für das ZAE-Gebäude in Erlangen – Multifunktionale Solarfassaden als Corporate Design (Lehrforschung: Sommersemester 2018)

Benedikt Buchmüller und Quirin Stammler, Rendering (Quelle: Bearbeiter)

Das Bayerische Zentrum für Angewandte Energieforschung e. V. (ZAE Bayern) entwickelt organische Photovoltaik-Module und drucktechnische Prozesse zu deren Herstellung im Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Im Rahmen einer Lehrveranstaltung mit Masterstudierenden der Fakultät Architektur der Technischen Hochschule Nürnberg im Sommersemester 2018 galt es für diese innovative Technologie am Kopfbau des ZAE - Büro- und Forschungsgebäudes in Erlangen eine Solarfassade als Leuchtturmprojekt und Forschungsobjekt zu planen, die einerseits einen Sonnen- und Blendschutz für den Innenraum leistet, andererseits von außen als sichtbares Zeichen für die avancierte Energieforschung fungiert. Dieser ‚Eyecatcher‘ soll demonstrieren, wie (mit einfachen Mitteln) eine voll funktionale und dennoch ästhetisch ansprechende Konstruktion realisiert werden kann. 

Bei den gewählten Ansätzen lassen sich eine Reihe von Unterschieden in der konstruktiven Ausführung sowie den gewählten Fassadenstrukturen feststellen. Hinsichtlich des übergeordneten strukturellen Erscheinungsbildes sind vereinfacht bandartige und flächen-/punktartige Lösungen zu unterscheiden, die eben oder räumlich ausgebildet werden. Bei der Konstruktion werden Systeme mit ebenen oder gekrümmten Stützen/Hauptträgern und Nebenträgern bzw. Seilnetz- und Rahmenkonstruktionen mit sekundärer Tragstruktur gesetzt.

Für den Entwurf stellt die Lage zum Gebäude eine wichtige Anforderung dar, insbesondere da die Abfahrt in die Tiefgarage die Gründung der Konstruktion erschwert. Somit finden sich Lösungen die parallel, direkt an der bestehenden Fassade angeordnet sind, und Entwürfe, bei denen die Tragstruktur mit Abstand auf der Begrenzungswand der Tiefgaragenabfahrt abgelastet wird. Bzgl. der Bedeckung des Fassadenbereichs sind Konzepte gewählt worden, die im Südosten zwei- bis dreigeschossig die Konstruktion ausbilden, während andere ebenfalls die Nordostfassade miteinbeziehen. Auch werden Teil-Überdachungen im Bereich des Flachdaches vorgeschlagen.

Als Trägermaterial wird in den meisten Projekten eine Kunststoff-Folie eingesetzt, in der die OPV-Module gekapselt und damit zusätzlich vor Witterungseinflüsse geschützt sind. Einige Lösungen nutzen neben stabförmigen Stahlprofilen auch Seilnetze bzw. Membranen. Beim Moduldesign sind ebenfalls band- und flächen-/ punktartige Lösungen zu finden, die durchaus das gestalterische Potential der OPV schlüssig ausloten.

Auch wenn Themen wie BIPV weiterhin in den Curricula der Architekturfakultäten nur wenig Berücksichtigung finden, zeigen Seminare wie „OPV-Fassade für das ZAE-Gebäude in Erlangen“, wie Neugier und Kreativität erfolgreich aktiviert werden können. Bei den 14 Konzepten wurde der Anspruch, eine Solarfassade als Leuchtturmprojekt mit einfachen Mitteln zu planen, nicht immer erfüllt, aber in der Beschäftigung mit interessanten Referenzen und deren Adaption, zeigen die auch baukonstruktiv vertieften Entwürfe durchgängig funktionale und ästhetisch ansprechende Lösungen für ein markantes Zeichen avancierter Energieforschung. 

Dozent

Prof. Dr.-Ing. Roland Krippner
Fakultät Architektur
Technische Hochschule Nürnberg
roland.krippneratth-nuernbergPunktde

Energie Campus Nürnberg

Gedruckte Photovoltaik
Dr. Hans-Joachim Egelhaaf

Tagraum Ingenieure PartmbB
Dr.-Ing. Alexander Hentschel
Nürnberg

Studentische Entwürfe von

Moritz Bachmann, Sven Vorliczky
Antonia Bader, Stefanie Matthäi, Dominic Weinstein
Simone Baiz, Josefine Raab
Kevin Beierlein, Fabian Holzer
Robert Braun, Theresa Ketisch
Benedikt Buchmüller, Quirin Stammler
Marjhonelly Concepcion, Nicole Polster
Julia Credé, Astrid Pümmerlein
Tessa Distler, Merve Tufan
Gözde Gürbüzler, Lisa Stapf
Daniel Huuck, Alexis Lode
Lisa Prokein, Lisa Schreiber
Giulia Rudloff, Katarina Sokac
Peter Simon, Benedikt Zarschizky

Publikationen

Krippner, Flade: OPV-Façades – Students design concepts of multi-functional solar façades. In: Alexandros Charalambides; Wolfgang Streicher; Mugnier, Daniel (Hrsg.): EuroSun 2020. 13th International Conference on Solar Energy for Building & Industry. Virtual [Athens/Greece], September 1st - 3rd 2020. Cyprus University of Technology, Limassol (Organisation). ISES Conference Proceedings Database. Freiburg i. Br.: International Solar Energy Society [ISES], 2020, S. 96–106.

Feroze, Distler, Wagner, Krippner, Brabec, Egelhaaf: Printed semi-transparent and multi-colored PV modules for BIPV applications. Andreas Karweger (Hrsg.): 15th Conference on Advanced Building Skins. 26-27 October 2020, Bern, Switzerland. Hrsg. v.: Advanced Building Skins GmbH. Proceedings. 2020, S. 188-196.

Krippner, Flade: Solar-Façade (OPV) as Corporate Design – Students Design Concepts for the ZAE Building in Erlangen. [Paper DOI: 10.4229/EUPVSEC20202020-6CV.2.1]. In: 37th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition [EU PVSEC]. Lisbon [online], 07 – 11 September 2020. Proceedings. München: WIP-Renewable Energies, 2020, S. 1880–1883.

Krippner, Egelhaaf: Strom aus der Wand. Photovoltaik in Büro- und Gewerbebauten integrieren: Die „Solarfabrik der Zukunft“ in Nürnberg forscht an druckbaren Solarzellen. In: wim – Wirtschaft in Mittelfranken, 10/2019, S. 22–25.

Krippner: OPV-Fassade für das ZAE-Gebäude in Erlangen – Studentische Entwürfe von multifunktionalen Solarfassaden als Corporate Design. In: Forum “Bauwerkintegrierte Photovoltaik”. Kloster Banz/Bad Staffelstein, 18./19. März 2019. Tagungsunterlagen. Pforzheim: Conexio GmbH, 2019, S. 30–41. 

Ausstellungen

OPV-Fassade für das ZAE-Gebäude in Erlangen - Multifunktionale Solarfassaden als Corporate Design. Studentische Entwürfe. Bearbeitung / Redaktion: Roland Krippner; Fabian Flade. Technische Hochschule Nürnberg, Fakultät Architektur, Professur – Lehrgebiet Konstruktion und Technik, gefördert durch den Solarenergieförderverein Bayern e.V., München. Nürnberg/München, März/2019
… Nürnberg, Technische Hochschule Nürnberg, Bahnhofstraße 90, Foyer. Unter anderem im Rahmen der „Langen Nacht der Wissenschaften 2022“. 21. Mai bis 01. Juni 2022.
… Nürnberg, Offenes Büro im Dienstleistungszentrum Bau der Stadt Nürnberg. 16. Dezember 2019 bis 03. Januar 2020
… Nürnberg, Energie Campus Nürnberg. IHK-Fachforum „Photovoltaik. Eigenstromversorgung in Unternehmen“. 18. November 2019
… Nürnberg, Technische Hochschule Nürnberg, Fakultät Architektur. Semesterausstellung 2019. 26. Juli 2019
… Nürnberg, Energie Campus Nürnberg. „Ener​gie und Archi​tek​tur“ im Rahmen der Veranstaltungsreihe „Faszination Energie“. 17. Juni bis 17. Juli 2019
… München, Messe. The smarter E Europe 2019 / EM-Power. 15. bis 17. Mai 2019
.… Kloster Banz/Bad Staffelstein. Forum “Bauwerkintegrierte Photovoltaik”. 18. und 19. März 2019

Posterpräsentationen

Krippner, Flade: Solar-Façade (OPV) as Corporate Design – Students Design Concepts for the ZAE Building in Erlangen. [6CV.2.1 / Presentation: Wednesday, 9th September 2020]. Veranstaltung: 37th EU PVSEC [European Photovoltaic Solar Energy Conference]. Posterpräsentation - Session 6CV.2 Integration of Photovoltaic in Buildings, Vehicle, Infrastructure and Landscape. Lisbon [online], 07 - 11 September 2020.

Krippner, Flade: OPV-Façades – Students design concepts of multi-functional solar façades. [Presentation: Thuesday, 1st September 2020]. Veranstaltung: EuroSun 2020. 13th International Conference on Solar Energy for Building & Industry. Posterpräsentation - Poster Session 1. Athens [Virtual], September 1st - 3rd 2020.

Vorträge

Aus der Lehrforschung - Studien zu multifunktionalen OPV-Fassaden. Veranstaltung: Mehr als nur Strom im Sinn - Gebäudeintegrierte Photovoltaik. Organisation: Solarenergieförderverein Bayern e. V. München, Messe / The smarter E Europe Restart 2021 / EM Power Europe / EM-Power Forum, Halle 5, Stand Nr. 670, 08.10.2021.

Studien zu multifunktionalen OPV-Fassaden. Innovative Lösungen mit flexiblen Modulen und ornamentalen Dessins. Veranstaltung: 3. Symposium Solares Bauen. Session 3 – Forschung und Zukunft. Organisation: Swissolar | Schweizerischer Fachverband für Sonnenenergie u.a. Zürich, ETH Zürich / Gebäude ML, Raum D28, 14.09.2021.

OPV-Fassade für das ZAE-Gebäude in Erlangen. Studentische Entwürfe von multifunktionalen Solarfassaden als Corporate Design. Veranstaltung: Forum “Bauwerkintegrierte Photovoltaik”. Organisation: Conexio GmbH, Pforzheim. Kloster Banz/Bad Staffelstein, 18.03.2019.

 

 

SoSe 2018, LV: MA-2200 Seminar „Material und Energie“: OPV-Fassade für ZAE-Gebäude in Erlangen

Krippner: Innovationspreis Erneuerbare Energien an der TH Nürnberg 2018 der Frank Seuling Stiftung. Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm, Fakultät Architektur. Aktuell. Nürnberg, 22.03.2019.

www.th-nuernberg.de/fileadmin/fakultaeten/ar/ar_bilder/Aktuell/FSS-Innovationspreis2018.pdf <10.09.2022>.

Innovationspreis Erneuerbare Energien 2018 – Stifter Frank Seuling vom Energiepark Hirschaid übergibt am 11. Dezember 2018 Innovationspreis für besondere studentische Arbeiten. Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm, Hochschulkommunikation. News. Nürnberg, 11.12.2018.

www.th-nuernberg.de/de/news/innovationspreis-erneuerbare-e/ <10.09.2022>.