Flectocollect: Innovative Fassadenverschattung

Grundlagenforschung von Smart Materials zur Entwicklung einer nachhaltigen bionischen Fassadenverschattung für alle Gebäudetypologien

Der Klimawandel erfordert energieeffiziente Gebäude und den Einsatz regenerativer Energieträger. Bebauungsdichte und Versiegelung in Innenstädten führen zu erhöhter Gebäudeerwärmung und steigendem Kühlungsbedarf, die durch Dämmung und Verschattung reduziert werden können. Die Nutzung von Gebäudeflächen für Photovoltaik (PV) gewinnt an Bedeutung. Allerdings lassen großflächig mit PV-Modulen besetzte Fassaden nur wenig Sonneneinstrahlung ins Gebäudeinnere. Flectocollect ist ein innovatives Verschattungssystem, das direkte Sonneneinstrahlung ermöglicht, das Gebäude aber bei Bedarf beschattet und gleichzeitig Strom erzeugt. Inspiriert von der Strelitzia reginae, öffnet und schließt sich Flectocollect passiv durch die eintreffende Strahlung und innovative Konstruktionstechniken und Materialien. Durch die Kombination von Verschattungseinheiten mit PV-Zellen kann Flectocollect elektrischen Strom erzeugen, während es das Gebäude verschattet. Zwei Ansätze wurden identifiziert: Bimetalle, die bei Temperaturerhöhung Verformung durch die Verbindung von Verbundwerkstoffen mit unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten erfahren, und Formgedächtnislegierungen, die ihre ursprüngliche Form trotz Verformung durch Erwärmung wiedererlangen können. Das Projektziel ist die Identifizierung und Erprobung geeigneter Materialien, die optimale Beweglichkeit der Verschattungsmodule und Stromerzeugung ermöglichen. In der 20-monatigen Laufzeit sollen auf Basis einer umfangreichen Materialstudie Berechnungen zur maximalen Verformbarkeit in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur sowie unterschiedlicher Witterungsbedingungen (Bewölkungsgrad, Niederschlag, Windverhältnisse) durchgeführt werden. Auf dieser Grundlage wird die Integration von PV-Modulen geprüft und der mögliche Energieertrag berechnet. Eine 3D-Simulation dient der Ableitung konkreter Konstruktionsbedingungen. Abschließend ist der Bau eines Modells geplant, das nach Abschluss der Förderung in der Praxis erprobt werden soll.