In der verstärkten Nutzung von Fassadenflächen zur Energieerzeugung liegt ein hohes Potenzial zur Verbesserung der Energieeffizienz von Gebäuden. Nur wenn die Fassade nicht mehr nur als reine Gebäudehülle, sondern auch als dezentraler Energieumwandler, -verteiler und -speicher fungiert, können die von der Europäischen Union in ihrer Gebäuderichtlinie festgehaltenen Ziele, hinsichtlich vollkommener Energieautarkie aller ab 2019 neu errichteten Gebäude überhaupt realisiert werden. Eine derartige multifunktionale Fassade, die sich durch einen hohen Vorfertigungsgrad auszeichnet sowie austauschbar konstruierte, funktionale und variable Module zur Energieerzeugung umfasst, wird von einem Konsortium aus vierzehn Industrie- und Forschungspartnern bereits seit 2008 im fünfjährigen K-Projekt "Multifunctional Plug & Play Facade" (MPPF), einem Projekt des Kompetenzzentren-Programms COMET, entwickelt.

Im Zuge eines intensiven, mehr als einjährigen Monitorings des ersten Prototypen einer direkt integrierten, nicht vorgehängten, solarthermischen Fassade für Alu/Stahl-Glasfassaden wurde eine wesentliche technische Schwierigkeit einer solchen Konstruktion identifiziert: Im Stagnationsfall des solarthermischen Systems treten an der Gebäudeinnenwand viel zu hohe, für Menschen nicht mehr behagliche Temperaturen auf.

Im Rahmen des gegenständlichen Forschungsvorhabens wird daher eine nachhaltige, technisch ausgefeilte und wirtschaftlich sinnvolle Lösung zur Begrenzung der maximal auftretenden Temperaturen erarbeitet und erprobt. Diese beinhaltet im Wesentlichen ein Überhitzungsschutzkonzept auf Basis funktionaler Polymere, die in verschiedenen Teilen der solar-thermischen Fassadenelemente eingebaut werden. Zunächst wird ein vollständiges 3D-Computermodell der Fassade entwickelt, mit dem Materialvorgaben für das Design von neuartigen farbigen thermotropen Schichten und von Latentwärmespeichern berechnet werden.

Anschließend werden, aufbauend auf Kenntnissen von Vorprojekten, maßgeschneiderte thermotrope Überhitzungsschutzschichten und Latentwärmespeicher auf Polymerbasis entwickelt. Über Prüfstandmessungen am Sonnensimulator werden vielversprechende Funktionsmuster ausgewählt, die schließlich zur Anwendungsdemonstration in die MPPF-Test-Fassade eingebaut werden. Ein Monitoring der Testfassade soll die Leistungseffizienz der angestrebten Überhitzungsschutzlösung belegen.

Mit der speziellen, interdisziplinären Zusammensetzung des Projektteams strebt das Forschungsvorhaben eine Vernetzung der Kompetenzen auf den Gebieten der Kunststofftechnik und Polymerwissenschaften, der Solartechnik und des Bauwesens an, mit der Absicht diese Kooperation künftig weiter auszubauen, um maßgeschneiderte Systemlösungen zu entwickeln.

Projektpartner des AIT:

• Montanuniversität Leoben, Lehrstuhl für Werkstoffkunde und Prüfung der Kunststoffe (Koordinator)
• Forschungszentrum für integrales Bauwesen
• Polymer Competence Center Leoben GmbH
• Montanuniversität Leoben, Lehrstuhl für Kunststoffverarbeitung
• Montanuniversität Leoben, Lehrstuhl für Chemie der Kunststoffe

Das Projekt wird innerhalb der Programmlinie „Haus der Zukunft“ durch das Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie (BMVIT) gefördert. Unter "Haus der Zukunft" sind Wohn- und Bürobauten zu verstehen, die im Vergleich zur derzeitigen Baupraxis in Österreich Kriterien der erhöhte Energieeffizienz, des verstärkten Einsatzes erneuerbarer Energieträger, insb. Solarenergie, der erhöhten Nutzung nachwachsender Rohstoffe sowie des effizienter Materialeinsatzes, der vermehrten Berücksichtigung von Service- und Nutzungsaspekten für die BenutzerInnen von Wohn- und Bürogebäuden sowie dem Ziel der mit herkömmlichen Bauweisen vergleichbaren Kosten entsprechen.