Prosumenten-Lösungen für denkmalgeschützte Gebäude auf Basis von BIPV

Im Projekt »HeriSol« werden denkmalgeschützte Gebäude von reinen Energie-Konsumenten in -Prosumenten transformiert. Drei reale Demonstratoren zeigen Planerinnen, Architekten, Denkmalpflegern und Gebäudenutzenden, wie eine solche Transformation gelingen kann und wie farbige bauwerkintegrierte Photovoltaik (BIPV) mit MorphoColor®-Technologie, biogene Wärmedämmung und Mikrowärmepumpen mit Peltierelementen dazu beitragen können. Digitale Werkzeuge wie BIM, digitale Zwillinge, WLCA (whole life carbon assessment), PV-Simulationen und -Visualisierung sowie Living Labs unterstützen die Planung mit dem Ziel einer architektonischen, rechtlichen und sozialen Integration.

Ausgangslage

Der Gebäudebestand trägt signifikant zu Europas Treibhausgasemissionen bei. Denkmalgeschützte Gebäude machen nur einen kleinen Teil des Bestands aus und sind, hinsichtlich der grauen Energie, durch ihre lange Nutzungsdauer vorbildlich. Viele Eigentümerinnen und Bewohner wünschen sich jedoch Möglichkeiten zur Reduktion der Treibhausgasemissionen aus dem Betrieb und gleichzeitig auch der Energiekosten. Aufgrund der Notwendigkeit denkmalgerechter Lösungen ist die Umsetzung von technischen Einsparmaßnahmen jedoch eine Herausforderung. Hier setzt das Projekt »HeriSol« mit der Erarbeitung technischer Lösungen, passender Planungsunterstützung und Ansätzen zur Einbindung aller relevanten Akteure an. Die Lösungen sind zudem auf nicht-denkmalgeschützte Gebäude übertragbar.

Ziel

Das Ziel ist die Transformation denkmalgeschützter Gebäude zu Energie-Prosumenten. Dazu werden die entwickelten Lösungen an vier Demonstratoren in vier Ländern erprobt. Die Terrassenhaussiedlung in Graz, Österreich, die Limerick City Gallery of Art in Limerick, Irland, und die Latvijas Universitate in Riga, Lettland, stehen für Installationen zur Verfügung. Hier werden farbige BIPV-Lösungen demonstriert, teilweise in Kombination mit biogener Wärmedämmung oder thermoelektrischen Mikrowärmepumpen. Im Sinne der Denkmalverträglichkeit fügen sich die Lösungen möglichst nahtlos in die Architektur ein. Der San Telmo Palast in Sevilla, Spanien, dient als virtueller Demonstrator, vor allem für die Integration der digitalen Werkzeuge und die Weiterentwicklung des bestehenden digitalen Zwillings. 12 komplementäre Partner aus Industrie, Forschung und Zivilgesellschaft aus fünf europäischen Ländern arbeiten zusammen an den verschiedenen Lösungen.

Lösung

• Die farbigen BIPV-Lösungen setzen auf der vom Fraunhofer ISE entwickelten MorphoColor®-Technologie auf, die intensive und winkelstabile Farben mit hoher Effizienz verbindet. Die Abscheidung der Dünnschicht auf eine spezielle Kunststofffolie macht die Anwendung flexibler und senkt potenziell die Kosten. Außer der Farbe wird auch die Textur des Originalmaterials für jeden Demonstrator nachgebildet, indem strukturierte Gläser für die Frontabdeckung der BIPV-Module genutzt werden.
• Thermoelektrische Mikrowärmepumpen mit Peltierelementen steigern die thermische Behaglichkeit und lassen sich ohne größere Eingriffe in die Bausubstanz nachrüsten.
• Die Kombination von BIPV mit biogener Wärmedämmung reduziert den Heizwärmebedarf, steigert die Behaglichkeit und erzeugt klimaneutralen Strom.
• Entwicklung, Planung und Demonstration werden durch digitale Technologien (BIM, digitale Zwillinge, WLCA, PV-Simulationen und -Visualisierung) unterstützt und überwacht.
• Die technischen Ansätze werden durch soziale Integration flankiert, die die Bewohnerinnen und Eigentümer aktiv einbindet. Dies steigert die Akzeptanz und legt den Grundstein für eine Energiegemeinschaft.
• Die regulatorische Integration wird demonstriert, indem rechtliche Hindernisse identifiziert und nötigenfalls Ausnahmeregelungen (»legal sandboxes«) erwirkt werden.
• Die architektonische Integration beachtet Grundsätze der Ästhetik, Nachhaltigkeit und des Neuen Europäischen Bauhauses.

• Centro de Estudios de Materiales y Control de Obra, S.A. (CEMOSA)
• Fraunhofer ISE
• Universität Graz
• Institut für Wohnbauforschung / Institute of Housing Research
• Wohnungseigentümergemeinschaft St. Peter-Hauptstraße 29-35 (Graz)
• ertex solartechnik GmbH
• Technological University of the Shannon
• Latvijas Universitāte, Riga
• Technologieplattform Photovoltaik
• Temicon GmbH, Deutschland
• Hochschule für Angewandte Wissenschaften Burgenland GmbH
• Priedemann Fassadenberatungs GmbH

Das Projekt »HeriSol« wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) gefördert (FKZ 03EN1103A) und im Rahmen der CETPartnership von der Europäischen Union kofinanziert (GA N°101069750, CETP-2023-00326).