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DETAIL Produktpreis 2015: Solarleaf – Algen-Fassadenpaneel

DETAIL Produktpreis 2015: Kategorie Research – Jurypreis
Solarleaf von Colt International GmbH, Arup Deutschland GmbH und Strategic Science Consult GmbH

Nominierungskommentar
Als „Algenhaus“ sorgte das offiziell „BIQ“ genannte Haus als weltweit erstes Gebäude, das mit einer Fassade aus Solarleaf Paneelen in Hamburg entstand, für Schlagzeilen als Modell einer neuen Generation von „Smart Material Houses“. Durch eine hybride Funktionalität des Solarleafs werden in der Fassade verschiedene Prozesse zur regenerativen Energiegewinnung in einem nachhaltigen Kreislauf vereint: Solarthermie, Geothermie, Biomasseproduktion und -verwertung. Der Wirkungsgrad des Solarleafs liegt bei ca. 10 Prozent. Um eine konstante Energieerzeugung zu gewährleisten wird die Systemtemperatur unter 40 Grad Celsius gehalten. Der Ertrag des Solarleafs in Bezug auf den Biomassegewinn und dessen Potential liegt bei 30 kWh je Quadratmeter Fassade pro Jahr. Der solare Wärmegewinn liegt bei rund 150 kWh/m²/a. Des Weiteren reduziert das Solarleaf den CO2 Ausstoß des Gebäudes um sechs Tonnen pro Jahr und absorbiert durch die Biomasse rund 2,5 Tonnen CO2 aus dem zugeführten Rauchgas.

Erläuterung
Der Ausbau erneuerbarer Energien aus Wind, Sonne, Biomasse und Erdwärme ist für die Energieversorgung der Zukunft von zentraler Bedeutung. Die Forschung und Entwicklung des Solarleafs wurde finanziell durch die Forschungsinitiative Zukunft Bau des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit unterstützt. Projektträger ist das Bundesinstitut für Bau-, Stadt-, und Raumforschung. Das Projekt wurde im Jahr 2009 initiiert, 2010 stellte man einen Prototypen her, 2013 wurde das erste Objekt BIQ zur IBA realisiert. Inzwischen ist das Solarleaf ein praxistaugliches Produkt. Durch die hybride Funktionalität des Solarleafs werden in der Fassade verschiedene Prozesse zur regenerativen Energiegewinnung in einem nachhaltigen Kreislauf vereint: Solarthermie, Geothermie, Biomasseproduktion und -verwertung. Ein wesentlicher Bestandteil des Solarleafs ist ein fassadenintegriertes Microalgensystem, das sowohl Solarwärme als auch Biomasse durch Photosynthese zur Energieversorgung des Gebäudes gewinnt. In der Fassade sind Microalgen und Wasser sowie eine aufwärtsgerichtete Luftströmung Voraussetzungen des Systems. Zudem wird ein spezielles Gasgemisch mit Überdruck am unteren Ende in das einzelne Paneel geleitet. Die entstehenden Luftblasen sorgen für eine Verwirbelung des Wassers. Dies führt zu einer Stimulation der Algen zur Licht- und CO2-Absorption und dadurch zum Betreiben der Zellteilung. Eine Microalge kann sich so im Laufe eines Tages vervierfachen. Durch die Verwirbelung werden die Paneele von innen gereinigt. Dies führt dazu, dass nur ein minimaler Wartungsaufwand entsteht. Ein zentrales Gebäudemanagementsystem überwacht die Zu- und Abflüsse jedes einzelnen Paneels, die Nährstoffversorgung und die Algenernte an der Schnittstelle zur Gebäudetechnik. Auch der Algengehalt und die Temperatur der Lösung werden an dieser Stelle überprüft. Beide Energieträger werden dem Wasser in der Technikzentrale des Gebäudes über einen Wärmetauscher bzw. einen Algenabscheider entnommen. Das Temperaturniveau wird über eine angeschlossene Wärmepumpe gesteuert, die Wärme kann für die Warmwasseraufbereitung und Raumheizung über Radiatoren bzw. Luftheizung direkt am Gebäude genutzt werden. Überschüssige Wärme kann geothermisch z. B. über Erdsonden unter dem Gebäude gespeichert werden. Alle Leitungen, etwa für die Luftzufuhr sowie für den Zu- und Abfluss der wässrigen Algenlösung, sind in der Unterkonstruktion des Solarleafs integriert.

(Foto: Colt)


BIQ in Hamburg mit Solarleaf-Fassade (Foto: Colt)


Paneelaufbau (Arup Deutschland GmbH)

Kooperationspartner

Colt International GmbH
Das Unternehmen Colt ist seit 1931 Experte für Lüftung, Heizung, Klimatechnik, vorbeugenden Brandschutz, Sonnenschutz und Tageslichttechnik. Colt vereint Anlagennutzen, Ökologie und Betriebskostenreduzierung und realisiert Neubau- und Sanierungsobjekte. Ein hoch effizientes Produktionsnetzwerk mit ausgereiften Arbeitsprozessen und modernster Anlagentechnik garantiert einen hohen Qualitätsanspruch. Das Unternehmen produziert in Deutschland, England, den Niederlanden, Singapur, China, Südafrika, Brasilien und Saudi Arabien. 

Arup Deutschland GmbH
Arup ist ein weltweit tätiges, unabhängiges Planungs- und Beratungsbüro mit einem breiten Spektrum an Dienstleistungen für die gebaute Umwelt. Mehr als 11.000 Designer, Ingenieure, Architekten und Berater entwickeln Konzepte, die für Kreativität, Qualität, Innovation und Nachhaltigkeit stehen. In Deutschland erarbeiten rund 200 Experten an den Standorten Berlin, Frankfurt am Main und Düsseldorf maßgeschneiderte Lösungen zu allen Anforderungen - von der Fachplanung einer Spezialdisziplin bis zu komplexen, interdisziplinären Projekten.

SSC Strategic Science Consult GmbH
SSC GmbH ist eine junge forschungsorientierte Biotechnologiefirma. Basierend auf der von SCC entwickelten Verfahrens- und Anlagentechnik bietet das Unternehmen ein komplettes Leistungsangebot zur Planung, dem Bau und Betrieb von Mikroalgenanlagen.

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