Innovationen für energieeffiziente Gebäudehüllen Thematische Einführung

Transkript

1 Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.v. Innovationen für energieeffiziente Gebäudehüllen Thematische Einführung Hans-Peter Ebert

2 Petajoule Energiekonzept der Bundesregierung -50% *) 60% Bis % Reduktion der Treibhausgasemissionen Energiebereitstellung 2013 Energienutzung Ziel 2050 Energienutzung 2013 *) in Bezug auf 2008

3 Energiebedarf nach Anwendungsbereichen 2013 insgesamt PJ Die energetische Qualität der Gebäudehülle ist für den Umfang des Raumwärmebedarfs wesentlich. AG Energiebilanzen, BDEW

4 VERSCHIEDENE UMGEBUNGEN EIN ANSPRUCH Temperatur Licht Luft

5 spez. Energiebedarf [kwh/m²/a] ENERGIEBEDARF IN GEBÄUDEN Altbau Passivhaus Sowohl bei den Verlusten als bei den Gewinnen spielt die Fassade eine herausragende Rolle.

6 AUFGABEN EINER GEBÄUDEHÜLLE Energie Gebäudehülle Strom Wärme Licht Außenkontakt Luft Schutzfunktion: Wind Wasser Feuer Privatsphäre Informationen Botschaften Eigenschaften: stabil, ökologisch ökonomisch ästhetisch

7 GEBÄUDEHÜLLEN BEISPIELE HHS Planer +Architekten AG, Kassel Promontorio Architects / FG+SG Ateliers Jean Nouvel

8 WÄRMEDÄMMUNG Korkplatten Luft Evonik Schaumglas Baumwolle EPS-Schaum Faserdämmstoffe PUR-Schaum Mikroporöse Dämmstoffe Aerogele VIP 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 Wärmeleitfähigkeit [W/(mK)]

9 CHANCEN Einsatz von Vakuumisolationspaneelen Einsatz von Aerogel-Dämmplatten AGITEC AG Photos : Probatima Sàrl, Jacqueline Mingard

10 VAKUUMISOLIERGLAS

11 PTFE MEMBRANEN IN DER TEXTILEN ARCHITEKTUR SSF Ingenieure

12 TAGESLICHTNUTZUNG

13 TAGESLICHTNUTZUNG

14 TAGESLICHTNUTZUNG

15 WIE ANPASSUNGSFÄHIG SIND UNSERE FASSADEN? ADAPTIVE FASSADEN

16 WAS VERBINDET MAN MIT ADAPTIV? Norbert Sdunzik

17 WAS VERBINDET MAN MIT ADAPTIV? sensitiv smart intelligent interaktiv anpassungsfähig innovativ flexibel agil beweglich wandlungsfähig aktiv schaltbar fortschrittlich

18 WAS VERBINDET MAN MIT ADAPTIV?

19 WAS VERBINDET MAN MIT ADAPTIV? Ateliers Jean Nouvel Mechanische Defekte Roel Loonen

20 WAS VERBINDET MAN MIT ADAPTIV? HygroSkin Meteorosensitive Pavilion Institute for Computational Design, University of Stuttgart, Germany

21 DAS PRINZIP DER SCHALTBAREN WÄRMEDÄMMUNG

22 MONATLICHE SOLARE EINSTRAHLUNG Jahresverlauf der solaren Einstrahlung Fassade Südseite Vorteile der SWD: 200 monatliche solare Einstrahlung Globalstrahlung i / kwh/m² Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Monat nutzbarer Wärmeeintrag im Winter und in der Übergangszeit Minimierung des Wärmeeintrags im Sommer

23 EINSATZ DER SCHALTBAREN WÄRMEDÄMMUNG H 2 im Getter (p H mbar): Absorber Effektive thermische Dämmung (z.b. U = 0.2 W/(m² K)) wärmedämmend falls keine solare Einstrahlung im Winter oder kein Wärmebedarf im Sommer Glasplatte schaltbare Wärmedämmung massive Wand (Wärmespeicher) H 2 im Paneel (p H2 50 mbar): Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit um den Faktor 50 (z.b. U = 10 W/(m² K)) wärmeleitend bei solarer Einstrahlung und Wärmebedarf im Winter Energiebedarf: Ausheizen des Getters zum Freisetzen des Wasserstoffs benötigt 5 W/m²

24 THERMISCHES VERHALTEN EIN SWD IN DER PRAXIS Temperatur [ C] A: Absorber B: Rückseite SWD C: Außenwand D: Innenwand 0 SWD Zeit [Tage] im Januar 2000

25 SCHALTBARE VERGLASUNGEN EControl-Glas GmbH & Co. KG

26 OPTISCHES SCHALTEN ZUR VARIATION DES TRANSMISSIONSGRADES Realisierung des Schaltvorgangs transparent-opak mittels Adsorption von Flüssigkeiten oder Gasen. Charakteristische Kenngrößen optisch schaltbarer Materialien: Transmissionsgrad im transparenten Zustand (> 0,9) Schalthub des Transmissionsgrades (> 40 %) Schaltgeschwindigkeit (Minuten bis Stunden) Homogenität des Erscheinungsbilds

27 GEBÄUDEHÜLLEN ALS ANTWORT AUF DIE KLIMAERWÄRMUNG Kurzbericht Der Klimawandel in Bayern für den Zeitraum

28 GEBÄUDEHÜLLEN ALS ANTWORT AUF DIE KLIMAERWÄRMUNG BEISPIEL FASSADENBEGRÜNUNG Fassadenbegrünung weist folgende positive Eigenschaften auf: Verbesserung der Wärmedämmung Kühlwirkung durch Verdunstung Feuchteproduktion durch Verdunstung Snoeziesterre Bosco Verticale - grüne Hochhäuser in Mailand Fassade des Musée du Quai Branly in Paris

29 ZUSAMMENFASSUNG Effizienzsteigerung bei Gebäuden wichtiger Faktor zur Erreichung der klimapolitischen Zielen. Wichtig ist das Verständnis: Material Komponente System Gebäudehüllen können zusätzliche Funktionen übernehmen Vorstellung verschiedener FuE-Ansätze

30 Gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages unter den Förderkennzeichen 03ET1061A und administrativ betreut vom Projektträger Jülich (PTJ).