprobung durchläuft, sind noch einige Nacharbeiten und Optimierungen zum Abschluss dieser Phase zu erwarten. Parallel dazu sind in Abstimmung mit einem Architekten als Kooperationspartner bauliche und gestalterische Auslegungen und Sichten in die Bauteile hinein zu entwickeln.
Erwartete Ergebnisse
Die bisher erzielten Messergebnisse, die den Berechnungsstand bestätigten, weisen eine Reduktion der Heizgradtage von ca. 85% aus.
Die Ergebnisse weisen von der Variation der verfügbaren Einstrahlung und dem Wandbildner abhängige standortbedingte Schwankungen auf.
Eine beispielhafte Simulation einer Sanierung ergab eine Verbesserung des U-Werts der Mauer von 0,98 W/m²K auf minus 0,23 W/m²K. Der Verlust wird negativ. Der Wärmestrom kehrt sich um und wird zum Energiegewinn.
Geht man von einem Heizwärmebedarf für ein nicht saniertes Wohnhaus (je Wohneinheit) von ca. 30.000kWh/anno aus, kann man annehmen, dass sich ca. 20%, oder in Zahlen 26.000 der gesamten sanierungsbedürftigen Gebäude alleine in Österreich für das System Thermocollect eignen. Mit einer 80%igen Reduktion der Heizgradtage, ergeben sich grob gerechnet - bei einem Öl/Gas Verbrauchsmix von 2/1 - ca. 166.000 Tonnen CO2Einsparung jährlich, alleine in Österreich.
Vergleichbare Potentiale im Neubau, die zusätzliche Kühlfunktion im Sommer und der erhöhte Wohnkomfort durch Wandheizungseffekt sind hier noch nicht berücksichtigt.
Mit einem attraktiven, wettbewerbsfähigen Preis kann mit einer schnellen Verbreitung des Systems gerechnet werden. Ein schneller Return on Investment (ROI) durch die hohe Heizkosteneinsparung und zusätzlich eine spürbare Verbesserung des Wohnkomforts erhöhen das Kaufinteresse.
Projektbeteiligte
ProjektleiterIn
DI Rudolf Schwarzmayr
Projekt- bzw. KooperationspartnerInnen
Thermocollect Team u Partner:
- DI Rudolf Schwarzmayr, Eberhardg 3/6, 2700 Wr. Neustadt
- DI Andreas Zieger, Hofstätten 163, 8321 Hofstätten a.d. Raab
- DI Steffen Evers, Savenauweg 6/2, 8042 Graz
- Gerhard Schmitzberger, Ing. Martin Schmitzberger, Burgstall 2, 4952 Weng
- LBT Schöftner Technik GmbH, Humerstraße 41, 4063 Hörsching
Konsortialpartner:
- Mag. Arch DI(FH) Rudolf Berger, Architekturbüro
Kontaktadresse
DI Rudolf Schwarzmayr
Nonsbach 10a, A-4983 St. Georgen
Tel.: +43 650 4234412
E-Mail: rs@thermocollect.at
Web: www.thermocollect.at
