Die Kombination von Fassadenbegrünung und Photovoltaik (PV) ist kein komplett neues Arbeitsfeld für Architekten, da diese Kombination bereits in Wettbewerbsprojekten angedacht und auch in Gebäuden vereinzelt realisiert wurde. In den Projekten werden jedoch Grünfassade und PV ohne spezifischen Bezug auf die Potentiale von Kühlleistung durch Vegetation zur Leistungsverbesserung der Photovoltaik eingesetzt.

Zur Vorbereitung und Klärung von Kombinationsmöglichkeiten wurden zunächst repräsentative boden- und wandgebundene Begrünungssysteme analysiert und systematisiert; für den Bereich Photovoltaik erfolgte eine Grundlagenrecherche zu marktgängigen Zell- und Modultypen. Daran anknüpfend wurden anhand eines Referenzraumes quantitative Betrachtungen zu prinzipiellen Flächenbelegungen durchgeführt und die untersuchten Kombinationen anhand einer Bewertungsmatrix und mittels einfacher Netzdiagramme hinsichtlich ihrer Potentiale analysiert. Ziel dieser Systematisierungsschritte war es Grundtypen zu finden, die sowohl für Fassadenbegrünung als auch Photovoltaik größtmögliche Flächenbelegungen eröffnen, unter Beibehaltung wichtiger Funktionen wie Sonnenschutz, Tageslichtnutzung und Sichtbeziehung nach außen. 

Am Beispiel des Verwaltungsbaus der Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg (SUN) wurden ausgewählte Integrations- und Kombinationsmöglichkeiten zeichnerisch und anhand von Modellstudien im Maßstab 1:20 detaillierter untersucht. Durch das klare und systematische Fassadenkonzept ist hier auch eine einfachere Übertragbarkeit der Konzepte auf andere Gebäude gegeben. Das letztlich ausgearbeitete und baukonstruktiv vertiefte Konzept nimmt Bezug auf die vertikale Zonierung der Bestandsfassade und sieht eine vollflächige Belegung mit einem wandgebundenen Begrünungssystem im Brüstungsbereich vor. Auf Abstand sind davor einachsig nachführbare PV-Module montiert, die als Sonnenschutz fungieren und in dieser Anordnung wirksam hinterlüftet sind. Neu eingeführt werden vertikale Bänder, die einerseits die Grünfläche signifikant erweitern, ohne Tageslichtnutzung und Bezug zwischen innen und außen einzuschränken, andererseits zusätzlich den Einsatz von dezentralen fassadenintegrierten Lüftungssystemen ermöglichen. 

Im Vergleich mit der Bestandssituation wird deutlich, welch enorme funktionale und gestalterische Verbesserungspotentiale bestehen. Diese erstrecken sich auf Sonnen- und Wärmeschutz sowie solare Aktivierung der Fassade. Für die Begrünung zeigt neben der Belegung der Brüstungszone eine Drehung (um bis zu 45°) aus der Fassadenebene im Bereich der Verglasung sich als wirkungsvolle Maßnahme zur Flächenvergrößerung ohne den Innen- und Außenbezug einzuschränken. Für die horizontalen PV-Lamellen ist zusätzlich durch die reduzierten Temperaturen in der Einbausituation eine wirkungsvolle Hinterlüftung gegeben. Damit konnte aufgezeigt werden, dass für energieeffiziente (Bestands-) Bauten in der Kombination von Begrünung und Photovoltaik zahlreiche bisher wenig genutzte Potentiale liegen. 

Projektleitung

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