Фасад должен защищать интерьер здания и придавать зданию лицо. Но будет ли достаточно в будущем, чтобы поверхности фасада использовались исключительно для защиты от атмосферных воздействий и дизайна? Разве фасад не может выполнять многофункциональные задачи, такие как производство электричества или фильтрация загрязняющих веществ из воздуха? Предвкушение умного фасада.
Автор: Сюзанна Саксенмайер-Валь
Дизельный скандал и связанные с ним запреты на вождение, поэтапный отказ от угля и ужесточение правил потребления первичной энергии. Любой, кто отклонил защиту окружающей среды как незначительную проблему, заметил в прошлом году, что вещи становятся серьезными. Охрана окружающей среды больше не касается только амбициозных «зеленых», но каждый из нас - все больше и больше по закону. Например, в 2009 году федеральное правительство ввело в действие Закон о возобновляемых источниках энергии (EE-WärmeG).
Он призван стимулировать расширение использования возобновляемых источников энергии на рынке отопления и увеличить их долю в сфере отопления и охлаждения в Германии до 14 процентов к 2020 году. Закон обязывает владельцев вновь построенных зданий покрывать их теплоснабжение возобновляемой энергией. В случае общественных зданий это относится даже к капитальному ремонту. Закон предоставляет владельцу дома различные варианты выполнения обязательства по использованию. Солнечная энергия, геотермальная энергия, биомасса и тепло окружающей среды разрешены.
Солнечные батареи на фасаде
Если выбрана солнечная энергия, закон предусматривает, что солнечный коллектор должен составлять не менее 0,04 квадратных метра на квадратный метр полезной площади. Следующий пример служит для иллюстрации этого: Для дома с жилой площадью 120 квадратных метров, коллектор должен быть не менее 4,8 квадратных метров. Хотя это требование обычно может быть легко реализовано в односемейном доме, внедрение в многосемейных или высотных зданиях довольно сложно - по крайней мере, если для солнечных коллекторов будет использоваться только площадь крыши. Потому что это мало по сравнению с площадью фасада и часто уже занято в другом месте (например, путем строительства лифтовых шахт). Если в этих случаях будет использоваться солнечная энергия, переход на поверхность фасада практически неизбежен.
Но имеют ли смысл солнечные коллекторы на фасаде? Общая радиация на фасаде значительно ниже в течение года, чем на крыше. Но если вы посмотрите на облучение в деталях, вы можете увидеть, что урожайность на южном фасаде зимой даже выше, чем на крыше, что связано с более низким солнцем. Удобно, когда низменное солнце выпадает в отопительный сезон - именно в то время, когда солнечная тепловая энергия используется главным образом в качестве отопительной поддержки (и, конечно, также для производства горячей воды). Еще один приятный побочный эффект солнечного фасада: снег, который иногда отключает кровельные системы зимой, не является проблемой на вертикальных поверхностях.
С экономической точки зрения то же самое относится к солнечному фасаду и к кровельным системам: согласно Указу об энергосбережении (EnEV), выгоды от солнечной энергии могут быть компенсированы потребностью в первичной энергии. В результате, например, толщина изоляции может быть уменьшена, что может привести к увеличению жилой площади для клиента, особенно в городах, где пространство ограничено. А это, в свою очередь, в виде более высокого дохода от аренды или проданной жилой площади представляет собой прямую финансовую выгоду. Солнечный фасад - по крайней мере, если он встроен в фасад - также сохраняет фасадный (изоляционный) материал, где расположена система. Солнечная система также действует как изоляция там.
Интеграция в ETICS как цель
В то время как фотоэлектрические фасадные системы были успешно установлены в течение нескольких лет, солнечный тепловой фасад все еще находится в зачаточном состоянии. Поэтому исследование DAW Group, которое включает специалистов Caparol и VHF Lithodecor (VHF = вентилируемый задний вентилируемый фасад), в настоящее время интенсивно работает над разработкой солнечных тепловых коллекторов для фасада. Эти элементы также должны быть смонтированы на основании и, таким образом, как и ОВЧ-фасады, изначально являются обязанностью строителя фасада. Тем не менее, DAW стремится к простой в реализации комбинации с фасадами ETICS. И с этим предмет солнечного фасада должен также затронуть художника и штукатура. В конечном итоге следует искать классический комбинированный фасад, например ETICS со встроенной стеклянной поверхностью,сравнимо с интеграцией фотоэлектрических модулей в оболочку здания (BIPV = Building-Integrated Photovoltaic или в немецкой строительной интегрированной фотовольтаике). Сочетание органических фотоэлектрических систем с теплоизоляционными композитными системами также было разработано в рамках исследовательского проекта. Здесь работа может быть выполнена почти полностью мастером, так как модули могут быть склеены минеральной штукатуркой (т.е. не требуется подструктура), и напряжение ниже контактного напряжения. Только солнечное соединение все еще должно быть выполнено солнечным техником или электриком. То, что в данный момент звучит как мечта для художника или штукатура, может вскоре стать частью его бизнеса.
Оптика большого значения
Д-р Томас Левенштейн, проектный энергетический фасад в DAW, конечно же, знает, что эстетические требования к интеллектуальному фасаду (в отличие от крыши) очень высоки. Когда его спросили о внешнем виде или природе модулей, он ответил: «Все концепции отличаются особой свободой дизайна, которая является ключевым параметром для эстетически сложных фасадов. Размеры и цвета элементов могут варьироваться как в солнечных тепловых, так и в фотоэлектрических системах. Степень блеска поверхностей также может быть адаптирована к пожеланиям клиента.
Из-за возможного сочетания с другими продуктами, такими как натуральный камень, на вентилируемых фасадах типа «занавес» доступны многочисленные различные оптики ». Уже имеющаяся лито-фотоэлектрическая система основана на вентилируемом фасаде типа« занавес »(VHF) и, таким образом, состоит из основания, которое Изоляция и сами модули BiPV Ситуация схожа с исследованным в настоящее время солнечным тепловым коллектором, который также установлен в ОВЧ. Не так с органической фотовольтаикой на ETICS. «Органическая фотогальваника на ETICS, которая также находится на стадии исследования, в основном имеет обычную структуру ETICS, только толщину усиливающего слоя позволяют прокладывать электрические соединительные кабели за уровнем модуля», - объясняет доктор. Томас Левенштейн.«Нет никакой разницы со стандартной ETICS вплоть до армирующего слоя».
Органические солнечные модули и органические фотовольтаики в настоящее время все еще находятся в стадии исследования. DAW в настоящее время готовит инструкции по обработке вместе с мастерами, которые участвуют в тестировании объектов. По окончании исследовательской фазы ремесленники окраски должны будут пройти обучение по установке органических фотоэлектрических элементов, чтобы модули можно было правильно устанавливать и подключать.
Чем зеленее, тем лучше
Все больше и больше людей переезжают в города. Здания становятся плотнее, как и движение транспорта. В отличие от городских зеленых насаждений все больше уменьшается. Таким образом, в то время как в городах образуется все больше и больше выхлопных газов, отсутствуют заводы, чтобы снова отфильтровать загрязняющие вещества из воздуха.
Поэтому для увеличения доли очистительных сооружений в городе в течение некоторого времени предпринимались попытки использовать вертикаль в качестве зеленой зоны. Стена мха, установленная в Штутгарте весной 2017 года, до сих пор помнят многие. Когда его демонтировали примерно через год, зрелище было не только неудовлетворительным (мхи стали коричневыми), но и отрезвляющим результатом. Не было никакого эффекта улучшения воздуха. Тем не менее, этот демпфер не привел к прекращению исследований стен мха. Скорее вы извлекли уроки из ошибок и оптимизировали системы.
В совместном проекте с берлинским стартапом Green City Solutions Alsecco разработала модульную систему, с помощью которой моховые поверхности могут быть интегрированы в фасады. Макс Гимпель-Хеннинг, менеджер по продукции в Green City Solutions, представил фасадную систему специалистам на Дне материалов Caparol в ноябре 2018 года. Он уверен, что мхи могут явно улучшить качество воздуха - при условии оптимальных условий. В ходе лабораторных испытаний природный продукт смог отфильтровать 97 процентов вредных кристаллов мелкой пыли из воздуха, и «Городские деревья» (см. Www.greencitysolutions.de) берлинской компании уже добились успеха не только в крупных городах Германии, но и в Амстердаме, Осло, Париже и Лондоне. в использовании - как сочетание моховой стены и скамейки в парке. Загрязняющие вещества связываются на поверхности листьев мха и постоянно интегрируются в их биомассу. Благодаря своей большой поверхности листьев мхи явно превосходят обычные деревья как мелкие пылесосы. Тем не менее, мхи не только нуждаются во влаге, чтобы процветать, им также нужна прохладная температура. Они явно были слишком высоки для стены мха в Штутгарте, которая летом смертельно стояла на юге, что в конечном итоге привело к высыханию мха. Это не могло остановить благонамеренное, но и не оптимально спроектированное орошение. Они явно были слишком высоки для стены мха в Штутгарте, которая летом смертельно стояла на юге, что в конечном итоге привело к высыханию мха. Это не могло остановить благонамеренное, но и не оптимально спроектированное орошение. Они явно были слишком высоки для стены мха в Штутгарте, которая летом смертельно стояла на юге, что в конечном итоге привело к высыханию мха. Это не могло остановить благонамеренное, но и не оптимально спроектированное орошение.
Умный фасад
Чтобы инновационная система «AeroCare» от Alsecco не постигла та же участь, она была оснащена современной технологией IoT. Используя эту технологию, все данные, касающиеся состояния и производительности системы, собираются, анализируются и визуализируются. Система использует датчики для предоставления информации о состоянии растений и предоставляет данные, например, о влажности, температуре и концентрации мелкой пыли, а также гарантирует, что мхи всегда достаточно увлажнены. Активируя дополнительную систему вентиляции в конструкции, можно увеличить поток воздуха и снова повысить эффективность системы. Алина Шнайдер, руководитель проекта AeroCare в Alsecco, объясняет отдельные компоненты:«AeroCare состоит из модуля площадью один квадратный метр. Это рама из нержавеющей стали, в которую встроены два вентилятора. Затем в модуль вставляются два лотка, в которые входят предварительно обработанные моховые маты, датчики с технологией IoT и фильтрующий элемент для орошения. Модуль крепится к стене с помощью VHF-основания. Получающаяся в результате задняя вентиляция фасада затем используется для всасывания воздуха, загрязненного мелкой пылью, с помощью вентилятора и для направления его через мох. Технология завода для снабжения и эксплуатации находится в здании ».расположены датчики с технологией IoT и фильтрующий элемент для орошения. Модуль крепится к стене с помощью VHF-основания. Получающаяся в результате задняя вентиляция фасада затем используется для всасывания воздуха, загрязненного мелкой пылью, с помощью вентилятора и для направления его через мох. Технология завода для снабжения и эксплуатации находится в здании ».расположены датчики с технологией IoT и фильтрующий элемент для орошения. Модуль крепится к стене с помощью VHF-основания. Получающаяся в результате задняя вентиляция фасада затем используется для всасывания воздуха, загрязненного мелкой пылью, с помощью вентилятора и для направления его через мох. Технология завода для снабжения и эксплуатации находится в здании ».
На первый взгляд может сложиться впечатление, что система не только сложная, но и дорогостоящая в обслуживании из-за постоянного водоснабжения и энергоснабжения. У Алины Шнайдер тоже есть решение: «При подключении цистерны можно использовать дождевую воду. И система также может быть самодостаточной с помощью фотоэлектрических систем ». И это также рассеивает опасения по поводу сборки:« Лотки просто подвешены. Кабели подключаются с помощью штекерных соединений ». AeroCare может быть интегрирован в классическую систему ETICS или в ОВЧ-фасад. В общем, обработка также является опцией для маляра или штукатура. Однако ремесленники должны пройти соответствующую подготовку. Алина Шнайдер:«Торговец должен знать об установке фасада ОВЧ.» Те, кто еще этого не сделал, могут это сделать. alsecco предложит специальное обучение для AeroCare, как только система будет готова к продаже. Первые пилотные объекты в настоящее время реализуются. Серийное производство модулей планируется начать осенью 2019 года.
Умный фасад: регулярное обслуживание
Алина Шнайдер рекомендует не планировать моховые модули на южном фасаде, так как мхи не переносят прямых солнечных лучей. В случае высокой солнечной освещенности, существует также возможность затенения мха прозрачной, воздухопроницаемой и УФ-защитной тканью. После сборки вы также должны следить за стеной мха. «Поскольку это органический материал, мы рекомендуем заменить Moostrays в течение 2-3 лет», - объясняет Алина Шнайдер. «Но это не из-за снижения эффективности очистки, а из-за роста растений. Мосс имеет чрезвычайно медленную скорость роста, поэтому лотки следует заменять через 2-3 года по визуальным причинам.«Руководитель проекта также обращает внимание на необходимость регулярного технического обслуживания:« В дополнение к замене Moostrays требуется регулярное техническое обслуживание электрических компонентов, таких как датчики, кабели данных и вентиляторы. »Это единственный способ обеспечить полную функциональность мхового фасада со всеми преимуществами. Поскольку моховые поверхности не только обладают звукопоглощающим эффектом и являются чрезвычайно эффективным увлажнителем и фильтром тонкой пыли, они также поддерживают зимнюю теплоизоляцию и обеспечивают значительное охлаждение летом. Это связано с высоким влагоудержанием мхов. Увеличенная поверхность испарения создает заметный охлаждающий эффект. И, наконец, система предлагает множество новых вариантов дизайна. С AeroCare, например, части фасада могут быть подчеркнуты чрезвычайно эффективно. В то же время, системное решение может быть объединено со всеми другими системами утепления фасадов Alsecco, а также с фасадами, с задней вентиляцией, а также с различными материалами поверхности, такими как штукатурка, клинкер, натуральный камень и стекло.
Мясо одного человека - это страдание другого человека
Но мох на фасаде не всегда вызывает положительные реакции. В большинстве случаев зеленые фасады создают проблемы для маляра или штукатура, потому что некогда безупречная штукатурка или краска теряет эстетику из-за нежелательного роста и часто является причиной жалоб потребителей. «Заражение водорослями и грибками на фасаде до сих пор остается нерешенной проблемой», - говорит доктор. Хельге Крамбергер, управляющий директор Института Роберта Мурьяна (RMI) в Обер-Рамштадте. В последние несколько лет было предпринято множество решений, чтобы взять проблему под контроль - к сожалению, только с умеренным успехом. Благодаря разработке датчика поверхностной влажности в RMI, доктор Крамбергер доказывает, что воздействие конденсата оказывает гораздо большее влияние на «нежелательный зеленый фасад», чем проливной дождь:«Очень небольшое количество воды может поддерживать фасад во влажном состоянии в течение очень долгого времени». Поэтому Крамбергер видит решение в том, чтобы как можно быстрее убрать размораживающую воду с поверхности фасада: «Решающим фактором является не то, сколько конденсата находится на поверхности, а как долго он там находится». остается ». Для Крамбергера решение было ясным: конденсация должна была быть уменьшена более высокими поверхностными температурами.
Отапливаемый фасад
Вместе со своим научным сотрудником доктором Айман Бишара, который сейчас отвечает за разработку и внедрение системы, предложил Крамбергер разработать систему отопления фасадов. «Утепление фасада все еще является мечтой о будущем», - сказал доктор. Крамбергер на Материальном дне Капарола в ноябре 2018 года, на котором он представил проект, «но на самом деле все необходимые компоненты доступны». Крамбергер объясняет, что они из себя представляют: «Вся система состоит из датчиков, которые, в зависимости от системы, измеряют температуру поверхности прямо или косвенно и влаги, центральный модуль управления, нагревательный слой между верхним покрытием и изоляционным материалом, а также электрические соединения и соединения. Сам нагревательный слой может быть встроен в армирование в виде ткани или нанесен в виде покрытия между армированием и верхним покрытием ». Такие нагревательные покрытия уже имеются на рынке для использования внутри помещений. Они содержат углеродные волокна, которые являются электропроводящими. Для функционирования нагревательной краски крайне важно, чтобы она наносилась с определенной толщиной слоя. Для правильного выполнения здесь потребуется эксперт. Крамбергер также подтверждает это: «По сути, система будет работать в низковольтном диапазоне, так что эту работу также могут выполнять квалифицированные маляры и штукатурные компании, а не только электрики». Но он добавляет: «Однако это будет сложная система,это может быть реализовано только для консультаций с клиентами и для реализации в тесном сотрудничестве между производителем и специализированной компанией. Для этого ремесленники должны пройти специальную сертификационную подготовку ». Поэтому каждый, кто хочет установить отопление фасада, должен пройти соответствующее обучение. «Как только система поступит в продажу, сертификационное обучение требуется для всей структуры системы. Эти учебные курсы станут обязательным условием для обработки и установки системы обогрева фасада », - подчеркивает доктор. Хельге Крамбергер.«Как только система поступит в продажу, сертификационное обучение требуется для всей структуры системы. Эти учебные курсы станут обязательным условием для обработки и установки системы обогрева фасада », - подчеркивает доктор. Хельге Крамбергер.«Как только система поступит в продажу, сертификационное обучение требуется для всей структуры системы. Эти учебные курсы станут обязательным условием для обработки и установки системы обогрева фасада », - подчеркивает доктор. Хельге Крамбергер.
Отвечая на вопрос Малерблатта о том, будет ли в обозримом будущем поступать в продажу отопление фасада, он ответил: «Первые прототипы могут быть подвержены погодным условиям в течение года, а первые испытательные объекты могут быть реализованы в течение 2-3 лет». с музыкой будущего - но звуки постепенно громче..
Подробнее о Дне Матери Капарола:
bit.ly/2InCnB5
Д-р Хельге Крамбергер, управляющий директор RMI
Очень небольшое
количество воды может сохранять фасад влажным в течение длительного времени.
Д-р Томас Левенштейн, фасад развития проекта в DAW
Размеры
и цвета
элементов могут варьироваться как в солнечных тепловых, так и в фотоэлектрических системах
Алина Шнайдер, руководитель проекта Aero Care в alsecco
Процессор должен знать об установке
фасада УКВ