Integrierte Solarzellen

Copenhagen Inter­natio­nal School, Kopenhagen/DK

In Kopenhagen entstand im neuen Stadtteil Nordhavn die Copenhagen International School. In Zusammenarbeit mit den Architekten von C.F. Møller Architects entschieden sich die Bauherren der Property Foundation Copenhagen International School (ECIS) für eine Fassadengestaltung, die das Solarzellensystem in der Fassade fast unsichtbar integriert hat (BIPV).

Noch steht sie zwischen Containern und Kränen und je nach Tageszeit und Wetter schimmert sie ebenso wie der vor ihr fließende Öresund in blauen und grünen Farbnuancen: Die Copenhagen International School ist einer der ersten und wohl auch beeindruckenden Bausteine des neuen Stadtteils Nordhavn der dänischen Hauptstadt. Von weitem mag man den Gebäudekomplex noch in einer Farbe wahrnehmen. Steht man allerdings davor, ist aus der Fläche ein Puzzle aus 12 000 quadratischen Fassadenpaneelen geworden, deren farbiges Wechselspiel man verstehen möchte.

Das Schulgebäude – ein nachhaltiger Lernort

„Wir wollten der Schule ein Profil geben, das dem Auftrag der Schule entspricht und das auf der Idee einer nachhaltigen Zukunft für die Generationen von morgen basiert.“ Mads Mandrup Hansen ist einer der acht Partner bei C.F. Møller Architects und war vor acht Jahren von Beginn an dabei, als die Internationale Schule in der Situation war, dass sie an ihrem ehemaligen Standort der Nachfrage baulich nicht mehr gerecht werden konnte. „An dem Punkt sind wir in das Projekt mit eingestiegen und haben gemeinsam mit der Stadt nach einem neuen und geeigneten Standort gesucht,“ weiß Mads Mandrup noch. Der neue Standort sollte zum einen die doppelte Anzahl an Schülern aufnehmen können und zudem das Angebot in der direkten Umgebung mit Sport- und Naturanlagen erweitern. Ein solch großes Grundstück wurde schließlich außerhalb der Stadt gefunden und die Entwurfsplanung konnte beginnen.

Die energiesparende Fassade

„Für die Solarmodule haben wir uns in einem sehr späten Stadium des Designprozesses entschieden. Dabei fragten wir uns, warum wir die Paneele nicht in die Architektur integrieren und etwas erschaffen, das sowohl ein starkes Signal erzielt, als auch im Unterricht der Schüler verwendet wird.“, erklärt Mads Mandrup den Gedankengang zur Energiefassade. „Anfangs waren wir sehr nervös, weil wir kein schwarzes Gebäude wollten. Wir hatten das Gefühl, dass dies zu ernst und zu schwer für eine Schule gewesen wäre. Also haben wir uns umgesehen und nach einer farbigen Lösung gesucht, die einem Schulgebäude entspricht.“ In Aarhus fanden sie das Unternehmen SolarLab, das gemeinsam mit dem Schweizer Unternehmen Swiss INSO für integrierbare Solarmodule zusammenarbeitet. Sie arbeiten mit der zertifizierten Kromatix™ Technologie. Diese Technik lässt Glas farbig erscheinen ohne die Sonnenenergieproduktion wesentlich zu verringern. Dabei ist das Solarglas selbst nicht farbig, sondern eine Schicht zwischen Glas und Solarzellen wandelt das Licht um, so dass es farbig erscheint. Bei Anwendung dieser Technik auf Solarglas muss ein guter Kompromiss gefunden werden, denn je höher das Reflexionsvermögen, desto niedriger die Durchlässigkeit und die energetische Leistung des Solargeräts, auf dem die farbige Glasabdeckung installiert ist. Aus diesem Grund ändert sich die Farbe, wenn sich der Winkel ändert (mehr zur Kromatix™ Technologie im Interview ab S. 42).

3D-Planung für den solaren Modulbau

Vor ca. zehn Jahren begannen die Planer bei C.F. Møller Architects die Zeichnungen in 3D-Programmen anzulegen. Heute liegen alle Projekte als 3D-Informationsmodelle vor, wodurch sich das praktikable Format des Solarpaneels von 70 x 70 cm für dieses Gebäude auf schnellstem Weg feststellen lassen konnte. Das Format hatte genau die passende Größe für das Puzzeln mit den Fensteröffnungen und für das Volumen des gesamten Gebäudes. „Entscheidend ist, dass die Paneele aufgrund der technischen Art und Weise, in der die Solarzellen tatsächlich Energie gewinnen, nur in Formaten gleicher Größe verwendet werden können. Um die gesamte Fassadengestaltung zu bestimmen, haben wir einen Algorithmus verwendet, der auch die Gesamtformate der Fenster berücksichtigt,“ erklärt Mads Mandrup das scheinbar zufällige Winkelspiel der Solarpaneele. Letztendlich bedecken 12 000 einzeln angewinkelte Solarmodule das Schulgebäude, die gemeinsam mehr als die Hälfte des jährlichen Stromverbrauchs der Schule liefern (> 300 000 kWp im Jahr). Mit einer Gesamtfläche von 6 048 m² gehört die Copenhagen International School zu den größten gebäudeintegrierten Solarkraftwerken Dänemarks.

Solare Technik sehen, analysieren und verstehen

„Wir wollten, dass die Kinder sofort ein Verständnis für das System haben. Daher hofften wir, dass die Belichtung der Photovoltaikzellen und die Verspieltheit der Farben und Neigungen der Paneele zu ihrer Neugier beitragen würden. Es war eine sehr positive Erfahrung, den Schülern zu helfen, die Fassade sowohl als Design als auch als Potential für eine positive Beeinflussung unserer Umwelt zu schätzen,“ erinnert sich Mads Mandrup. Die Daten der Solarzellen sind mittlerweile ein fester Bestandteil der Schüler im Lehrplan. „Die Schule ist zu diesem starken nachhaltigen Image gekommen, weil die Sponsoren und die Eltern auch hinter dem Konzept standen. Die Schüler verstehen das Konzept der Energiegewinnung an der Fassade und schätzen es,“ resümiert Mads Mandrup im Rückblick.

Solarzellen als integraler Bestandteil des Gebäudes

„Wenn wir Photovoltaik auf alle Oberflächen eines Gebäudes anbringen, können wir positive, selbst erzeugte Energiezahlen erzielen. Sobald das gesamte Stromnetz den gesamten nördlichen Hafen mit Energie versorgt, wird dies durch das zukunftsorientierte Denken der Schule sichergestellt.“ Ähnlich wie seine planenden Kollegen sieht er Entwicklungsbedarf bspw. was die Farbauswahl der Solarmodule angeht, doch betont Mads Mandrup den Fortschritt, der mit diesem Gebäude gewagt wurde: „Die Copenhagen International School wird von der Stadt genutzt und ist ein großartiges Beispiel dafür, wie Solarzellen in einem Gebäude integriert werden können. Sie ist ein erstes Experiment, zeigt den gegenwärtigen Status und ist eine der wirklich großen neuen innovativen Methoden, an denen die Architektur versucht einen Schritt in Richtung Nachhaltigkeit zu gehen.“ M.S.

Baudaten

Objekt: Copenhagen International School

Standort: Levantkaj, Nordhavnen, Kopenhagen/DK

Typologie: Bildungsbau

Bauherr: Property Foundation Copenhagen International School (ECIS)

Nutzer: Copenhagen International School (CIS)

Architekt: C.F. Møller Architects, Kopenhagen/DK, www.cfmoller.com

Mitarbeiter (Team):

Bauzeit: 2013–2017

 

Fachplaner

Tragwerksplaner: NIRAS A/S, Kopenhagen/DK, www.niras.com

Landschaftsarchitekt: C.F. Møller Landscape

 

Projektdaten

Nutzfläche gesamt 26,000 m²

Baukosten 66,99 Mio. €

 

Hersteller:

Tragwerk: Per Aarsleff A/S; www.aarsleff.com/

Fassade: Eiler Thomsen Alufacader A/S; www.et-alu.dk

Floors Bodenbeläge: Miko Gulve A/S, www.miko.dk

Lüftungsdecken: Cool Ceiling, www.cool-ceiling.com

Glastrennwände: Alutec Glas & Aluminium A/S

Sonnenschutz: Blendex A/S, www.blendex.dk

Solarpaneele: SolarLab, www.solarlab.dk

„Die Copenhagen International School verfügt über eine große Fassadenfläche mit 12 000 integrierten Sonnenkollektoren. Die Elemente sind jeweils derart geneigt, dass die verschienen Fassadenelemente eine Vielzahl von Blautönen wiederspiegeln. Diese Anordnung der indentischen modularen Elemente lässt eine spielerische Vielfalt des Erscheinungsbilds entstehen, die von der Position des Betrachters, dem Wetter an einem bestimmten Tag und dem Sonnenstand bestimmt wird.“ DBZ Heftpaten Astrid Piber und Tom Minderhoud

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