Für viele Gebäude, vor allem aber Bürobauten, sind Sonnenschutz und Blendschutz einerseits regulatorisch vorgeschrieben, zum anderen ein wichtiger Einfluss auf die Energieeffizienz sowie die Nutzerakzeptanz. Bestehende Lösungen sind teuer und/oder kompromissbehaftet und werden nicht selten wegen Fehlfunktion oder Reparaturkosten de facto außer Betrieb gesetzt. Zusätzlich ist es wünschenswert, einen möglichst hohen Anteil des Energiebedarfs durch Photovoltaik (PV) zu decken. Jedoch sind Dachflächen häufig begrenzt; je höher das Gebäude, desto relevanter wird die Nutzung der Fassade. Das im Forschungsprojekt angestrebte innovative Hybrid-Optoelektronik-System kann Sonnenschutz, Blendschutz, und PV in einem kosteneffizienten, robusten Bauteil kombinieren, so dass insbesondere auf außenliegenden Sonnenschutz (z. B. Raffstores) sowie evtl. sogar auf innenliegenden Blendschutz verzichtet werden kann. Ein teures Fassadenmontagesystem für die PV entfällt ebenfalls.    Der positive Effekt eines solchen Systems auf die Gebäudeeffzienz wird durch experimentelle Studien, Messungen und Simulationen untersucht. Mehrfachfunktion, gestalterische Flexibilität, sowie Witterungsbeständigkeit eines solchen Systems ergeben ein großes Potenzial in der Gebäudetechnik und der Energiewende. Kern des Projekts ist die Entwicklung der Hybrid-Optoelektronik, wobei sowohl für die Photovoltaik als auch für das elektrochrome Bauteil anspruchsvolle Entwicklungsschritte für die einzelnen Funktionsschichten nötig sind, um Funktionalität, Leistung, Prozessierbarkeit und Stabilität zu gewährleisten. Anschließend werden eine kosteneffiziente Flächenskalierung erarbeitet und Prototypen gefertigt, welche durch die Fakultät Architektur in einem Modellraum M 1:10 sowie am Fassadenversuchsstand (Ohm-Technikum, Rednitzhembach) eingebaut und vermessen werden. Diese Arbeiten werden durch Untersuchungen auf Basis von gebäudeenergetischer, raumklimatischer und lichttechnischer Modellierung begleitet, welche iterativ in die Optimierung der Hybrid-Optoelektronik eingehen. Parallel zur Entwickelung erfolgt die Durchführung von Regelungsmethoden für die Verdunklungsfunktion in verschiedenen Szenarien/Nutzeransprüchen. Begleitend werden architektonische und bautechnische Aspekte für eine Durchentwicklung zu Serienprodukten untersucht und abgestimmt.

Förderung

Bundesinstitut für Bau-, Stadt-und Raumforschung (BBSR) / Zukunft Bau: Innovationsprogramm 2024

Projektleitung

Projektleitung Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Department Werkstoffwissenschaften, Lehrstuhl WW6: Materialien der Elektronik und der Energietechnologie Dr. Andreas Distler, Prof. Dr. Wolfgang Heiß / Mitarbeit: Arnd Osterloh, Viktor Rehm  Bearbeitung 

mit: 

Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm / Institut für Energie und Gebäude 
Prof. Dr. Arno Dentel, Sebastian Hummel  

Mitarbeiter: N. N.