TABSOLAR III – Herzlich willkommen auf der Website unseres Forschungsprojekts!
Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderte Projekt TABSOLAR III (FKZ: 03ETW017A, Laufzeit: 05/20–04/23) knüpft an die vorangegangenen BMWi-Projekte TABSOLAR (FKZ: 03ET1117A/C/D) und TABSOLAR II (FKZ: 03ET1310A/B/C/D) an. Nachdem in TABSOLAR grundlegende Untersuchungen zur Herstellung durchströmbarer Bauteile aus Ultrahochleistungsbeton (UHPC) für die Anwendung als solarthermische Fassaden oder als thermoaktive Bauteilsysteme im Gebäudeinnern (TABS) im Labormaßstab durchgeführt wurden, standen im Projekt TABSOLAR II der Transfer vom Labor- in den Technikumsmaßstab, praktische Fragen, Systemkonzepte sowie die Planung eines mobilen Demonstrationsgebäudes im Mittelpunkt. Das Ziel im Projekt TABSOLAR III besteht nun darin, die gesamte Wertschöpfungskette von der Vorplanung/Konzeptionierung über Planung, Fertigung und Montage/Installation bis zum Betrieb unter Berücksichtigung der beteiligten Gewerke abzubilden. Dabei sollen systemische Gesamtlösungen für nachhaltiges Heizen im Neubau, aber insbesondere auch in der Sanierung berücksichtigt und in Demonstrationsgebäuden gezeigt werden. In TABSOLAR II wurde deutlich, dass das bisher eingesetzte Membran-Vakuumtiefziehverfahren in der jetzigen Form noch nicht geeignet ist, die benötigte Quantität, Qualität und Flexibilität für ein Serienprodukt zu erfüllen. Daher ist geplant, ein Verfahren zweiter Generation zu entwickeln, das kein reines Scale-up, sondern eine notwendige grundlegende Neuentwicklung darstellt, in die die gewonnenen Erkenntnisse einfließen. Schließlich sollen die exemplarischen Gesamtlösungen in Demonstrationsgebäuden (Neubau und Sanierung) sowohl hinsichtlich des Montage- und Installationsprozesses als auch des erfolgreichen Betriebs demonstriert werden.
Das TABSOLAR®-Konzept verfolgt den Ansatz, vorgefertigte durchströmbare Fassadenelemente aus Ultrahochleistungsbeton (Ultra High Performance Concrete, UHPC) für unterschiedliche Fassadensysteme (vorgehängte hinterlüftete Fassade (VHF), Wärmedämmverbundsystem (WDVS) und Sandwichwand) zu entwickeln. Ein Solarfluid, das in Kanälen durch das TABSOLAR®-Element aus UHPC fließt, führt die gewonnene Wärme zur Nutzung ab. Im Gebäudeinnern können entsprechende Elemente später auch als thermoaktive Bauteilsysteme (TABS), ggf. auch in Ergänzung mit einer klassischen Betonkernaktivierung, genutzt werden. Die Kanäle werden mit Hilfe des so genannten Membran-Vakuumtiefziehverfahrens des Fraunhofer ISE direkt aus UHPC geformt.
Es sind drei Produktfamilien TABSOLAR® Premium, Economy und Design mit unterschiedlichen Solarerträgen, erreichbaren Temperaturniveaus, Kosten und Gestaltungsmöglichkeiten für verschiedene Anwendungen geplant. TABSOLAR® Premium und Economy sind im Hinblick auf höhere Solarerträge und Temperaturniveaus verglast. TABSOLAR® Design ist für geringere Temperaturniveaus und Erträge ausgelegt – z. B. als Wärmequelle für eine Wärmepumpe oder für die Schwimmbadbeheizung – und kann damit unverglast bleiben. Diese Variante bietet ähnlich den marktverfügbaren Fassadenelementen aus UHPC eine freie Oberflächengestaltung durch Strukturierung und/oder Farbe.
Das Projekt wird vom Fraunhofer ISE koordiniert, außerdem sind die Firmen G.tecz Engineering GmbH, Wendt Maschinenbau GmbH & Co. KG, Priedemann Facade-Lab GmbH, CAS Software AG, GiB - Gesellschaft für innovative Bautechnologie mbH, TruPhysics GmbH als Verbundprojektpartner, die Lindner Group KG und die Hans Berg GmbH & Co. KG als assoziierte Partner und die Firmen Betonfertigteile Spürgin GmbH & Co. KG und MV automatic GmbH & Co. KG sowie das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) als Unterauftragnehmer beteiligt.
Für den Entwurf der Kanalstrukturen wird das vom Fraunhofer ISE entwickelte, patentierte bionische FracTherm®-Verfahren (mehrfach verzweigte, „fraktale“ Strukturen wie z. B. bei Blutbahnen oder in Blättern) genutzt, das bereits mit verschiedenen Fertigungsverfahren erfolgreich umgesetzt wurde. Mit diesem Verfahren können nahezu beliebige Formen mit einem gleichmäßig durchströmten Kanalnetzwerk versehen werden.
Exponate TABSOLAR® Premium (links) und TABSOLAR® Design (rechts) © Fraunhofer ISE
Projektkonsortium des Vorgängerprojekts TABSOLAR II im September 2017 nach Fertigung eines TABSOLAR®-Elements bei Fa. Spürgin © Fraunhofer ISE
