Arup Glasfassade mit Photobioreaktoren

Zur Messe Glasstec stellt das Forschungsteam FABIG – ein Verbundprojekt der Technischen Universität Dresden, Arup Deutschland GmbH, SSC GmbH, Pazdera AG und ADCO Technik GmbH – die neue Generation der Bioenergiefassade vor. Bereits 2013 war mit dem BIQ-Haus in Hamburg bewiesen worden, dass dieses Fassaden- und Energiekonzept funktioniert. Das Pilotprojekt anlässlich der IBA hatte damals weltweit für Schlagzeilen gesorgt. Das Funktionsprinzip ist weltweit einmalig: In den von einer Nährstofflösung durchströmten Glasfassadenelementen werden Mikroalgen kultiviert und so Wärme und Biomasse gewonnen. Während beim BIQ in Hamburg die Rahmen der Glaselemente noch geklemmt und die Bioreaktoren außenseitig angeordnet waren, sind die Glaselemente der Bioenergiefassade nun geklebt und die Reaktoren in die thermische Hülle eingebunden. Das führte im Ergebnis zu eine schlankeren, leichteren und gestalterisch flexibler einsetzbaren Konstruktion. Drei Fassadenelemente erweitern den Gestaltungsspielraum: Bei der transluzenten Variante ist die Grünfärbung des Bioreaktors von innen sichtbar, bei der opaken von außen. Das transparente Fassadenelement gewährleistet ungestörte Durchsicht. Changierende Farben bei unterschiedlichem Lichteinfall sowie aufsteigende Gasblasen lassen die Glaselemente lebendig erscheinen. Eine vierte Option ergibt sich durch die Montage der Glaselemente vor einer gedämmten Wand. Der Zusatznutzen der Bioenergiefassade ergibt sich aus der Verknüpfung von Ästhetik mit biologischen und technischen Kreisläufen. „Vereinfacht ausgedrückt sind die Glaselemente der Bioenergiefassade Teile einer solarthermischen Anlage, mit der zusätzlich Mikroalgen zur Erzeugung von Biomasse und zur Absorption von CO₂ gezüchtet werden“, erläutert Timo Sengewald, Energieexperte bei Arup. „Mit einer thermischen Effizienz von 38 Prozent und einer Konversionseffizienz der Biomasse von acht Prozent ist die Bioenergiefassade mit herkömmlichen solaren Systemen vergleichbar.“ Um die Bedingungen für das Algenwachstum in den Reaktoren zu verbessern und gleichzeitig den Aufbau der Glaselemente zu optimieren, wurden Computational-Fluid-Dynamics(CFD)-Simulationen angewendet, die die Strömungs- und Mischungsvorgänge innerhalb der Bioreaktoren abbilden. Außerdem verbesserten die Entwickler die Ausbildung der Bioreaktoren und die Integration der haustechnischen Systemkomponenten in marktübliche Fassadensysteme. Die Funktion und die Wirtschaftlichkeit der Anlage werden über ein Betreiberkonzept sichergestellt. Die geernteten Algen kommen der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie zugute. Das Forschungsprojekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert und soll im April 2019 mit der Erstellung eines Prototypen im Maßstab 1 : 1 abgeschlossen werden.

Arup Deutschland, 10623 Berlin

Tel. (0 30) 8 85 91 00, www.arup.com