Die Fassade als Stromlieferant

Beim Bürogebäude Obere Waldplätze 12 in Stuttgart setzten Drees & Sommer und SCD Architekten Ingenieure auf digitale Planung, Vorfertigung und die Eigenversorgung mit Strom – auch dank fassadenintegrierter Photovoltaikmodule von Schüco.
Auf etwa 7000 m² Bruttogrundfläche bietet der Neubau im Südwesten von Stuttgart Platz für etwa 200 Mitarbeitende, einen großen Konferenzbereich, eine Cafeteria und eine Kantine. Wie fast immer, wenn Planungsbüros für den Eigenbedarf bauen, will Drees & Sommer hier die eigene Kompetenz unter Beweis stellen – auch und gerade in puncto Energietechnik und Fassadentechnologie. OWP wurde weitgehend nach den Cradle-to-Cradle-Prinzipien geplant und erzeugt mehr Energie, als es im Betrieb verbraucht. Maßgeblich dafür sind Photovoltaikanlagen auf dem Dach und an der Südfassade, eine neu entwickelte, hochdämmende Fassadenkonstruktion und die Nutzung von Erdwärme über Geothermie-Bohrungen.

Trotz der integrierten Solarzellen fällt reichlich Tageslicht in die Räume - und obendrein ein interessanter, ständig wechselnder Schattenwurf. © Jürgen Pollak / Drees & Sommer SE

Schlanke Hochleistungsfassade

Premiere feiert in den Oberen Waldplätzen eine neuartige modulare Fassade namens e-coFace, die Drees & Sommer gemeinsam mit dem Fassadenbauunternehmens FKN Fassaden entwickelt hat. Bei einer Gesamtstärke von insgesamt nur 210 mm erfüllt sie höchste Schall- und Wärmeschutzanforderungen und produziert darüber hinaus noch regenerative Energie. Erreicht wurde diese Schlankheit unter anderem durch eine nur 90 mm dicke Dämmschicht aus dem Hochleistungsdämmstoff Calostat von Evonik. “Zum Vergleich: Eine konventionelle Konstruktion hätte einen Gesamtaufbau von mindestens 400 Millimeter. Die Fläche, die wir durch diese schlanke Bauweise einsparen, lässt sich sinnvoll anderweitig nutzen“, berichtet der Architekt und Fassadenspezialist David Schenke von Drees & Sommer.

Ein spezielles Deckglas vor den opaken BIPV-Glas-Glas-Modulen verhindert die natürliche Spiegelung der PV-Module, um die Verkehrssicherheit entlang der Autobahn sicherzustellen.

© Jürgen Pollak / Drees & Sommer SE

Bewährte Profilysteme adaptiert

Für die Fassade konstruierte das Schüco Engineering Team spezielle Aluminiumprofile in 90 mm Bautiefe. Sie nutzen die bewährte Innenkonstruktion mit thermischen Trennstegen, Dichtungen und Dämmung auf Basis des Aluminium-Fenstersystems AWS 75. Ebenfalls genutzt werden konnte das Dichtungs- und Kopplungssystem der Elementfassadenserie USC 65.

Mit der gebäudeintegrierten Photovoltaik von Schüco werden auf knapp 700 m² Fassadenfläche in der Süd- und Westseite des Gebäudes rund 70 MWh Ökostrom pro Jahr. Das sind rund 40 % des PV-Ertrages, der Rest geht auf das Konto der Aufdachanlage. Zwei unterschiedliche Modultypen kamen in den Fassaden zum Einsatz: Zum einen eine teiltransparente Dreifach-Isolierverglasung mit integrierten monokristallinen schwarzen Zellen im Bereich der Fenster. Und zum anderen monokristalline schwarze Glas-Glas-Module, als opake Elemente vorgesetzt vor die Hauptfassade. „Eine Herausforderung war die Auflage, wegen der Verkehrssicherheit die natürliche Spiegelung der PV-Module entlang der Autobahn zu reduzieren“, erzählt Marco Schech, leitender Projektingenieur für BIPV (Building Integrated Photovoltaics) bei Schüco. „Wir haben schließlich ein spezielles Deckglas gefunden, das durch seine außergewöhnliche Oberflächenstruktur die Reflektion deutlich abmindert und die behördlichen Vorgaben erfüllt.“ Ein interessanter Nebeneffekt ist, dass der Solarenergie-Ertrag durch dieses Spezialglas teilweise um bis zu 3 % gesteigert wird.

Gezielt eingesetzte Designeffekte entstehen durch die variabel gestaltete Zellbestückung der transparenten Dreifach-Isolierglas-BIPV-Module.

© Jürgen Pollak / Drees & Sommer SE

Fassadenintegrierte Photovoltaik als Gestaltungsmittel 

Marco Schech betont, dass die fassadenintegrierte Photovoltaik Architekten in ihrer Kreativität nicht einschränke. „Beim Projekt OWP12 hatten die PV-Elemente 32 verschiedene Formate, was durchaus gängig ist. So schmiegt sich die BIPV an die unterschiedlichen Fensteranordnungen sowie Rand- und Eckbereiche an und folgt perfekt der architektonischen Form.“ Das kann David Schenke, Architekt und Fassadenspezialist bei Drees & Sommer, nur bestätigen: „Unser gestalterisches Ziel war, die Photovoltaik als Designelement in die Fassade zu integrieren, ohne die Optik durch sie diktieren zu lassen – und das ist uns sehr gut gelungen.”

BIM für Nachhaltigkeit und Vorfertigung

Die beim Objekt eingesetzten Baumaterialien wurden auf der Grundlage des BIM-Modells detailliert in einem Materialpass dokumentiert. „Durch das BIM-Modell wissen wir genau, welche Module mit welchen Stoffen wir an welchen Stellen im Gebäude verbaut haben. Dieses digitale Gedächtnis ist damit auch Grundvoraussetzung für mehr Nachhaltigkeit“, erklärt Johannes Wiesinger, Senior TGA-Experte bei Drees & Sommer. Die digitale Planung ermöglichte zudem einen hohen Vorfertigungsgrad der modularen Fassade und eine zeit- und kostensparende Serien-Modulfertigung. Trotz ihrer technischen Komplexität konnte die Gesamtfassade von OWP 12 in nur 2,5 Wochen montiert werden. Insgesamt liegt OWP 12 mit zwei Jahren Bauzeit und 22 Millionen Euro im Zeit- und Kostenrahmen und ist damit ein Vorbild für die effiziente gewerkeübergreifende Zusammenarbeit am Bau. JS

Hier geht’s zum Unternehmensporträt von Schüco.