VITALITY. Design Regeln für Bauwerkintegrierte Photovoltaik im frühen Planungsstadium

Sonneneinstrahlung auf eine Fassadenfläche © Martin Kaftan, IGE 2017

Für die Gebäudeplanung im urbanen Raum ist eine möglichst frühe und integrale Planungsbegleitung für die erfolgreiche Umsetzung Bauwerkintegrierter Photovoltaik (BIPV) nötig. Ein bestehendes Hemmnis sind fehlende Tools und einfach anzuwendende Regeln zur Planungsbegleitung, vor allem für Nicht-PV-Spezialisten im frühen Planungsstadium.
Ziel des Projekts VITALITY ist es, Designregeln und Parameterbereiche technisch sinnvoller Planung für exemplarische Use-Cases mit urbanem Kontext zu entwickeln. Des Weiteren wird der Einfluss von BIPV auf weitere Planungsparameter von Gebäuden (wie thermischer Komfort, elektrischer Ertrag) untersucht. Die Nutzbarkeit oder Relevanz für BIM-Systeme spielt dabei eine wesentliche Rolle.
Gemäß der Definition der Klimaziele der Europäischen Union 2009, 2011 und 2015 ist der flächendeckende Einsatz von bauwerkintegrierter Photovoltaik unumgänglich. Ebenso erfordert die Europäische Gebäuderichtlinie den verpflichtenden Einsatz von BIPV oder anderer aktiver energieerzeugender Maßnahmen. Diese Entwicklungen erfordern verstärkte Anstrengungen im Bereich der Vereinfachung und Ermöglichung von BIPV im Planungsprozess von Gebäuden oder in der Stadtplanung. Des Weiteren hat die Technologieplattform Photovoltaik (TPPV) in einem Positionspapier 2014 BIPV als zentrales Ziel österreichischer Forschung und Entwicklung genannt. Dort ist als wesentlicher Punkt die Einbeziehung der BIPV Planung in die Neubauplanung als Chance für die österreichische BIPV Entwicklung genannt.
VITALITY liefert einen wichtigen Schritt, um diese Anforderungen und Ziele zu erreichen. Es zielt darauf ab, Tools für die integrale Planung zu ermöglichen. VITALITY erzeugt numerische aber vereinfachte Regeln, die eine verfeinerte BIPV-Planung schon im Designprozess erlauben. Im Projekt werden Designkriterien analysiert und Standardisierung untersucht und in vereinfachte Modelle übergeführt. Es werden prototypische Gebäude parametrisch geplant, thermisch und lichttechnisch simuliert und hinsichtlich thermischer, elektrischer Fachplanung und BIPV Planung untersucht. Die Planungsschnittstellen und der Planungsinformationsfluss werden untersucht und die Relevanz für BIM-Systeme wird abgebildet.
Als Ergebnis werden aus den vereinfachten Modellen und der parametrischen Simulation Designregeln entwickelt. Sie sind in einem frühen Planungsstadium optimiert für die Anforderungen an Flexibilität des Planers und Genauigkeit der Ertragsprognose für BIPV.

Projektlaufzeit:
Februar 2017 - Jänner 2019

Finanzierung:
Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG)
Klima- und Energiefonds


Projektteam:
AIT Austrian Institute of Technology (Konsortialführung): Tim Selke, Markus Rennhofer, Thomas Schlager, Sean Phillipp
TU Graz:
Institut für Gebäude und Energie,Sebastian Sautter
TU Graz:
Institut für Architektur und Medien, Martin Kaftan
EURAC: Marco Lovati
Lund Universität: Jouri Kanters

teamgmi: Anita Preisler
ATB-Becker: Gernot Becker

Projektpartner:
AIT Austrian Institute of Technology GmbH (Konsortialführung) – Österreich
EURAC
research Bozen – Institute für Erneuerbare Energie – Italien
Lund University – Faculty of Engineering, Department of Architecture and Built Environment – Schweden
teamgmi Ingenieurbüro GmbH
– Österreich
ATB-Becker e.U. – Österreich