Intelligentes Fassadensystem zur Sanierung

Energetische Sanierungen im Nichtwohnbau erhalten neue technologische Impulse. Im zweijährigen Forschungsprojekt „EnergySkin“ hat die TH Köln gemeinsam mit Industriepartnern ein zirkuläres Fassadensystem zur außenliegenden Wandtemperierung entwickelt. Das modulare System minimiert Transmissionswärmeverluste signifikant und lässt sich als montagefreundliche Plug-and-Play-Lösung anbringen. Sämtliche Komponenten sind sortenrein trennbar, reparaturfähig und für eine spätere Wiederverwertung konzipiert.

Aktive Temperierung statt reiner Dämmung

Die Gebäudehülle übernimmt dabei weit mehr als rein passive Schutzfunktionen. „Der Gebäudesektor bietet großes Potenzial, um Energieverluste und die damit verbundenen CO₂-Emissionen weiter zu reduzieren. Ein entscheidender Hebel ist hierbei die Gebäudehülle“, erklärt Prof. Dr. Pietro Di Biase vom Institut für Technische Gebäudeausrüstung (TGA) der TH Köln. Co-Projektleiter Max Stoppel unterstreicht den multifunktionalen Ansatz: „Die Hülle ist mehr als nur ein statisches Dämmsystem. Das Modul unterstützt die lokale Wärmeregulierung und erzeugt einen Teil des benötigten Stroms selbst.“

Transparente Heizschichten und Photovoltaik

Das Herzstück des Prototyps bildet ein transparent beschichtetes Heizelement auf einer Glasscheibe. Diese Schicht temperiert die Außenwand gezielt und verringert das Temperaturgefälle zwischen Innenraum und Außenluft, wodurch Wärmeverluste messbar sinken. Eine zusätzliche Isolierverglasung verstärkt den Dämmeffekt, während Sensoren und ein Mikrocontroller die Heizleistung bedarfsgenau regulieren. Integrierte Solarzellen speisen eine Pufferbatterie, wenngleich ein Netzanschluss zur lückenlosen Versorgung obligatorisch bleibt.

Kältebrückenfreie Plug-and-Play-Montage

Konstruktiv setzt das System auf das bewährte Pfosten-Riegel-Prinzip mit wiederlösbaren Schraub- und Dübelverbindungen. In Simulationen sowie Praxistests in Klimakammern der TU Dresden wies das Team nach, dass die Konstruktion vollständig ohne Kältebrücken auskommt. Zudem ermittelten die Planer die ideale Dimensionierung des Luftspalts zur Dämmverstärkung und Feuchtigkeitsregulierung. Als energetisch optimal erwiesen sich dabei Ausrichtungen nach Ost-Süd sowie West-Süd.

Zirkuläre Partnerstruktur und Ausblick

An der Realisierung waren neben der TH Köln auch die Dobler Metallbau GmbH für das Montagesystem, die Flachglas Sachsen GmbH für Glas- und Solarmodule sowie die TU Dresden für Statik und Ökobilanzierung beteiligt. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie förderte das TH-Teilprojekt über das ZIM-Programm mit rund 208.000 Euro. Künftig planen die Forscher eine KI-gestützte Betriebsregelung, die Nutzung des Luftspalts zur Sommerkühlung sowie die Integration leichter organischer Photovoltaik.