Smarte Fassade mit Energiespareffekt

Smarte Fassade mit Energiespareffekt

Herausforderung

Gebäude verbrauchen fast 40 Prozent der gesamten Energie in Deutschland. Vor allem das Heizen, Kühlen und Lüften von Wohnhäusern, Büroimmobilien und öffentlichen Bauten ist sehr kostenintensiv. Besonders Gebäude mit großen Glasfassaden verschwenden viel Energie. Im Rahmen der BMBF-Zwanzig20-Innovationsinitiative »smart³« entwickelten Forscher des Fraunhofer IWU gemeinsam mit dem Fachgebiet Textil- und Flächendesign der Weißensee Kunsthochschule Berlin Fassadenkomponenten, die auf Sonneneinstrahlung reagieren. Dadurch senken sie den Energieverbrauch deutlich.

Lösung

Zur Steuerung des Fassadenelements wird nur die Wärmeenergie der Sonne genutzt. Der Demonstrator »Solar Curtain« basiert auf dem Entwurf einer Designstudentin. Er besteht aus einer Matrix mit 72 textilen Bauteilen, die wie Blüten aussehen. In diese Module sind Formgedächtnisaktoren integriert. Dabei handelt es sich um dünne, 80 Millimeter lange Drähte aus Nickel-Titan-Legierung. Sie erinnern sich an ihre Ausgangsform, sobald sie erhitzt werden.

Trifft Sonnenlicht auf die Fassade, erwärmen sich die Drähte. Sie ziehen sich zusammen und öffnen die textilen Komponenten. Auf diese Weise schließen sich die offenen Flächen, sodass das Sonnenlicht nicht in den Raum eindringen kann. Verschwindet die Sonne jedoch hinter Wolken, entspannen sich die Drähte wieder. Die Module schließen sich und die Fassade wird erneut transparent.

Dieser Effekt entsteht durch eine besondere Gitteranordnung im Werkstoff. Verbiegt man den Draht und erwärmt ihn anschließend, nimmt er seine ursprüngliche Form wieder ein.

Man kann sich das Fassadenelement wie eine Membran vorstellen, die sich flexibel den Tages- und Jahreszeiten anpasst. Es bietet dadurch für jeden Sonnenstand die optimale Verschattung.

Gestaltung und Einsatzmöglichkeiten

Der für große Glasflächen entwickelte Sonnenschutz lässt sich problemlos nachinstallieren. Außerdem bietet er vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten. Muster, Geometrie, Farbe und Reaktionstemperatur der Module sind variabel. Einzelne Bereiche können individuell verschattet werden. Dank des modularen Aufbaus passt sich »Solar Curtain« sogar an gekrümmte Glasflächen an. Deshalb bleibt das Design unabhängig von der Gebäudeform.