GreenPV – Potential Gebäudehülle - Lösungsansätze zur optimalen Fassadengestaltung mit PV und Begrünung im Hinblick auf den Klimawandel

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: SI/502400
• Projekttitel Englisch: GreenPV – Potential Building Envelope - Potential of PV and greenery, facade design, climate change, heat island effect, energy production, low-tech cooling

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Mit dem Klimawandel wird der Klimakältebedarf und die Bedeutung der städtischen Wärmeinseln markant ansteigen. Gebäudefassaden können einen wesentlichen Beitrag zur Entschärfung der Problematik leisten. Einerseits durch Integration von PV-Flächen zur Stromerzeugung für die Kühlung, andererseits durch Integration von Begrünung mit Kühleffekt im Aussenraum. Das Projekt liefert praxistaugliche Lösungsansätze basierend auf theoretischen Grundlagen, Messungen und unter Einbezug der relevanten Stakeholder.

Kurzbeschreibung (Englisch)

Due to climate change, the demand for cooling and the importance of urban heat islands will increase significantly. Optimalbuilding facades can make a significant contribution to mitigating this. On the one hand, by integrating PV surfaces for powergeneration for cooling, and on the other hand by integrating greenery with a cooling effect outdoors. The project provides practicalsolutions based on theoretical principles, measurements and the involvement of the relevant stakeholders.

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

Laut dem National Center for Climate Services NCCS könnte die Jahresmitteltemperatur in der Schweiz bei ungebremst steigenden Treibhausemissionen um 3,3 - 5,4 °C bis zum Ende des 21. Jahrhunderts ansteigen1. Diese Entwicklung könnte künftig massive Auswirkungen auf den Energiebedarf (insbesondere die Kühlung) und die Behaglichkeit (Zunahme von Hitzetagen) von Gebäuden haben. Um weiterhin einen hohen Wohnkomfort sowie einen energieeffizienten Betrieb über den gesamten Lebenszyklus von Gebäuden zu garantieren, sind Minderungs- und Anpassungsmassnahmen (Adaption und Mitigation) notwendig. Die Begrünung von Gebäuden kann mit Blick auf den Klimawandel zunehmend an Bedeutung gewinnen, dies insbesondere in städtischen Gebieten. Die Vorteile sind dabei vielfältig, vor allem leisten sie aber einen Beitrag zur Abkühlung der Aussenluft. PV-Systeme wandeln Sonnenenergie in Strom um. Ein grosser Vorteil einer PV-Fassade im Vergleich zu einer PV-Dachanlage ist der höhere Energieertrag im Winterhalbjahr aufgrund des jahreszeitlich bedingten tiefen Neigungswinkels der Sonne. Somit kann durch PV-Fassaden die bisher geringe inländische Stromproduktion im Winter gesteigert werden. Dadurch könnte mit Blick auf die Energiestrategie 2050 künftig ein wichtiger Beitrag geleistet werden. Während die Vorteile von Begrünungen und PV-Systemen im Dachbereich bereits vermehrt genutzt werden, bleibt das hohe Potential von Gebäudefassaden bisher weitestgehend ungenutzt. Hier setzt das Projekt an. Untersucht werden die Hemmnisse und Akzeptanz hinsichtlich des Einsatzes dieser Systeme im Fassadenbereich. Dabei soll es – u.a. anhand von vorhandener Literatur, Simulationen und Messungen – Hinweise zum Einfluss von verschiedenen Fassadensystemen auf das Mikroklima am Gebäude sowie die Energiebilanz im Gebäude geben und diesen dem Potential der Energieerzeugung gegenübergestellt sowie Synergien aufgezeigt werden. Auf Basis dieser Analyse werden anschliessend Empfehlungen für eine optimale Nutzung der Fassade formuliert. Dabei werden finanzielle, energetische, gestalterische, soziale sowie Umweltaspekte eine Rolle. Die Ergebnisse werden abschliessend in Form von praxistauglichen Lösungsansätze aufbereitet. Im Rahmen des Zwischenberichts wurde in einem ersten Schritt ein Überblick über den Stand der Technik von begrünten und PV-Systemen im Fassadenbereich gegeben (Abschnitt 2). Anschliessend wurden die Systemgrenzen und Annahmen für die Gebäudesimulationen definiert (Abschnitt 4). Zudem wurden die für die Studie relevanten qualitativen und quantitativen Bewertungskriterien (inkl. Methodik) bestimmt, welche im Laufe der Studie genauer betrachtet werden (Abschnitt 4.7). In Abschnitt 6 sind erste Ergebnisse der qualitativen Analyse zusammengetragen. Weitere anstehende Schritte im Projekt sind im Ausblick (Abschnitt 7) kurz beschrieben.

Zugehörige Dokumente

• Zwischenbericht_deutsch [PDF] 7'633 kB