Herstellung dreidimensional geformter Fassaden mit integrierter solarthermischer Funktion mittels eines innovativen Umformverfahrens

Für die Erzeugung regenerativer Energien bietet der Stand der Technik verschiedene Ansätze für Photovoltaik und auch Solarthermie. Im Bereich der Photovoltaik gibt es viele aktuelle Forschungsprojekte und bereits ausgereifte Fassadenlösungen. Bei der Solarthermie gibt es dagegen weniger Möglichkeiten.
Solarthermieabsorber für Fassaden sind immer gleich aufgebaut und bieten wenig Gestaltungsspielraum. Die planare Absorberschicht bestimmt maßgeblich das Erscheinungsbild und ist für eine Gestaltung in größerem Maßstab nicht erwünscht. Daher ist es wünschenswert, funktionsintegrierte solarthermisch aktivierte Fassadenelemente zu entwerfen, die ihre Funktion zunächst nicht direkt erkennen lassen. In diesem Forschungsprojekt werden zunächst die Grundlagen der inkrementellen Blechumformung und der Aufbau von derzeit am Markt erhältlichen Fassadenelementen, Konstruktionen und Aufbauten analysiert.
Verschiedene Designstudien führten schließlich zu möglichen Konzepten, die für einige Bauteile getestet und schließlich die funktionalste und effizienteste Form ausgewählt wurde.
Es wurden verschiedene Umformversuche durchgeführt, um die Grenzen der Konstruktion im Herstellungsprozess zu ermitteln, und das Design der Fassadentafel wurde an den Produktionsprozess angepasst. Auch bei den Schweiß- und Beschichtungsprozessen wurden verschiedene Probleme aufgedeckt, die zur Weiterentwicklung der Geometrie führten.
Es wurde festgestellt, dass der Arbeitsraum, der Abstand, der Winkel, die Krümmung, die Dehnung, die Beschattung und der Sonneneinfall die wichtigsten Faktoren sind, die das Design beeinflussen. Rückfederungseffekte bei der Herstellung stellten ebenfalls eine große Einschränkung für den Prozess dar und veränderten die Geometrie.
Schließlich wurde eine fertigungsorientierte Entwurfsstrategie für solarthermische Fassadenelemente entwickelt, einschließlich eines prototypischen digitalen Analysetools für Fachplaner.
Pro Forschungseinrichtung wurde ein Demonstrator gebaut, der zu Demonstrationszwecken auf Messen und Kongressen eingesetzt werden kann.