Intelligente Fassaden für energieeffiziente Gebäude
Bei vielen Gebäuden in Europa besteht Renovierungsbedarf. Ein Großteil vorstädtischer mehrstöckiger Wohngebäude wurde in den 1960er- bis 1970er Jahren gebaut, als Umweltnormen noch deutlich lascher waren und Nachhaltigkeit wenig oder sogar keine Beachtung geschenkt wurde. Daher weisen diese Gebäude einen hohen Energieverbrauch, eine schlechte Luftqualität aufgrund von mangelhafter Belüftung sowie geringen architektonischen Wert auf. Das Projekt E2VENT nahm die Herausforderung an, die Energieeffizienz solcher Gebäude zu verbessern, sodass sie modernen grünen Standards entsprechen. Zu diesem Zweck setzte das Projekt innovative nachhaltigkeitsfördernde Technologien und Lösungen für das Äußere älterer Gebäude ein, um den Besitzern sowie Bewohnern Effizienzvorteile zu verschaffen. Einklang aus Komfort und niedrigerem Energieverbrauch Die Projektpartner enthüllten eine intelligente modulare Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung (smart modular heat recovery ventilation –SMHRV), die die Klimatisierung verbessert, effiziente Energienutzung fördert und Wärmeverluste einschränkt. „Das E2VENT-System ist eine Lösung zur Renovierung von Fassaden mithilfe einer externen Verkleidung und einem Lufthohlraum, der verschiedene bahnbrechende Technologien beherbergt, die das Wärmeverhalten und die Qualität der Innenraumluft verbessern sollen“, erklärt Dr. Antoine Dugué. Die intelligente Anlage ermöglicht mithilfe eines dünnen doppelten Wärmetauschers die Wärmerückgewinnung aus der extrahierten Luft. Im Winter wärmt sie die frische Außenluft auf, bevor diese die Wohnräume erreicht, während sie sie im Sommer abkühlt. Darüber hinaus verwendet sie statt eines konstanten Luftstroms einen angepassten Luftstrom, der auf Messungen des CO2-Gehalts der Innenraumluft basiert, wodurch eine optimale Luftzirkulation ermöglicht wird: Lufterneuerung, wenn nötig, und mit Wärmerückgewinnung. Die Anlage besteht außerdem aus Aluminium, um das Gewicht niedrig zu halten. „Wir erwarten, dass unsere Wärmerückgewinnungsanlage eine Effizienz von etwa 80 % erreicht“, gibt Dr. Dugué an. E2VENT stellte auch eine weitere Innovation vor: ein Latentwärmespeichersystem (latent heat thermal energy storage – LHTES), das die Kapazitäten zur Wärmespeicherung des Gebäudes erhöht. Das System verwendet Phasenwechselmaterialien und nutzt den Temperaturunterschied zwischen Tag und Nacht aus, um den Wärmekomfort innerhalb des empfohlenen Bereichs zu halten. Die Anlage fungiert als Kühlgerät, indem sie in kalten Nächten Energie speichert und im Laufe des Tages wieder freigibt, um die entsprechende thermische Zone abzukühlen. Folglich kann man sie als ein begleitendes Hochleistungssystem zum Heizen und Kühlen ansehen, das Spitzenlasten senkt. „Wir haben einen neuartigen Prozess eingeführt, bei dem in Aluminiumröhren Kapseln aus dem Phasenwechselmaterial geformt werden. Eine solche Verkapselung gibt es auf dem Markt bislang nicht und sie könnte schnell flächendeckend übernommen werden, falls sie sich als effizient erweist“, gibt Dr. Dugué an. Der Verkapselungsprozess ermöglicht einen besseren Wärmeaustausch zwischen der Luft und dem Phasenwechselmaterial, da er Veränderungen der chemischen Zusammensetzung der Materialien verhindert, Interaktionen mit der Umwelt vorbeugt und die Kompatibilität mit umliegenden Materialien erhöht. Demonstrationsanlagen In Gdańsk und Burgos wurden zwei Pilotgebäude unter Verwendung der E2VENT-Systeme renoviert, um die Lösungen in zwei verschiedenen Klimata zu erproben. Die Demonstration begann an der Universität Burgos mit der Renovierung eines Gebäudes mit zwei Unterrichtsräumen. E2VENT-Lösungen wurden auch an zwei Wohnungen in einem Demonstrationsgebäude in Gdańsk vorgeführt. Das Design der Elemente an beiden Standorten bestand aus einer bestimmten Anzahl von SMHRV- und LHTES-Anlagen und Gebäudeenergiemanagementsystemen. Ein wichtiger Teil der Inbetriebnahme waren die akustischen Tests, bei denen die maximale Drehzahl der Ventilatoren bestimmt wurde, bei der deren Lautstärke bestehenden akustischen Standards entspricht. Die vorgeschlagenen Lösungen, Verkleidungen an alten Gebäuden im Nachhinein zu installieren, sollten den primären Energiebedarf um 50 % senken und CO2-Emissionen erheblich einschränken.
Schlüsselbegriffe
E2VENT, Gebäude, Fassade, Phasenwechselmaterialien, Energieeffizienz, intelligente modulare Lüftung mit Wärmerückgewinnung (SMHRV), Latentwärmespeicher (LHTES), Qualität der Innenraumluft, Wärmekomfort, Energiemanagement
