Glasarchitektur: Das Gesamtkonzept muss stimmen
Der großflächige Einsatz von Glas in der aktuellen, auf Energieeffizienz ausgelegten Architektur, bringt bei konsequenter Planung energetische Vorteile, erfordert aber auch effektiven sommerlichen Wärmeschutz.
Superkraft wie Spider-Man: Ein flüssiger Strahl einer Seidenlösung verfestigt sich zu einer Faser, haftet an einem Glaslaborbecher und hebt ihn an.
Foto: Marco Lo Presti, Tufts University
Glas bestimmt seit einigen Jahren die moderne Architektur wie kein anderes Material. Vorausgesetzt, Glasprodukte werden ihrer Leistungsfähigkeit entsprechend in ein planerisches Gesamtkonzept integriert, dann prägen sie nicht nur das Erscheinungsbild von Fassaden, sondern tragen auch zur Energieeffizienz von Gebäuden bei. Basierend auf den Erfahrungen erster Großprojekte mit hohem Glasflächenanteil spielt dabei heute insbesondere der Aspekt des sommerlichen Wärmeschutzes eine entscheidende Rolle. Sonnenschutzeinrichtungen kompensieren den Nachteil, den die Transparenz der Glasarchitektur zum Leidwesen von Architekten mit sich bringt – das unerwünschte Aufschaukeln der Raumtemperatur im Sommer. Durch den Einsatz beschichteter Sonnenschutzgläser lässt sich dieser Effekt zwar erheblich reduzieren, aber nicht gänzlich vermeiden. Im Winter sind die solaren Energiegewinne durchaus erwünscht, im Sommer hingegen können sie zu unangenehm hohen Lufttemperaturen im Gebäudeinneren führen.
Sonnenschutzsysteme, wie sie im Rahmen der Messe Glasstec in Düsseldorf Ende September zu sehen sein werden, sind elementarer Bestandteil eines effizienten Zusammenspiels von wirksamem Wärmeschutz, maximaler Tageslichtnutzung und zuverlässiger Raumbelüftung. Die komplexen Wechselbeziehungen von äußeren und gebäudeinternen Einflüssen so zu steuern, dass in den Nutzräumen ganzjährig angenehme Temperaturen vorherrschen, ist eine der Herausforderungen der Glasarchitektur. Prof. Anton Maas, Leiter des Fachgebietes Bauphysik an der Universität Kassel, verdeutlichte auf der Jahrestagung des Bundesverbandes Flachglas im April 2010 die aktuelle Problematik: Er prognostizierte, dass der sommerliche Wärmeschutz an Bedeutung gewinnen werde, betonte aber auch die Leistung von Fenstern und Fassaden als hocheffiziente Energiegewinner, mit denen sich massiv Heizenergie einsparen lasse.
Zur Erhöhung der Energieeffizienz von Gebäuden wird auch die fassadenintegrierte Photovoltaik (PV) eine wichtigere Rolle spielen. Obwohl im Markt mittlerweile zahlreiche Produktlösungen verfügbar sind, findet sich diese Anwendung bisher nur an vereinzelten Objekten. Dabei lassen sich PV-Module mittlerweile ähnlich systematisch verbauen wie herkömmliche Fassadenelemente aus anderen Materialien.
Vor dem Hintergrund der gerade novellierten EU-Richtlinie zur Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden gewinnt die fassadenintegrierte Photovoltaik an Bedeutung. Die Richtlinie fordert ab 2019 (öffentlicher Bau) bzw. 2021 (Privatbau) bei neu erstellten Gebäuden das „Nahezu-Null“-Energieniveau, wobei die benötigte Restenergie weitestgehend aus regenerativen Quellen generiert werden soll. Diese Vorgabe wird die Entwicklung entsprechender Systeme weiter vorantreiben und Architekten die Aufnahme von integrierten Photovoltaikelementen in ihre Planungskonzepte schmackhaft machen.
Schon heute lassen sich PV-Elemente mit Dünnschichttechnologie in unterschiedlichen Farben ausführen und schaffen damit neuen Gestaltungsspielraum in der Fassade. Prof. Eike Weber, Direktor des Fraunhofer Instituts für Solare Energie Systeme (ISE), Freiburg, geht davon aus, dass neue Farbstoffsolarzellen in den nächsten Jahren den Durchbruch in der gebäudeintegrierten Photovoltaik bringen werden. Da die Technologien für ihre Herstellung bereits in ähnlicher Form in der industriellen Glasverarbeitung existieren, ist eine wirtschaftliche Herstellung möglich. Neben ihrem Einsatz an Neubauten eröffnen die integrierbaren Photovoltaikmodule auch im Bereich der Fassadensanierung vielfältige Anwendungsmöglichkeiten.
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