Multiface

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung und Erforschung einer multifunktionalen Fassade für Neubau und Sanierung von Skelettbauweisen, die hohen architektonischen Ansprüchen genügten und gleichzeitig einen hochwirksamen Energiespeicher und Wärmeüberträger darstellen. Dieser Speicher ermöglicht die optimierte Nutzung erneuerbarer Energien und stellt somit einen wichtigen Baustein zur Erreichung der Klimaschutzziele im Gebäudebereich dar. Zusätzlich kann über die Fassade auch der angrenzende Raum gekühlt werden, sodass eine Vorkonditionierung möglich ist und durch den reduzierten Einsatz von Kompressions-Kältemaschinen ein weiterer Beitrag zum Klimaschutz geleistet wird. 

Neben den hierfür nötigen energetischen Untersuchungen sind unter anderem Untersuchungen zum Tragverhalten der filigranen basaltfaserbewehrten Fassadenelemente aus Feinkornbeton und der Fassadenverankerung mit einem basaltfaserverstärkten Kunststoff geplant.

Architektonische Aufgabe im Projekt war die baukonstruktive Mitentwicklung des Elementes und die Erstellung einer Gebäude- und Bauelementtypologie für den Einsatz der multifunktionalen Fassadenelemente. 

Dabei werden Kategorien für die Marktfähigkeit und die Normungskonformität hinsichtlich der allgemein geltenden Regeln der Technik aufgestellt, die wiederum Grundlage für die Endentwicklung des Bauelementes darstellen. LHR unterstützt bei den Projektarbeiten hinsichtlich architektonischer und planerischer Aspekte und betreibt als Fachplaner die Marktpositionierung des Gesamtsystems in Vernetzung mit dem Baugewerbe und der Bauindustrie. Darüber hinaus wird ein Pop-up-Modell entwickelt, mit dem die Vorteile des Panels der breiten Öffentlichkeit vorgestellt werden können.

Methodik

Neben der mechanischen Laborprüfung der Fassade wird diese thermisch in TRNSYS® und MatLab® simuliert, um sowohl das strukturelle als auch das thermische Verhalten dieser multifunktionalen Fassade zu bewerten. Um die thermischen und mechanischen Simulationen sowie Kleinversuche zu validieren, wird eine multifunktionale Fassade am Demonstrator „SmallHouse IV“ auf dem Campus der TU Kaiserslautern eingebaut und im Realbetrieb untersucht. Die multifunktionale Fassade wird in Kombination mit einer Wärmepumpe und einem Solarthermie Kollektor im netzdienlichen Betrieb getestet, um das Verhalten dieser Fassade zu bewerten. 

Überführung in den Bestand

Mit Hilfe einer ökonomischen und ökologischen Analyse wird der Aufbau der Fassade weiter optimiert. Hierdurch soll zum einen der ökologische Nutzen der Fassade und zum anderen die ökonomische Umsetzbarkeit verbessert werden. Somit soll die Überführung in die Baupraxis beschleunigt werden.

Ausblick

Nach den Simulationen und den experimentellen Tests wird ein optimales Design dieses nachhaltigen multifunktionalen Bauteils für den zeitnahen Einsatz in der Bauindustrie entstehen, sodass eine energieeffiziente Beheizung und Kühlung der Räume ermöglicht wird. Aufgrund des modularen Aufbaus und der recycelbaren Komponenten wird eine hohe Recyclingquote (Ziel > 90%) sichergestellt.