SolAce

Selbst in einer so traditionsreichen Branche wie der Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik gibt es noch weisse Flecken: Einer davon ist die Aufnahme von Sonnenenergie und Tageslicht durch die Gebäudehülle. In der Unit SolAce | REcomfort forschen Experten der EPFL zusammen mit Industriepartnern an Themen wie diesem. Multifunktionale Fassadentechnologien schaffen eine positive Energiebilanz in den kombinierten Wohn- und Arbeitsräumen bei gleichzeitiger Minimierung des CO2-Fussabdrucks.

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Die positive Energiebilanz über das ganze Jahr soll in SolAce durch die Produktion von Strom und Warmwasser direkt durch die Fassade erreicht werden. Dazu kommen Photovoltaikmodule mit farbiger Verglasung auf Basis von Nanotechnologie sowie solarthermische Kollektoren zum Einsatz. Die innovative mikrostrukturierte Verglasung der Fenster ermöglicht ein saisonal-dynamisches Management der solaren Wärmegewinne.

Die Kombination von Wohn- und Arbeitsräumen und somit die Reduktion der benutzten Fläche senken den Energieverbrauch für Heizung und Beleuchtung erheblich und tragen zu einer verminderten Umweltbelastung bei. Darüber hinaus verbessern moderne Gebäudesensorik und Steuerungstechnik die Interaktion zwischen Benutzer und Gebäude. Dieser nutzerzentrierte Ansatz soll den Komfort für die Benutzer erhöhen und deren kognitive Leistung steigern. Das architektonische Design von SolAce mit vorgefertigten Holzelementen und modernen Kartonmöbeln setzt auf Baumaterialien mit wenig grauer Energie und niedrigem CO2-Gehalt.

Die Innovationsobjekte in der Unit SolAce
HDR Vision-Sensortechnologie
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n SolAce wird der Prototyp eines neuartigen High Dynamic Range (HDR) Vision-Sensors für eine Echtzeit-Überwachung der Beleuchtungsverhältnisse in einer Büroumgebung eingesetzt. Gemessen wird aus Sicht des Nutzers, beispielsweise von seinem Arbeitsplatz aus. Das Ziel ist die Verbesserung des visuellen Komforts, indem die Steuerung von Beschattungs- und Beleuchtungssystemen optimiert wird.

Partner: CSEM

3D-Mikrostrukturen zur Licht- und Wärmelenkung
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Ein neuartiger Verglasungstyp mit integrierten Mikrospiegeln, die für das menschliche Auge unsichtbar sind, leitet mehr Tageslicht in die Räume. Das Sonnenlicht wird damit direkt an die Decke umgelenkt. Diese Umlenkung führt zu einer gleichmässigeren Ausleuchtung der Arbeitsplätze und reduziert das Blendrisiko. Je nach Sonnenstand im Jahresverlauf können auch die solaren Wärmegewinne verändert werden: Hohe Gewinne im Winter reduzieren die Heizlast, geringere solare Gewinne im Sommer senken die Überhitzungsgefahr und den Kühlbedarf.

Partner: BASF

Laserbehandelte Selektivverglasung
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Diese neuartige Verglasung wurde zur Verbesserung der Mobilfunkqualität in Zügen entwickelt. Sie lässt sich allerdings auch für Gebäudehüllen und/oder im Gebäudeinnern einsetzen. Durch eine selektive Beschichtung (z.B. E-Coating) wird eine hohe Wärmeisolation erreicht, so dass sich die Verglasung sowohl für Anwendungen bei warmen wie auch bei kalten Temperaturen eignet. Die laserbehandelten Glasscheiben können auf die gewünschten Masse zugeschnitten und zu Mehrfachverglasungen zusammengesetzt werden. Die Verglasung erfüllt alle üblichen Normen und kann daher von Glasereibetrieben problemlos verbaut werden.

Partner: AGC-VIM

Farbige Verglasung für Photovoltaik und Solarthermie
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Die Farbverglasung für Photovoltaikmodule und solarthermische Kollektoren basiert auf mehrlagigen Nano-Dünnschichten. Die Herstellung ist umweltfreundlich und geschieht mittels Plasmaabscheidung aus der Gasphase. Diese innovativen Beschichtungen benötigen für die Kolorierung keine absorbierenden Pigmente und sind für die Solarstromerzeugung und Warmwasserproduktion im Haus optimiert. Die an der EPFL entwickelte und patentierte KromatixTM-Technologie wird derzeit von SwissINSO/Emirates Insolaire zur Marktreife gebracht. Mit einer grossen Gestaltungsflexibilität, Ästhetik und gleichzeitig optimalen Energiebilanzen bietet sie neue Möglichkeiten für die Einbindung von aktiven solaren Energiesystemen ins Gebäude.

Partner: Schweizer & Solstis

DSC-Verglasung
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Farbstoff-Solarzellen (DSC) gehören zur dritten Generation der Photovoltaik-Technologie. Die Zellen, die vom natürlichen Prozess der Photosynthese inspiriert sind, befinden sich zwischen zwei 3,2mm dicken Glasplatten. Die DSC-Module können in unterschiedliche Fenster, in Vorhangfassaden, in Lärmschutzwände und eine grosse Bandbreite von Endprodukten integriert werden. Ausserdem kann das rahmenlose, bereits mit Anschlüssen versehene g2e-Modul zu grösseren Einheiten zusammengesetzt werden.

Partner: g2e

Strukturverglasung und Holzkonstruktion
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Sogenannte Pollux-Fenster sind eine Revolution, die ursprünglich aus der Automobilindustrie stammt. Diese nun erstmals auch in der Schweiz hergestellten Fenster mit einer Holz-Glas-Verklebung ermöglichen besonders elegante Verglasungslösungen für Holzkonstruktionen und sind daher auch bei Designern äusserst beliebt. Die Fenster beinhalten verschiedene technische Innovationen, die den internen Forschungsaktivitäten des Unternehmens Tschopp-Zwissig zu verdanken sind. Zulieferer Sika entwickelte wiederum die Spezialkleber für die Glas-Holz-Verbindungen.

Partner: Tschopp-Zwissig

Dynamische und zirkadiane LED-Beleuchtung
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Durch dynamische Beleuchtungsmuster kann der Tagesrhythmus der Gebäudenutzer reguliert und eine Verbesserung der visuellen und kognitiven Leistung erreicht werden. Das dynamische Beleuchtungssystem greift auf modernste Erkenntnisse über die nicht bildgebenden Effekte (NIF) des Lichts auf den Menschen zurück. Die Grundlage für die Umsetzung dieser völlig neuen Beleuchtungsstrategie sind bildverarbeitende Sensoren mit hohem Dynamikbereich (HDR) und LED-Leuchten mit variabler korrelierter Farbtemperatur (CCT). Die positive Wirkung auf Büroarbeitskräfte soll mit Experimenten vor Ort und Post-Occupancy-Evaluierungen (POE) der beteiligten Nutzer belegt werden.

Partner: Regent Lighting

Lebenszyklus/CO2: Methoden und Tools
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Da sich die in SolAce verwendeten Technologien noch im Entwicklungsstadium befinden, fehlen Informationen und Daten zu deren Nachhaltigkeit noch weitgehend. Dies stellt eine wesentliche Herausforderung bei der Durchführung einer Lebenszyklusanalyse dar. Um sowohl die Prototypen als auch die künftigen Produkte – vorausgesetzt sie erreichen die Marktreife – untersuchen zu können, müssen verschiedene Annahmen getroffen werden. Bei der Beurteilung des SolAce insgesamt sowie der einzelnen Innovationsobjekte im Speziellen werden eine hochmoderne Datenbank und standardisierte Berechnungsmethoden eingesetzt.

Partner: Quantis

Interaktives Home Connection Cockpit
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eSMART umfasst drei wesentliche Funktionen für die Steuerung der gesamten Gebäudeinfrastruktur: eine Videogegensprechanlage, eine Temperaturregulierung und einen Energiezähler. Bedient wird das System über einen intuitiven Smartscreen, über welchen der Benutzer die Energieeffizienz der Gebäudetechnik sowie die Sicherheits- und Komfortmerkmale selbst optimieren kann. Die eSMART-Plattform umfasst ein 10-Zoll-Cockpit, das mit winzigen Smartmodulen interagiert, die hinter Schaltern versteckt sind. Diese ausgereifte Technologie ist bereits seit 2011 auf dem Markt. 550 Wohnungen wurden schon damit ausgestattet. Das Konzept ist validiert und kam bereits mehrfach im Ausland zum Einsatz.

Partner: eSMART

Jalousien zur Lichtlenkung
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Die Grinotex Sinus-Lamellen sehen nicht nur gut aus, sie sind vor allem sehr effektiv. Durch ihre gebogene Form lenken sie die einfallenden Lichtstrahlen in ähnlicher Weise an die Decke wie nicht-bildgebende optische Systeme (anidolische Systeme), die für ihre extrem hohe Lichtausbeute bekannt sind. Damit wird ein besonders angenehmes Ambiente geschaffen. Soll der Raum einmal komplett abgedunkelt werden, können die Grinotex Sinus-Lamellen mithilfe ihrer Dichtlippen vollständig geschlossen werden.

Partner: Griesser

Schallabsorbierende Möbel
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Harte Oberflächenmaterialien wie Glas und Beton reflektieren und verstärken den Raumschall, wodurch in modernen Gebäuden häufig unharmonische Geräuschkulissen entstehen. Mit den innovativen Lösungen von Abstracta lassen sich deutlich angenehmere Geräuschkulissen sowie visuell ausgewogene, anregende Büroflächen gestalten.

Partner: Abstracta

Kartonmöbel
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Intelligentes Design ist die treibende Kraft in der Philosophie von Kubedesign: Durch die geschickte Verwendung von Formen, Linien und Farben gelangt das Unternehmen zu Kreationen, die im Gedächtnis haften bleiben und die Fantasie anregen. Karton senkt die Produktions- und Transportkosten; ebenso sinken die Umweltbelastung und die CO2-Emissionen. Der Umweltschutz spielt im Leitbild des Unternehmens denn auch eine zentrale Rolle.

Partner: Kubedesign

Stadtbegrünung mit Betonelementen
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Die Vorstellung vom stressigen Stadtleben in grauen Strassenschluchten wird hoffentlich bald der Vergangenheit angehören. Das grüne SKYFLOR®-Fassadensystem liegt ganz im Trend einer nachhaltigen Stadtentwicklung. Mit dem patentierten System aus Hochleistungsbeton, Keramik und einem Trägermaterial lassen sich Fassaden auf vielfältige Weise begrünen. Die einzelnen selbsttragenden Elemente können dabei höchst unterschiedlich wie in einem Baukastensystem zusammengesetzt werden. Das SKYFLOR® mit seinem automatischen Bewässerungssystem kann sehr einfach und kostengünstig unterhalten werden.

Partner: Creabeton

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