Schaltbarer Wärmeschutz für die adaptive Gebäudehülle

Eine adaptive Gebäudehülle soll dafür sorgen, dass ein Gebäude von Sonne und Außenklima profitiert und möglichst wenig externe Energie benötigt.

Dafür reicht es nicht, die Fassade dauerhaft in einen einzigen Zustand zu versetzen. Sie muss ihre Funktion verändern können – abhängig von Jahreszeit, Tageszeit und Witterung.

Die massive Wand als Wärmespeicher

Die Grundlage bildet eine massive Bestandswand. Ihre äußere Oberfläche wird dunkel ausgeführt, damit sie solare Strahlung aufnehmen und in Wärme umwandeln kann.

Trifft im Winter Sonne auf diese Absorberfläche, erwärmt sich die Wand. Die aufgenommene Energie wird in der Gebäudemasse gespeichert und zeitversetzt wieder abgegeben.

Damit wird die Wand nicht nur zum tragenden Bauteil, sondern auch zu einem vorhandenen thermischen Speicher.

Eine zweite Ebene vor der Fassade

Vor der Wand befindet sich eine äußere Abdeckung. Diese kann transparent oder teiltransparent ausgeführt werden. In der dargestellten Variante übernimmt eine Photovoltaikfassade diese Funktion.

Zwischen Bestandswand und äußerer Abdeckung entsteht ein geschützter Fassadenzwischenraum. In diesem Bereich wird das Folienverbundsystem – kurz FVS – angeordnet.

Das FVS bildet bei Bedarf mehrere ruhende Luftkammern mit reflektierenden Oberflächen. Dadurch entsteht ein leichter, schaltbarer Wärmeschutz, der vollständig geöffnet oder geschlossen werden kann.

Im Winter Sonne nutzen und Wärme halten

Bei Wintersonne bleibt das FVS geöffnet. Die Sonnenstrahlung erreicht die dunkle Wandoberfläche und erwärmt die massive Gebäudesubstanz.

Wenn die Sonne verschwindet und die Außentemperatur sinkt, wird das FVS geschlossen. Die neu gebildeten Luftkammern reduzieren den Wärmeverlust nach außen.

Die Fassade kann damit zunächst solare Wärme aufnehmen und sie anschließend im Gebäude halten.

Im Sommer Hitze bremsen und nachts abkühlen

Im Sommer arbeitet das System in der entgegengesetzten Richtung.

Tagsüber bleibt das FVS geschlossen und schützt die massive Wand vor einem starken solaren Wärmeeintrag. Die Gebäudemasse soll sich möglichst wenig aufheizen.

Nachts kann das FVS wieder geöffnet werden. Die Wand erhält Kontakt zur kühleren Außenluft und kann gespeicherte Wärme nach außen abgeben.

Wärmeschutz wird schaltbar

Der entscheidende Unterschied zu einer statisch gedämmten Fassade liegt nicht nur im Dämmwert, sondern in der zeitlichen Steuerung.

Die Gebäudehülle kann Sonnenenergie aufnehmen, wenn sie nützlich ist. Sie kann Wärme halten, wenn sie gebraucht wird. Und sie kann den Wärmeeintrag begrenzen oder eine Abkühlung ermöglichen, wenn die Bedingungen sich ändern.

So wird aus einer dauerhaft passiven Fassade eine adaptive Gebäudehülle mit schaltbarem Wärmeschutz.