Future Building Trends - Intelligente Gebäudekomponenten

Die immer weiter voranschreitenden Entwicklungen im Bereich der Elektrotechnik, der IT- und Sensortechnik, aber auch neue Entwicklungen in der Gebäudesimulation haben vor allem auf die Haustechnik und die Gestaltung und Planung von Gebäuden einen immensen Einfluss. Immer mehr technische Neuerungen haben Einzug in die gebaute Umgebung und erleichtern den Alltag. Die Studie "Future Building Trends" des Fraunhofer IAO gibt im Rahmen des Forschungsprojekts "Future Building Construction FUCON - Bauen im Jahr 2020" eine Übersicht über aktuelle Entwicklungen, Schwerpunkte und Trends bei intelligenten Gebäudekomponenten.

1. Intelligente Beleuchtungslösungen Mit sensorbasierter intelligenter Beleuchtung und der gleichzeitigen Nutzung neuster Beleuchtungstechnik (LED/OLED) kann im Vergleich zu herkömmlicher Beleuchtung in vielen Fällen 60-70% Energie gespart werden. Der Einsatz neuer Leuchtkörper wirkt sich zudem positiv auf die Arbeitsleistung und das Wohlbefinden der Menschen aus, so können zum Beispiel natürliche Lichtfarben und der natürliche Tagesverlauf des Lichtes dargestellt werden. Dies wird eindrucksvoll am "Light Fusion Lab" in Stuttgart demonstriert. Das Forschungslabor des Fraunhofer IAO dient der Entwicklung neuer Beleuchtungstechniken mit LED und OLED und der Erforschung deren Wirkung auf den Nutzer.

2. Dezentrale Lüftungstechnik Im Bereich der Lüftungsanlagen wird in vielen Fällen auf eine dezentrale Lüftung Wert gelegt, deren Integration in Fassadenelemente schon heute häufig Anwendung findet und gekoppelt mit einem Wärmetauscher und zusätzlichen PCM (Phasen-Wechsel-Materialien), deutlich zum Nutzerkomfort und zur Energieeinsparung beiträgt. Die Nachrüstung und Wartung gestalten sich relativ einfach, zudem kann auf einen zentralen Lüftungstechnikraum und große lange Kanalsysteme verzichtet werden. Gebaute Beispiele sind das ImtechHaus von nps Tchoban Voss in Hamburg oder das Capricorn Haus von Gatermann + Schossig in Düsseldorf. Das ImtechHaus ist eines der ersten Gebäude bei dem ein dezentrales PCM-Lüftungssystem zum Einsatz kam. Das Capricorn Haus besitzt speziell entwickelte multifunktionale Fassadenelemente, die die gesamte notwendige Technik beinhalten, um ein individuelles und angenehmes Raumklima zu schaffen.

3. Klimabasierte Raumkonzeption Der Trend klimabasierter Raumkonzepte setzt meist auf hybride Lüftung. Die natürliche Luftzirkulation wird durch ein mechanisches Lüftungssystem unterstützt. Diese Kopplung einer mechanischen Lüftungsanlage mit einer gebäudeintegrierten optimierten natürlichen Lüftung führt zu einer besseren Energiebilanz und einem angenehmeren Raumklima. Die Optimierung solcher hybrider Formen kann auch für Notfälle genutzt werden, zum Beispiel zur gezielten Entrauchung von Gebäudeteilen. Ein ausgereiftes hybrides Lüftungssystem kam beispielsweise im Mercedes Benz Museum in Stuttgart von UNStudio zum Einsatz. Das Atrium des Museums wird im Brandfall mit Hilfe eines künstlich erzeugten Tornados entraucht.

5. Belichtungsoptimierte Fassade Einen weiteren Weg beschreitet die so genannte belichtungsoptimierte Fassade. Diese wird über Sonnenverlaufs- und Verschattungssimulationen generiert und entworfen. Die Belichtungsoptimierung der Fassade eines Gebäudes sorgt dafür, dass die Räume optimal belichtet werden, jedoch nicht aufgrund zu starker Sonneneinstrahlung überhitzen. Dies sorgt vor allem im energetischen Bereich für eine doppelte Verbesserung, da nicht nur weniger Strom für die Beleuchtung benötigt wird, sondern auch weniger Energie für die Kühlung der Räume aufgewendet werden muss. Je nach Lichteinfall verändert sich das Fassadenbild. Die Fassade des YJP Administrative Centers im chinesischen Binhai von HDD/FUN besteht beispielsweise aus einzelnen Metall-Paneelen, deren Geometrie sich nach dem Tageslichtbedarf der einzelnen Räume und Nutzungen richtet.

4. Fassade als Medium Gebäude kommunizieren über ihre Fassaden. Diese Kommunikation mit dem Stadtraum kann dabei auf unterschiedliche Art und Weise stattfinden. Ein momentan erkennbarer Trend sind Medienfassaden, die unterschiedliche Bespielungen der Fassade mit verschiedenen Medien ermöglichen. So besteht die Matrix der BIX Medienfassade in Graz von realities:united beispielsweise aus aus 930 konventionellen Leuchtstofflampen, die durch die stufenlose Ansteuerung einzelner Lampen mit 20 Bildern pro Sekunde Bilder, Filme und Animationen zeigen kann. Die Fassade des Dexia Towers in Brüssel von LAB[au] konnte durch Passanten via Touchpads beeinflusst werden und durch die nachträglich mit einem LED-Raster versehe Fassade des UniqaTowers in Wien von Mader Stublic Wiermann scheint sich das Gebäude dynamisch zu bewegen.

6. Smart Building Am Ende der Reihe der innovativen Gebäudekomponenten steht ein Gebäude, das möglichst viele innovative Komponenten vereint: das Smart Building - das intelligente Haus. Es öffnet und schließt selbstständig Fenster und betätigt eigenständig Verschattungselemente und Lüftungsanlage. Es regelt die Lichtverhältnisse im Gebäude und erledigt die Einkäufe via Internet. Zutritt erhält nur, wer berechtigt ist. Über Internet und Smartphone ist der Eigentümer in ständigem Kontakt mit seinem Eigenheim und kann mit diesem kommunizieren, bzw. Anweisungen geben. Das Smarthouse 213 von Archi Viva in Coburg ist beispielsweise ein vollständig vernetztes Einfamilienhaus und gibt Statusmeldungen per SMS an den Hausbesitzer oder lässt sich online aus der ferne Steuern.

Weitere Informationen finden Sie hier Informationen zum Netzwerkpartner FUCON/Fraunhofer IAO Bildrechte:
1: "Light Fusion Lab", Stuttgart, Forschungslabor des Fraunhofer IAO
2: Capricorn Haus, Medienhafen Düsseldorf, Gatermann + Schossig, Rainer Rehfeld, www.rehfeld-fotografie.de
3: Mercedes Benz Museum, Stuttgart, UNStudio, MB Passion
4: UniqaTower, Wien, Mader Stublic Wiermann
5: YJP Administrative Centers, Binhai, HDD/FUN, Gang Wei, Zhenfei Wang
6: Smarthouse 213, Coburg, Archi Viv, schmidt213.eu