Smart: innovative Dächer und Fassaden

Am 1. Juni 2017 startete das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderte Verbundprojekt FLEX-G (FKZ 03ET1470A) unter der Forschungsinitiative ENERGIEWENDEBAUEN. Ziel des Vorhabens ist die Erforschung von Technologien zur Herstellung von transluzenten und transparenten Dach- und Fassadenelementen mit integrierten optoelektronischen Bauelementen. Im Fokus stehen dabei ein schaltbarer Gesamt-energiedurchlassgrad (g-Wert) und die Integration flexibler Solarzellen. Unter Federführung des Fraunhofer-Instituts für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP werden neun Unternehmen, Hochschulen und Forschungseinrichtungen an diesem Projekt arbeiten.

Große lichtdurchlässige (transparente oder transluzente) Fassaden- und Dachelemente prägen immer stärker das Bild unserer Städte, dabei ist der Werkstoff Glas häufig für den gewünschten Formenreichtum nicht flexibel genug und für große überspannte Flächen zu schwer. Daher haben sich fluorpolymere Werkstoffe, wie zum Beispiel Ethylentetra-fluorethylen (ETFE), nicht zuletzt wegen ihrer langen Lebensdauer und Witterungsbeständigkeit, als Alternative zum Glas in diesen Anwendungen bewährt. Beispielhaft sei das Dach des größten Einkaufszentrums Europas (Dolce Vita, Lissabon, Portugal) mit 5-lagigen Folienkissen aus 200 000 m² ETFE genannt (siehe Foto). Im Gegensatz zu Glas sind Fluor-polymere in Beschichtungsprozessen allerdings schwierig zu verarbeiten. Aus diesem Grund konnten Membrandächer und -fassaden bisher nur sehr begrenzt mit energieeinsparenden Funktionen ausgestattet werden.

Das oben genannte Konsortium möchte nun die Oberflächen von Membrandächern und -fassaden mit optoelektronischen Bau­elementen so funktionalisieren, dass sie einerseits einen schaltbaren Gesamtener­giedurchlassgrad und zum anderen eine Ener­gieerzeugung mit flexiblen Solarzellen ermöglichen. Um dies zu erreichen, sollen erstmals Verfahren erforscht werden, mit denen das elektrochrome Bauelement direkt auf einer ETFE-Folie aufgebaut wird. Die Flexibilität der Folien ermöglicht die Verwendung von kostengünstigen und produktiven Rolle-zu-Rolle (R2R) Fertigungsverfahren. Im Rahmen des dreijährigen Vorhabens ist ein 36 m² großer Membrandachprototyp ge­plant, der sowohl mit elektrochromen Bauelementen – zur Schaltung des Gesamtenergiedurchlassgrades – als auch mit flexiblen, organischen Solarzellen ausgestattet ist.

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