Was ist eine VHF bzw. Solar-VHF?
Abbildung: Prinzipieller Aufbau einer Solar-VHF
Eine Vorgehängte Hinterlüftete Fassade (VHF) ist ein bewährtes Fassadensystem, bei welchem die äußere Fassade mit speziellen Befestigungselementen an bzw. vor der tragenden Wand angebracht ist, so dass eine hinterlüftete Luftschicht entsteht. Dies bietet gestalterische und bauphysikalische Vorteile.
Bei einer solarthermisch aktivierten, Vorgehängten Hinterlüfteten Fassade (Solar-VHF) sind an der Fassadeninnenseite Rohrleitungen angebracht. So wird das Bekleidungselement thermisch aktiviert, ohne dass dies von außen sichtbar ist.
Hierdurch wird die Nutzung der Fassade als Wärmequelle für solare Einstrahlung und Umweltwärme ermöglicht. Die Solar-VHF ermöglicht damit Energieerzeugung an der Fassade ohne einen erkennbaren Eingriff auf die architektonische Wirkung des Gebäudes.
Weitere Informationen zum Aufbau einer VHF: FVHF
Gestaltungsmöglichkeiten
Abbildung: Beispielhafte farbliche Gestaltungsmöglichkeiten für die Werkstoffe Beton und Metall (Quelle: Fraunhofer IBP)
Durch die unsichtbare Integration der solarthermischen Komponenten in der Solar-VHF bleiben die gestalterischen Vorteile und Freiheiten einer VHF erhalten.
Dies gilt auch für die Farbgestaltung der Fassaden, wobei ein dunklerer Farbton vorteilhaft für die solaren Wärmeerträge ist.
Im Forschungsprojekt „Solar-VHF“ wurden bisher die folgenden Materialien untersucht und erprobt:
- Metall
- Glas (Einfachverglasungen und Isoliergläser)
- Beton
Ertragspotential
Abbildung: Jahreserträge und Nutzungsmöglichkeiten unterschiedlicher Solar-VHF-Typen (Simulationsergebnisse einer dunklen Süd-Fassade) (Quelle: ISFH)
Je nach konstruktivem Aufbau, Farbgestaltung und verwendetem Bekleidungsmaterial lassen sich mit einer Solar-VHF unterschiedliche Temperaturniveaus und Erträge erreichen.
Fassaden ohne zusätzliche transparente Abdeckung entsprechen in ihrem Verhalten annähernd unabgedeckten Solarkollektoren und sind daher besonders für die Nutzung von Umweltwärme auf geringem Temperaturniveau in Kombination mit Wärmepumpen geeignet.
Aufbauten wie die Isolierglas-Fassade erreichen bei solarer Einstrahlung auch höhere Temperaturniveaus, wodurch sich die Wärme auch zur direkten Nutzung (Flächenheizung bzw. Trinkwasser(vor-)erwärmung) einsetzen lässt.
Einbindung bzw. Anlagenkonzept
Abbildung: Beispielhaftes Anlagenkonzept einer Sole/Wasser-Wärmepumpe mit Solar-VHF (Quelle: Fraunhofer IBP)
Aufgrund des Temperaturniveaus ist für den wirtschaftlichen Einsatz der Solar-VHF in den meisten Fällen die Kombination mit einer Sole-Wasser-Wärmepumpe erforderlich.
Je nach Temperaturniveau kann die Wärme hierbei als direkte Wärmepumpenquelle oder zur Regeneration von Erdreichquellen bzw. Eisspeichern genutzt werden.
Die Regeneration der Erdreichquelle durch die Fassaden ermöglicht dabei eine signifikante Größenreduktion des Erdwärmesondenfeldes.
Hierdurch wird der Einsatz von Sole-Wasser-Wärmepumpen auch in dicht bebauten Gebieten bzw. bei kleinen Baugrundstücken ermöglicht.
Arbeitsschritte zur Erstellung einer Solar-VHF
- Die Bekleidungselemente mit den integrierten Wärmetauschern werden, analog zur VHF, gemäß den planerischen Vorgaben (Elementgrößen, optische Gestaltung) im Werk vorgefertigt.
- Die Rohrleitungen zum Anschluss der Solar-VHF-Elemente werden am Verankerungsgrund bzw. Tragmauerwerk angebracht.
- Zur Montage der Bekleidungselemente werden die gleichen Arbeitsschritte wie bei einer VHF umgesetzt. Jedoch ist zusätzlich ein Heizungsmonteur anwesend, der die Anschlussarbeiten an das Rohrnetz übernimmt.