Energieeffizienz durch dynamische Fassade

Eine adaptive Gebäudehülle soll bei einem Stadthaus an der Schlei für eine Energiebilanz sorgen, die der eines Passivhauses entspricht. Darüber hinaus zielt die Planung darauf ab, dass es sogar mehr Primärenergie generiert als benötigt.

Zwischen 80 - 170 m2 sind die sechs Einheiten groß, die von dem ortsansässigen Architekturbüro p.sindram als großzügige Maisonettewohnungen angelegt werden. Offene Grundrisse und große Öffnungen, die den Blick auf die maritime Landschaft des Ostseefjords Schlei freigeben, werden den Raumeindruck prägen.
Dass trotz der offenen Fläche und dem hohen Lichteinfall eine beträchtliche Energiebilanz erreicht werden wird, soll das Ergebnis einer ganzheitlichen Planung in Verbindung mit einer adaptiven Gebäudehülle sein, die aus sogenannten Funktionslayern besteht. „Die Fassade verändert sich durch die verschiedenen Layer kontinuierlich und ist in Bewegung, genau wie der Mensch, der sich dahinter aufhält“, so der Architekt Paul Sindram. Das Layer-Prinzip umfasst opake sowie transparente Elemente, die je nach Tageszeit oder Witterungsbedingungen übereinandergeschoben werden können. Insgesamt besteht ein System aus einer thermoaktiven Wand und drei Schienen, die mit maximal drei Funktionsschichten belegt werden können: den Dämm-, Dünnschicht-Photovoltaik- und Sonnenschutz-Layern.

Je nach Bedarf werden sie vor die Fensteröffnung geschoben und erfüllen dabei ihre spezifischen Funktionen: In der Nacht schließt sich der Dämm-Layer und erreicht im Zusammenspiel mit den anderen energetisch wirksamen Komponenten U-Werte von bis zu 0,45 W/m²K. Tagsüber sorgt der Sonnenschutz-Layer bei intensiver Sonneneinstrahlung dafür, dass die Räume sich nicht zu stark aufheizen. Seine Mikro-Lamellen aus Aluminium lassen genug diffuses Licht in das Rauminnere dringen, sodass der Blick nach außen bei einer Transparenz von 35 % erhalten bleibt. Die thermoaktive Wand mit integriertem Lüftungsgerät und Wärmerückgewinnung reduziert den Heizbedarf, der über das Fernwärmenetz der Stadt gedeckt wird. Der Jahreswärmebedarf des kompakten Baukörpers soll mit 15 kWh/m²a nahezu das Niveau von Passivhäusern erreichen, jedoch zudem über einen geringen Primärenergiebedarf verfügen.

Während Passivhäuser oft an den Südfassaden große Fensteröffnungen aufweisen, werden bei dem Stadthaus durch den Einsatz eines dynamischen Fassadensystems des Herstellers Schüco auch die Nord-, West- und Ostseite mit großflächigen Öffnungen gestaltet.
Die östliche Fassade öffnet sich mit großflächigen Fensterelementen von bis zu 2,5 m x 2,9 m, während die Westseite mit einem Wechsel von schmalen und breiten Öffnungselementen gestaltet wird. Auf der Nordseite befindet sich unter anderem das Treppenhaus, bei dem Passivhaus-zertifzierte Aluminium-Fassadenelemente zum Einsatz kommen. Bei der Gestaltung der Südfassade spielen energetische Aspekte die entscheidende Rolle: Neun großflächige fassadenintegrierte Photovoltaik-Dünnschicht-Elemente, die vor den feststehenden opaken Fassadenelementen platziert werden, generieren einen Großteil der Energie.
Die nach Osten und Westen zugewandten Fassadenflächen unterstützen die Energiegewinnung über jeweils sieben kleinere PV-Module.
In den Thermowänden speichern mit Salzhydraten gefüllte Wabenplatten Wärme durch Phasenübergang und geben diese zu einem späteren Zeitpunkt wieder ab. Dadurch wirken sie temperaturausgleichend und sorgen für ein angenehmes Raumklima.

Insgesamt sollen die fassadenintegrierten Photovoltaik-Elemente, in Kombination mit einer Dünnschicht-Photovoltaik-Anlage auf dem Dach, mehr Primärenergie generieren als das Stadthaus an der Schlei benötigt. Somit wird überschüssige Energie entstehen, die in das öffentliche Stromnetz der Schleswiger Stadtwerke eingespeist werden soll.