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„ArKol“ bringt die Energiewände

Im südhessischen Ober-Ramstadt läuft derzeit ein interessanter Versuch: Unter dem Projektnamen „ArKol“ werden an einer Gebäudefassade des Baufarben- und Dämmsystem-Herstellers DAW SE neu entwickelte solarthermische Streifenkollektoren auf ihre Alltagstauglichkeit geprüft.

Fertige Montage
Gestaltung und Energiegewinnung im Einklang: Die energetisch aktivierten Fassadenkollektoren lassen sich mit Capapor-Fassadenprofilen von Caparol kombinieren. (Abb.: DAW SE/Caparol, Karim Donath)

„ArKol“ steht für „Architektonisch hoch integrierte Fassaden-Kollektoren“. An diesem Forschungsprojekt unter Leitung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE sind neben der DAW SE, auch das Priedemann Facade-Lab, das Borderstep-Institut für Innovation und Nachhaltigkeit, das Kompetenzzentrum Ausbau und Fassade sowie das Institut für Baukonstruktion Lehrstuhl 2 (IBK2) der Universität Stuttgart beteiligt. Gefördert wird dieses Vorhaben durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.

Die neuen Streifenkollektoren für Fassaden bieten gegenüber der bekannteren solarthermischen Nutzung von Dachflächen eine Reihe von Vorteilen. Sollen die Kollektoren die Heizung unterstützen passt das Einstrahlungsprofil besser zum tatsächlichen Energieverbrauch. Im Winter, wenn die Sonne niedriger steht und die Fassade dadurch in einem günstigeren Winkel angestrahlt wird als das Dach, können Fassadenkollektoren mehr Sonnenlicht eingefangen. Dieser zusätzliche Wärmeertrag wird für zum Heizen genutzt.

Montage Solarkolletoren
Bauphase: Die Montage der Solarkollektoren gelingt einfach durch Einhängen in die Agraffenprofile. (Abb.: DAW SE, Karim Donath)

Im Sommer wiederum ist der Bedarf an Wärme deutlich verringert, Solarkollektoren werden im Wesentlichen für die Trinkwarmwassererwärmung genutzt. Auf dem Dach platziert erzeugen sie jetzt zwar jede Menge Wärme, aber der erzeugte überschüssige Ertrag kann nicht genutzt werden. Die Kollektoren heizen sich stark auf und es ergibt sich eine starke Belastung des Materials und des Solarfluids. Demgegenüber unterliegen Fassadenkollektoren im Sommer durch die geringere Sonneneinstrahlung an der Wand einer geringeren Materialbelastung als auf dem Dach, was eine längere Lebensdauer ermöglicht.

Günstig für den U-Wert

Vor allem im urbanen Raum steht an Fassaden von hohen Gebäuden oft wesentlich mehr Fläche zur Verfügung als auf Dächern. Das Flächenpotenzial für die Wärmegewinnung ist also um ein Vielfaches höher als bei Dachkollektoren. Auch hinsichtlich der Energieeinsparverordnung (EnEV) sind Fassadenkollektoren für Planer, Architekten und Bauherren interessant: Da sich bei Gebäuden die Erträge regenerativer Energien mit der Primärenergiebilanz verrechnen lassen, ermöglichen diese Kollektoren den Einsatz geringerer Dämmstoffstärken bei der Wärmedämmung für gleichwertige Dämmungseffekte (sogenannte „U-Werte“). Außerdem entfällt der oftmals nicht gewollte „Schießscharteneffekt“ durch den Einsatz voluminöser Dämmmaterialien. Das ist jedoch nicht der einzige gestalterische Mehrwert. Denn im Gegensatz zu bisherigen Kollektoren bieten die vergleichsweise leicht montierbaren Streifenkollektoren eine hohe Flexibilität hinsichtlich Größe, Farbe, Abstand, Anzahl und Ausrichtung an der Fassade.

Und so funktioniert‘s

Am Demonstrationsobjekt in Ober-Ramstadt wurden die von Firma Wagner Solar gefertigten Streifenkollektoren an einer Unterkonstruktion einer vorgehängten hinterlüfteten Fassade (VHF) befestigt. Ganz ohne komplizierte Hydraulik und mit vielen Möglichkeiten der Anordnung. Eine geeignete Unterkonstruktion lässt sich sowohl an Neubauten wie etwa auch problemlos im Rahmen einer Sanierung installieren, und vor allem auch mit Wärmedämm-Verbundsystem-Fassaden kombinieren. Die schlanken, streifenförmigen Kollektoren selbst werden anschließend „trocken“ mit einem Sammelkanal, der gleichzeitig als Montageschiene fungiert, verbunden. Die gewonnene Wärme innerhalb des Kollektors wird dabei über Wärmerohre (sogenannte „Heatpipes“) zur Seite transportiert und über die verschraubte Anschlussstelle an den Sammelkanal übertragen. Auf der ArKol-Website finden Sie weitere Informationen zu Fassadenkollektoren.