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Aluminium-Fassadenelemente mit integrierten Photovoltaikmodulen für architektonische Solarfassaden

Im Vorhaben AluPV werden langfristige Fragestellungen der bautechnischen Produktionstechnologie, neue Fertigungsverfahren und Materialkombination durch Verschränkung von Baustoffwirtschaft, Bereich Metall- und Fassadenbau, dem Energiesektor und dem Bereich Photovoltaikindustrie, adressiert. Dazu wird ein innovatives modulares Fassadensystem aus PV- und Designelementen für ästhetisch ansprechende, energieerzeugende Fassaden entwickelt, gekennzeichnet durch eine vereinfachte Installation in die Gebäudehülle und zum Anschluss an Gebäudeenergiesysteme. Dabei liegt der Fokus auf der Erarbeitung von Lösungen und Funktionsintegration für die konstruktive und elektrischen Anschluss- und Verbindungstechnik durch integrierte Aufhängung im Aluminiumprofil, angepasste Unterkonstruktion und integrierter Modulwechselrichter. Beanspruchungsanalysen, Durchführung von Feld- und Ertragstests und notwendigen Charakterisierungs- und Prüfmethoden zu Material- und Bauteilbewertung auf Seite der Photovoltaik und im Kontext BIM & Zulassung begleiten diese Arbeiten. Abschluss findet das Projekt mit einem Demonstratoraufbau und einer Wirtschaftlichkeitsanalyse zur Verifikation der Untersuchungsergebnisse und Demonstration einer anwendungsnahen Umsetzung. Das angestrebte modulare System bietet große Chancen mit ästhetisch ansprechenden Produkten zur Beschleunigung des Solarenergieausbaus insbesondere im urbanen Raum beizutragen und das Potential der gebäudeintegrierten Solarintegration aus seiner Nische heraus zu holen. Der Schwerpunkt am ISFH liegt auf der Entwicklung von industrietauglichen Fertigungsverfahren von PV-Modulen auf Al-Bauteilen, die Untersuchung der Langzeitstabilität, Erarbeitung von verschattungstoleranten Verschaltungskonzepten sowie der Bestimmung der PV-Erträge und Systembewertungen für komplexe Integrationssituationen.

Planungsunterstützung für die Solarisierung der Gebäudehülle in Neubau und Bestand

Architekt*innen, Planer*innen, Projektentwickler*innen und Komponentenhersteller*innen werden immer häufiger mit der Forderung nach einer ausgeglichenen CO2-Bilanz des Gebäudes durch die Integration von PV in Dach und Fassade konfrontiert. Hoher Planungsaufwand durch fehlendes Know-how und geringe Erfahrung verhindern jedoch oft die Umsetzung solcher Ziele. Schwierige Fragen sind oft: - Welche Flächen können und sollen mit PV belegt werden? - Welche Akteure sind wann im Bauprozess zu involvieren? - Ist der eingeschlagene Weg wirklich realisierbar? Gibt es (mehrere) Anbieter? - Wie soll die Energie genutzt werden (Eigenbedarf)? Werden Flächen für Speicher und Trassen benötigt? - Kostenermittlung und Erträge: Ist die Maßnahme wirtschaftlich? Konkret werden im Projekt Grundlösungen für die Verwendung von PV an Gebäuden erarbeitet. Die Einbindung von Herstellern sichert die Realisierbarkeit. Um den Handwerkermangel abzumildern, werden neben Handwerkern alle Solarfachkräfte adressiert. Digitale Modelle werden kurzfristig in einem neuen Industriestandard als VDI-Richtlinie zur Verfügung gestellt und über die Mitarbeit in diversen Normungsgremien veröffentlicht.

Planungsunterstützung für die Solarisierung der Gebäudehülle in Neubau und Bestand, Teilvorhaben: Architektur

Architekt*innen, Planer*innen, Projektentwickler*innen und Komponentenhersteller*innen werden immer häufiger mit der Forderung nach einer ausgeglichenen CO2-Bilanz des Gebäudes durch die Integration von PV in Dach und Fassade konfrontiert. Hoher Planungsaufwand durch fehlendes Know-how und geringe Erfahrung verhindern jedoch oft die Umsetzung solcher Ziele. Schwierige Fragen sind oft: - Welche Flächen können und sollen mit PV belegt werden? - Welche Akteure sind wann im Bauprozess zu involvieren? - Ist der eingeschlagene Weg wirklich realisierbar? Gibt es (mehrere) Anbieter? - Wie soll die Energie genutzt werden (Eigenbedarf)? Werden Flächen für Speicher und Trassen benötigt? - Kostenermittlung und Erträge: Ist die Maßnahme wirtschaftlich? Konkret werden im Projekt Grundlösungen für die Verwendung von PV an Gebäuden erarbeitet. Die Einbindung von Herstellern sichert die Realisierbarkeit. Um den Handwerkermangel abzumildern, werden neben Handwerkern alle Solarfachkräfte adressiert. Digitale Modelle werden kurzfristig in einem neuen Industriestandard als VDI-Richtlinie zur Verfügung gestellt und über die Mitarbeit in diversen Normungsgremien veröffentlicht.

Planungsunterstützung für die Solarisierung der Gebäudehülle in Neubau und Bestand, Teilvorhaben: Systemgeber und Solarteuere

Architekt*innen, Planer*innen, Projektentwickler*innen und Komponentenhersteller*innen werden immer häufiger mit der Forderung nach einer ausgeglichenen CO2-Bilanz des Gebäudes durch die Integration von PV in Dach und Fassade konfrontiert. Hoher Planungsaufwand durch fehlendes Know-how und geringe Erfahrung verhindern jedoch oft die Umsetzung solcher Ziele. Schwierige Fragen sind oft: - Welche Flächen können und sollen mit PV belegt werden? - Welche Akteure sind wann im Bauprozess zu involvieren? - Ist der eingeschlagene Weg wirklich realisierbar? Gibt es (mehrere) Anbieter? - Wie soll die Energie genutzt werden (Eigenbedarf)? Werden Flächen für Speicher und Trassen benötigt? - Kostenermittlung und Erträge: Ist die Maßnahme wirtschaftlich? Konkret werden im Projekt Grundlösungen für die Verwendung von PV an Gebäuden erarbeitet. Die Einbindung von Herstellern sichert die Realisierbarkeit. Um den Handwerkermangel abzumildern, werden neben Handwerkern alle Solarfachkräfte adressiert. Digitale Modelle werden kurzfristig in einem neuen Industriestandard als VDI-Richtlinie zur Verfügung gestellt und über die Mitarbeit in diversen Normungsgremien veröffentlicht.

Planungsunterstützung für die Solarisierung der Gebäudehülle in Neubau und Bestand, Teilvorhaben: Visualisierung

Architekt*innen, Planer*innen, Projektentwickler*innen und Komponentenhersteller*innen werden immer häufiger mit der Forderung nach einer ausgeglichenen CO2-Bilanz des Gebäudes durch die Integration von PV in Dach und Fassade konfrontiert. Hoher Planungsaufwand durch fehlendes Know-how und geringe Erfahrung verhindern jedoch oft die Umsetzung solcher Ziele. Schwierige Fragen sind oft: - Welche Flächen können und sollen mit PV belegt werden? - Welche Akteure sind wann im Bauprozess zu involvieren? - Ist der eingeschlagene Weg wirklich realisierbar? Gibt es (mehrere) Anbieter? - Wie soll die Energie genutzt werden (Eigenbedarf)? Werden Flächen für Speicher und Trassen benötigt? - Kostenermittlung und Erträge: Ist die Maßnahme wirtschaftlich? Konkret werden im Projekt Grundlösungen für die Verwendung von PV an Gebäuden erarbeitet. Die Einbindung von Herstellern sichert die Realisierbarkeit. Um den Handwerkermangel abzumildern, werden neben Handwerkern alle Solarfachkräfte adressiert. Digitale Modelle werden kurzfristig in einem neuen Industriestandard als VDI-Richtlinie zur Verfügung gestellt und über die Mitarbeit in diversen Normungsgremien veröffentlicht.

Planungsunterstützung für die Solarisierung der Gebäudehülle in Neubau und Bestand, Teilvorhaben: Wirtschaftlichkeit, Bauprozessintegration, Validierung

Architekt*innen, Planer*innen, Projektentwickler*innen und Komponentenhersteller*innen werden immer häufiger mit der Forderung nach einer ausgeglichenen CO2-Bilanz des Gebäudes durch die Integration von PV in Dach und Fassade konfrontiert. Hoher Planungsaufwand durch fehlendes Know-how und geringe Erfahrung verhindern jedoch oft die Umsetzung solcher Ziele. Schwierige Fragen sind oft: - Welche Flächen können und sollen mit PV belegt werden? - Welche Akteure sind wann im Bauprozess zu involvieren? - Ist der eingeschlagene Weg wirklich realisierbar? Gibt es (mehrere) Anbieter? - Wie soll die Energie genutzt werden (Eigenbedarf)? Werden Flächen für Speicher und Trassen benötigt? - Kostenermittlung und Erträge: Ist die Maßnahme wirtschaftlich? Konkret werden im Projekt Grundlösungen für die Verwendung von PV an Gebäuden erarbeitet. Die Einbindung von Herstellern sichert die Realisierbarkeit. Um den Handwerkermangel abzumildern, werden neben Handwerkern alle Solarfachkräfte adressiert. Digitale Modelle werden kurzfristig in einem neuen Industriestandard als VDI-Richtlinie zur Verfügung gestellt und über die Mitarbeit in diversen Normungsgremien veröffentlicht.

Planungsunterstützung für die Solarisierung der Gebäudehülle in Neubau und Bestand, Teilvorhaben: Grundlösungen, digitale Modelle, Web-portal, Normungsarbeit

Architekt*innen, Planer*innen, Projektentwickler*innen und Komponentenhersteller*innen werden immer häufiger mit der Forderung nach einer ausgeglichenen CO2-Bilanz des Gebäudes durch die Integration von PV in Dach und Fassade konfrontiert. Hoher Planungsaufwand durch fehlendes Know-how und geringe Erfahrung verhindern jedoch oft die Umsetzung solcher Ziele. Schwierige Fragen sind oft: - Welche Flächen können und sollen mit PV belegt werden? - Welche Akteure sind wann im Bauprozess zu involvieren? - Ist der eingeschlagene Weg wirklich realisierbar? Gibt es (mehrere) Anbieter? - Wie soll die Energie genutzt werden (Eigenbedarf)? Werden Flächen für Speicher und Trassen benötigt? - Kostenermittlung und Erträge: Ist die Maßnahme wirtschaftlich? Konkret werden im Projekt Grundlösungen für die Verwendung von PV an Gebäuden erarbeitet. Die Einbindung von Herstellern sichert die Realisierbarkeit. Um den Handwerkermangel abzumildern, werden neben Handwerkern alle Solarfachkräfte adressiert. Digitale Modelle werden kurzfristig in einem neuen Industriestandard als VDI-Richtlinie zur Verfügung gestellt und über die Mitarbeit in diversen Normungsgremien veröffentlicht.

Steigerung der energetischen Qualität und Wirtschaftlichkeit von Gebäudehüllen durch effiziente Bereitstellung und Nutzung der Produktdaten in Planungssoftware, Teilvorhaben: Sonnenschutzdatenbank in Softwaretools

EQWIN-P soll das Preis-Leistungs-Verhältnis von energieeffizienten Gebäuden verbessern, indem der Automatisierungsgrad der Verarbeitung von Gebäudehülldaten erhöht wird. Aktuell werden Gebäudehülldaten zwar innerhalb einer Softwareanwendung verarbeitet, sind aber zwischen verschiedenen Anwendungen in der Regel nicht kompatibel und müssen manuell oder in gebrochenen digitalen Ketten übertragen werden. Des Weiteren müssen hochkomplexe Messdaten oft weiterverarbeitet werden, so dass es erforderlich ist, relevante Methoden zur Bewertung von Gebäudehüllen dem Markt möglichst einheitlich bereit zu stellen. Gesamtziel dieses Projekts ist es, hierfür eine Plattform zu konzipieren und zu implementieren, so dass am Ende des Projektes Server für Datenbanken und 'Methoden als Service' bereitgestellt werden. Statt vielen manuellen Schritten können Planende durch das Vorhaben zukünftig einfacher und umfassender aktuelle und hochwertige Gebäudehülldaten nutzen und effizienter und preiswerter planen. HELLA erarbeitet mit dem Tool fabricfinder.hella.info eine umfassende Datenbank vergleichbar mit jener der ES-SO (europäischer Sonnenschutz Dachverband) ES-SDA www.es-so-database.com. Die Anbindung der beiden Tools an die ICON Struktur ist bis dato nicht anvisiert worden. Das Konsortium EQWIN-P bietet den idealen Rahmen dies zu tun. Die ES-SO steht als Verband hinter EQWIN-P, da der wirtschaftliche Erfolg des Sonnenschutzes neben höchster Produktqualität auch von der effizienten und sicheren Planbarkeit abhängt. Die European Solar Shading Database und die Daten des fabricfinders werden durch die koordinative Arbeit von HELLA mit den Herstellern der Gewebe ohne lästige manuelle Zwischenschritte in die Planungssphäre übermittelbar. HELLA ist das Technical Committe der ES-SO mit Entwicklerkapazitäten der ES-SDA verbunden.

Steigerung der energetischen Qualität und Wirtschaftlichkeit von Gebäudehüllen durch effiziente Bereitstellung und Nutzung der Produktdaten in Planungssoftware

EQWIN-P soll das Preis-Leistungs-Verhältnis von energieeffizienten Gebäuden verbessern, indem der Automatisierungsgrad der Verarbeitung von Gebäudehülldaten erhöht wird. Das Problem heutzutage ist zum einen, dass Gebäudehülldaten zwar innerhalb einer Softwareanwendung verarbeitet werden, aber zwischen verschiedenen Anwendungen in der Regel nicht kompatibel sind und manuell oder in gebrochenen digitalen Ketten übertragen werden müssen. Dies umfasst zahlreiche proprietäre Formate, die in Teilen auch nur in bestimmten Wissenskontexten interpretierbar sind. Des Weiteren erhalten viele hochkomplexe Messdaten erst durch Algorithmen einen planerischen Mehrwert, so dass es dringend erforderlich ist, relevante Methoden zur Bewertung von Gebäudehüllen dem breiten Markt möglichst einheitlich bereit zu stellen. Fraunhofer konzipiert und implementiert in EQWIN-P gemeinsam mit den Partnern eine Plattform, so dass am Ende des Projektes unter anderem hygrothermische Daten und 'Methoden als Service' für optische Daten online nutzbar sind. Fraunhofer entwickelt dafür auch Demonstratoren für praktische Anwendungsszenarien, z.B. zu Energieberatung, sommerlichem Wärmeschutz, Tageslichtnutzung, Hygrothermik. Fraunhofer stimmt die Arbeiten international über Beteiligung inkl. Leitung eines IEA-Projektes ab. Statt vielen manuellen Schritten können Planende durch das Vorhaben zukünftig einfacher und umfassender aktuelle und hochwertige Gebäudehülldaten nutzen. Anstelle ihre Produktdaten in vielen verschiedenen Formaten anzubieten und die Inhalte kostenintensiv aktuell zu halten, können Komponenten- und Softwarehersteller eine einheitliche Form des Datenaustauschs für zahlreiche Daten und Methodenbibliotheken verwenden, die von verschiedenen Anwendungen genutzt werden. Dies ermöglicht bessere Produktdifferenzierungen am Markt. Energieeffiziente, nachhaltige Gebäude können damit effizienter und preiswerter als bislang geplant werden.

Entwicklung eines kombinierten Verfahrens aus Akustik und Infrarotthermografie zur quantitativen Evaluation der Luftdichtheit von Gebäudefassaden, Teilvorhaben: Koordination, Laborarbeiten und Voruntersuchungen im Feld, sowie Praxistests und Validierung

Der unbeabsichtigte Luftaustausch durch die Gebäudehülle ist eine der wesentlichen Quellen für Wärmeverluste in Gebäuden und deren Energieverbrauch. Die Quantifizierung und Identifikation einzelner Leckagen in der Gebäudehülle ist mit Stand-der-Technik Verfahren bisher anspruchsvoll, zeitaufwändig und hängt stark von der Erfahrung des jeweiligen Energieberaters ab. Das schnelle und sichere Auffinden von Leckagen spielt allerdings eine entscheidende Rolle bei einer zügigen und großflächigen Sanierung von Bestandsgebäuden. In diesem Projekt soll ein Messsystem sowie eine dafür geeignete Ultraschallquelle entwickelt werden, mit dem Ziel, Leckagen in Gebäudehüllen schnell und für Bewohner möglichst störungsfrei zu identifizieren. Das System basiert auf der Kombination von Schallquellenortung mittels Mikrofon-Array-Technologie ('Akustische Kamera') und Infrarotthermografie. Durch die kombinierte Auswertung von Akustik und Thermografie können die Vorteile beider Verfahren kombiniert und die spezifischen Nachteile der einzelnen Verfahren verringert werden. Im Labor wird untersucht, wie mit dieser Methode die energetische Relevanz (Luftaustauschrate) verschiedener Leckagen bestimmt werden kann. Entwicklungsbegleitende Tests an Sanierungsbaustellen sollen Praxisanforderungen gewährleisten und zu einer Beschleunigung der Prozesse der seriellen Gebäudesanierung führen. Abschließend ist ein Ergebnisvergleich des Systems mit einer professionellen Luftdichtheitsprüfung nach Stand der Technik geplant. Das DLR übernimmt die Koordination des Vorhabens. Neben der Durchführung von Voruntersuchungen im Feld, sowie von Praxistests und der Validierung liegt der fachliche Schwerpunkt des DLR auf den Laborarbeiten. Hier werden insbesondere die Ortung und Quantifizierbarkeit diverser Leckage-Setups im Labor bei unterschiedlichen Anregungsarten im Laborprüfstand untersucht.

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