Description succincte
(Allemand)
|
Erstellen eines Kostenvergleichs mit bisher umgesetzten PV-Fassadensystemen, welche von den beiden Firmen Viridén + Partner AG und Ernst Schweizer AG ausgeführt worden sind. Der Kosten-vergleich wird anhand einer definierten Kosten-Systematik mit Unterstützung vom SUPSI erarbeitet. Das Ziel ist die Erstellung einer Lernkurve von BIPV bezüglich Kostenangaben pro m2 Fassadenflä-che der letzten Jahre.
Im Weitern wird ein Ausblick für zukünftige Einsparungen aufgezeigt. Im Speziellen soll beim Bau-projekt Mehrfamilienhaus Seewadelstrasse ein Prototyp für eine erhöhte Vorfabrikation geplant und wenn möglich erstellt werden. Ziel ist, die Unterkonstruktion der PV-Module bereits in der Werkstatt des Holzbauers einzubauen. Dadurch kann auf das Einmessen und Setzen der Unterkonstruktion am Bau verzichtet und eine witterungsunabhängige Montage vorgenommen werden. Die vorfabrizierte Fassadenkonstruktion inkl. der Unterkonstruktion wird auf der Baustelle zusammengefügt und die PV-Fassadenmodule werden bei der Schlussmontage nur noch über eine Hebebühne in die Fassade eingehängt.
Durch den höheren Vorfabrikationsanteil können Gerüstungen, Montagearbeiten sowie der Koordina-tionsaufwand unter Planenden und Handwerkern auf der Baustelle optimiert und somit Kosten einge-spart werden.
Zudem wird das Projektteam anhand der Auswertungen und den Erfahrungen des Prototyps einen Ausblick für zukünftige, mögliche Einsparungen von BIPV-Fassaden aufzeigen.
|
Publications / Résultats
(Allemand)
|
Bei der Vorfabrikation der Fassadenelemente für das Bauprojekt Mehrfamilienhaus Seewadelstrasse soll die hinterlüftete Konstruktion für eine solaraktive Glasfassade ebenfalls im Werk vormontiert werden. Damit kann auf das Einmessen und Setzen der Unterkonstruktion am Bau verzichtet werden. Weil die ganze Fassadenkonstruktion inkl. der Unterkonstruktion auf der Baustelle zusammengefügt wird, fällt ebenfalls die eigentliche Einrüstarbeit weg bzw. kann stark vereinfacht werden. Bei der Fertigstellung der Fassade auf der Baustelle sollen die PV-Fassadenmodule nur noch über einen Gerüstlift (Hebebühne) in die Fassade eingehängt werden. Das vereinfacht auch die Verwendung von grossen PV-Modulen, weil die Einbringung nicht durch ein Gerüst behindert wird. Durch den höheren Vorfabrikationsanteil können Gerüstungen, Montagearbeiten sowie der Koordi-nationsaufwand unter Planenden und Handwerkern auf der Baustelle optimiert und somit Kosten eingespart werden. Durch die wesentlich vereinfachten Schnittstellen ergeben sich auch bei den Planungs- und Ausführungskosten zusätzliche Einsparungen.
|
Publications / Résultats
(Anglais)
|
The prefabrication of facade elements for this construction project multi-family home Seewadelstrasse shall include the ventilated mounting structure for a solar-active glass façade. Thus, the measure and installation of the mounting substructure on the building can be avoided. Because all facade design including the substructure are added together on the factory site, the scaffold work is obsolete or can be greatly simplified. For the completion of the facade on the building site, PV facade modules can be attached to the mounting structure using a scaffolding lift. This facilitates also the use of large PV modules, because no scaffolding structure impedes the mounting process. With the higher prefabrication, cost can be saved by optimizing of the scaffolding and installation work as well as coordination between planners and craftsmen on the construction site.
|
Rapport final
(Allemand)
|
Ziel dieser Studie ist es, eine Methode für den Kostenvergleich von gebäudeintegrierten PV-Fassaden (BIPV-Fassaden) zu entwickeln, und auf dieser Basis die Kosten der BIPV-Fassaden von sechs realisierten Projekten auszuwerten. Die genauen Daten, die projektbasierte Analyse der Konstruktionsdetails mit Einbezug von Endnutzern, Forschern, Planern und der Industrie ermöglichten es, genaue Datensätze und Ergebnisse zu erarbeiten. Die Ergebnisse bilden die Grundlage für die Ermittlung einiger Strategien zur Kostenreduzierung in Bezug auf Produkte und Prozesse entlang der Wertschöpfungskette. Darüber hinaus ist dieses Verfahren auf der Ebene verschiedener technologischer Systeme (z.B. Dach, Vorhangfassade usw.) skalierbar, da es auf einem Konstruktionsansatz basiert. Die Ergebnisse verdeutlichen einige wirtschaftliche Trends im Laufe der Jahre, die technologischen und marktbedingten Einflussfaktoren auf die Kostenveränderung und die Strategien für eine Kostenoptimierung für BIPV-Fassaden. Der konkrete Aufwand bei den untersuchten Fallstudien beträgt im Durchschnitt 11% für die Planungstätigkeit, 26% für die Fassadenbekleidung, 14% für die Unterkonstruktion und 15% für die Tragstruktur. Diese vier Aspekte sind zusammen für 66% der Gesamtkosten der BIPV-Fassaden verantwortlich. Die Analyse der Fallbeispiele zeigte eine Kostensenkung des identischen, kundenspezifischen PV-Moduls von etwa 20% innert den drei letzten Jahren. Diese Kostensenkung wurde durch die entstehende Konkurrenzsituation unter den Modulanbietern und Optimierung der Prozessabläufe erreicht. Aufgrund der Erfahrung mit einem im Rahmen dieses Projektes erstellten Prototyps können folgende Punkte für eine weitere Kostenoptimierung bei einer hohen Vorfabrikation angeführt werden:
- Der Montageaufwand der Unterkonstruktion ist in der Werkstatt zeitlich wesentlich effizienter als auf der Baustelle, Voraussetzung ist eine gute Arbeitsvorbereitung. Konkret bedeutet dies u.a: Präzis vermasste und mit allen notwendig Angaben erstellte Plangrundlagen, spezifisch für jedes Wandelement mit Prüfung und Freigabe von allen von allen involvierten Akteuren.
- Die erhöhte Massgenauigkeit innerhalb des (vorfabrizierten) Rohbaus hat für alle nachfolgenden Arbeitsgattungen einen positiven Effekt, welcher sich in terminlicher und finanzieller Hinsicht positiv auswirkt.
- Holzbaufirmen haben die Affinität, ein solches Thema schwerpunktmässig aufzunehmen und umzusetzen. Es ist eine Branche, welche sich seit Jahren mit dem Thema Vorfabrikation und Kostenoptimierung auseinandersetzt und es versteht, Leistungen von anderen Arbeitsgattungen zu integrieren
und als Gesamtprodukt auf dem Markt anzubieten.
Einen entscheidenden Einfluss für eine kostengünstige Umsetzung einer BIPV-Fassade liegt bei der Architektur des Gebäudes. Positiv beeinflusst werden die Kosten durch folgende Merkmale:
- Gebäude mit einem einfachen Volumenkörper und einfacher Abwicklung der Aussenhüllfläche
- Fensterflächen auf wenige Element reduziert oder einheitliche, regelmässigen Fensterrasterung
- Keine oder volumetrisch klare Vor- und Anbauten, wie Erker, Balkone, Vordächer usw.
- Klare und regelmässige Rasterung in der Gebäudehülle
- Einheitliche Geschosshöhe, einheitliche Brüstungsbänder
- Einheitliche Aussenwandkonstruktion mit einfachen Befestigungsmöglichkeiten der Unterkonstruktion
Documents annexés
|
Rapport final
(Anglais)
|
The aim of this study is to develop a method for the cost comparison of BIPV facades that permits to clearly identify the details of the end user costs of photovoltaic facades. The method has been validated by analysing the BIPV facades of six Swiss case studies, experimented as pilot buildings in the recent years. The accuracy of the data, the project-based analysis of the construction details, the involvement of end users, researchers, planners and industry permitted to get accurate datasets and results. The results lay the foundation for identifying some cost reduction strategies regarding products and processes along the value chain. Moreover, this method is scalable on the level of different technological systems (e.g. roof, curtain wall, etc.) since it’s based on a construction approach. Results highlight some economic trends over the years, the key drivers that influenced the cost change, both on a technological and market level, and strategies for optimizing costs for BIPV facades. The analysis of the case studies examined offer some results. The planning expenditures cover, in average, about the 11% of the building envelope total cost, 26% for the cladding, 14% for substructures, 15% for the load-bearing structure. These four aspects together account for about the 66% of the total cost of the BIPV facades. The analysis of the case studies showed a cost reduction of the identical and customer-specific PV modules of around 20% during the last three years. This cost reduction was achieved through the competition between the module providers and the optimization of the processes. On the base of the experience gained during the development of a prototype developed within the scope of this project, the following strategies emerged to optimize the cost of a high quality prefab facade:
- The assembly of the substructure is much more time-efficient in the workshop than on the construction site. An accurate planning is a prerequisite. This means that the measures and the information regarding each facade element should be accurate and taken in advance and approved by all stakeholders.
- The accuracy of the measures taken affects the whole process in terms of time and money savings.
- The timber construction companies have a large experience in prefabrication and the necessary means to implement it and to optimize the cost of manufacturing by offering to the market a complete product.
The architecture of the building has a decisive influence on the cost-effective implementation of a BIPV facade. The costs are positively influenced by the following features:
- Building envelope with simple geometries.
- Windows reduced to few elements or uniform, regular window grid.
- Limitation of recess or protruding surfaces such as balconies, canopies, etc.
- Clear and regular grid of the building envelope.
- Uniform story height and uniform parapet strips
- Homogeneous construction of the building envelope with simple fastening for the substructure.
Documents annexés
|
Rapport final
(Français)
|
L'objectif de cette étude est de développer une méthode de comparaison des coûts de façades PV intégrées au bâtiment (façades BIPV) et, sur cette base, d'évaluer les coûts des façades BIPV de six projets achevés. Des données précises, l'analyse par projet des détails de construction, la participation des utilisateurs finaux, de chercheurs, de planificateurs et de l'industrie ont permis d’obtenir des ensembles de données et des résultats précis. Les résultats constituent la base de détermination de certaines stratégies de réduction des coûts liées aux produits et aux processus le long de la chaîne de valeur. De plus, ce processus est extensible au niveau de différents systèmes technologiques (ex: toiture, mur-rideau, etc.), puisqu’il repose sur un approche constructive. Les résultats illustrent certaines tendances économiques au cours des années, les principaux facteurs qui ont influencé l'évolution des coûts, à la fois au niveau technologique et du marché, et les stratégies d'optimisation des coûts des façades BIPV. L'analyse des études de cas examinés offre quelques résultats concrets. Les dépenses s'élèvent, en moyenne, à 11%, du coût total de l'enveloppe du bâtiment, pour les travaux de planification, 26% pour le revêtement de façade, 14% pour la sous-structure et 15% pour la structure portante. Ensemble, ces quatre aspects représentent environ 66% du coût total des façades BIPV. L'analyse des études de cas a montré une réduction des coûts des modules PV identiques et spécifiques au client d'environ 20% au cours des trois dernières années. Cette réduction des coûts a été obtenue grâce à la concurrence entre les fournisseurs de modules et à l'optimisation des processus. Sur la base de l'expérience acquise lors du développement d’un prototype créé dans le cadre de ce projet, les points suivants peuvent être cités pour une optimisation supplémentaire des coûts de préfabrication haute qualité:
- Le temps de montage de la sous-structure est beaucoup plus rapide en atelier que sur le chantier; une bonne préparation des travaux est une condition préalable. Concrètement, cela signifie, entre autres: des bases de planification mesurées avec précision à l’avance avec toutes les information nécessaires, spécifiquement pour chaque élément de mur avec test, et approuvées par toutes les parties prenantes.
- La précision accrue des mesures prises affecte l'ensemble du processus et travaux ultérieurs en termes de gains temporels et monétaires.
- Les entreprises de construction en bois ont une affinité pour se concentrer sur un tel projet et le mettre en oeuvre. C'est une industrie qui traite depuis des années le sujet de la préfabrication et de l'optimisation des coûts, et qui sait intégrer les services d'autres types de travaux et les proposer sur le marché comme un produit complet. L'architecture du bâtiment a une influence décisive sur la mise en oeuvre rentable d'une façade BIPV.
Les coûts sont influencés positivement par les caractéristiques suivantes:
- Construire avec une géométrie sobre et un développement simple de l'enveloppe extérieure
- Zones de fenêtre réduites à quelques éléments, et/ou une grille de fenêtre uniforme et régulière
- Limiter ou maintenir une volumétrie claire des surfaces encastrées ou saillantes, tels que baies vitrées, balcons, auvents et autres.
- Grille claire et régulière dans l'enveloppe du bâtiment
- Hauteur d'étage uniforme, bandes de parapet uniformes
- Construction uniforme et homogène de la paroi extérieure du bâtiment, avec des options de fixation simples pour la sous-structure
Documents annexés
|
