Bioenergiefassade 2.0

Das Forschungsteam Fabig – ein Verbundprojekt der Technischen Universität Dresden, Arup Deutschland GmbH, SSC GmbH, Pazdera AG und Adco Technik GmbH – bietet mit der Weiterentwicklung der Bioenergiefassade neue Möglichkeiten der architektonischen Gestaltung. Die Funktionsweise der Fassade ist dabei einzigartig: In den von einer Nährstofflösung durchströmten Glasfassadenelementen werden Mikroalgen kultiviert – aus diesen wird dann Wärme und Biomasse gewonnen. Bereits 2013 wurde mit dem BIQ-Haus in Hamburg bewiesen, dass dieses Konzept funktioniert.

Während beim BIQ die Rahmen der Glaselemente noch geklemmt waren und die Bioreaktoren außenliegend angebracht wurden, sind die Glaselemente der Bioenergiefassade geklebt und die Reaktoren in die thermische Hülle eingebunden. Die gesamte Konstruktion ist dadurch schlanker, leichter und flexibler einsetzbar.

Möglichkeiten zur Gestaltung

Drei Fassadenelemente ermöglichen vielseitige Gestaltungsvariationen: Bei der transluzenten Version ist die Grünfärbung des Bioreaktors von innen sichtbar, bei der opaken von außen. Das transparente Element garantiert ungestörte Durchsicht. Changierende Farben bei unterschiedlichem Lichteinfall und aufsteigende Gasblasen geben den Glaselementen ein lebendiges Erscheinungsbild. Die Montage der Elemente vor einer gedämmten Wand lässt eine zusätzliche vierte Gestaltungsoption zu.

Computational-Fluid-Dynamics

Der Zusatznutzen der Bioenergiefassade ergibt sich aus der Verknüpfung von Ästhetik mit biologischen und technischen Kreisläufen. „Die Glaselemente der Bioenergiefassade sind Teil einer solarthermischen Anlage, mit der zusätzlich Mikroalgen zur Erzeugung von Biomasse und zur Absorption von CO2 gezüchtet werden“, erklärt Timo Sengewald, Energieexperte bei Arup. „Mit einer thermischen Effizienz von 38 Prozent und einer Konversionseffizienz der Biomasse von acht Prozent ist die Bioenergiefassade mit herkömmlichen solaren Systemen vergleichbar.“ Um die Bedingungen für das Algenwachstum in den Reaktoren und den Aufbau der Glaselemente zu optimieren, wurden Computational-Fluid-Dynamics (CFD) Simulationen genutzt. Diese bilden die Strömungs- und Mischungsvorgänge innerhalb der Bioreaktoren ab. Zusätzlich verbesserten die Entwickler die Ausbildung der Bioreaktoren und die Integration der haustechnischen Systemkomponenten in marktübliche Fassadensysteme. Die Elemente zu verkleben reduziert das Gesamtgewicht bei deutlich vergrößerten Maximalabmessungen deutlich. Funktion und Wirtschaftlichkeit der Anlage werden über ein Betreiberkonzept sichergestellt und die geernteten Algen werden in der Lebensmittel- sowie Pharmaindustrie verwendet.

Arup Deutschland GmbH

www.arup.com