Solarleitfaden - Gestaltung von Solaranlagen und Bauwerksbegrünung

Solaranlagen erzeugen nicht nur emissionsfreie, saubere Energie - sie lassen sich auch als gestalterisches Element in der Architektur vielfältig in Szene setzen. Welche Möglichkeiten es dafür gibt, zeigt der Solarleitfaden der Stadt Wien.

1 solar leit faden Gestaltung von Solaranlagen und Bauwerksbegrünung

2 INHALT Vorwort Maria Vassilakou 4 Vorwort Ulli Sima 5 1 Einleitung 7 2 Die Sonne nutzen – Solarenergie und Bauwerksbegrünung 11 2.1 Solare Technologien 11 2.2 Solarwärme 11 2.3 Photovoltaik 13 2.4 Hybridkollektoren 14 2.5 Bauwerksbegrünung 14 2.6 Gründach 15 2.7 Fassadenbegrünung 16 2.8 Nutzen, Eignung, Energieertrag und Lebensdauer 19 3 Zukunftsfähige Gebäude 23 3.1 Kombination der Technologien 23 3.2 Kombinationsmöglichkeiten und Synergien 24 3.3 Synergien von Kombinationen hinsichtlich Architektur, Stadtplanung und Umweltschutz 26 4 Gestaltung von Solaranlagen 29 4.1 Architektur und neue Technologien 29 4.2 Integration solarer Technologien in den Bestand 30 4.3 Integration solarer Technologien im Neubau 31 4.4 Gestalterische Richtlinien zur Montage von Solaranlagen 32 4.5 Brandschutzbestimmungen 47 5 Produkte 49 5.1 Typologien photovoltaischer Solarwärme-Produkte 49 5.2 Solarwärme-Systeme 51 Unverglaste Flachkollektoren 51 Verglaste Flachkollektoren 52 Vakuum-Röhrenkollektoren 55 Innovative Weiterentwicklungen 55 5.3 Photovoltaiksysteme 56 Poly- oder multikristalline Zellen 56 Monokristalline Zellen 59 Dünnschichtzellen 60 Bildnachweis 61 Impressum 62 Beilage Genehmigungsverfahren und Fördermöglichkeiten

5 4 VorworT Das Potenzial für Solarenergie ist in Wien noch lange nicht ausgeschöpft. Vor allem auf den Dachflächen der Stadt machen Solaranlagen Sinn: 55 Prozent der Dachfläche Wiens sind für die Nutzung von Sonnenenergie geeignet. Hinzu kommt, dass in Wien die Sonne rund 2.200 Stunden pro Jahr scheint. Das sind beste Voraussetzungen, um den Ausbau von solaren Technologien noch weiter voranzutreiben. Mittlerweile existieren in Wien bereits über 1.100 Photovoltaikanlagen, darunter auch zahlreiche Vorzeigeprojekte auf Dächern öffentlicher Gebäude. Mit diesen Anlagen werden in Wien jährlich etwa 23.000 Megawattstunden Solarstrom generiert. Dies entspricht dem Strombedarf von über 8.400 Haushalten. Was die Solarwärme-Anlagen be-trifft, wird in Wien derzeit auf über 80.000 Quadratmetern Wärme für Warmwasser und Heizung produziert. Die positiven Eigenschaften liegen auf der Hand: Sonnenenergie ist lautlos, abgasfrei und regional verfügbar. Die zentrale Herausforderung im urbanen Raum ist die architektonische Einbindung von Solar-anlagen in unsere gebaute Umgebung. Da ist in den letzten Jahren bereits einiges an Know-how entwickelt worden: Innovative Lösungen und Best-Practice-Beispiele zeigen, dass ökologische, ästhetische und sicherheitstechnische Aspekte keinen Widerspruch darstellen müssen, sondern wunderbar miteinander vereinbar und umsetzbar sind. wien ist auf dem besten weg zur Solarstadt und forciert den Ausbau der solaren Energieerzeugung. Damit leistet wien einen wesentlichen Beitrag für eine nachhaltige Energiezukunft. Maria Vassilakou Vizebürgermeisterin Mag a Maria Vassilakou, Vizebürgermeisterin der Stadt Wien, amts-führende Stadträtin für Stadtentwicklung, Verkehr, Klimaschutz, Energieplanung und BürgerInnenbeteili-gung Neben der Bauwerksbegrünung stellt auch die Nutzung von Sonnenenergie auf Dächern und Fassaden eine besonders effiziente Maßnahme des umweltgerechten Bauens dar. Gerade diese beiden Aspekte wurden in der Vergangenheit oft als Widerspruch gesehen, wenn sich viele Plane-rInnen die Frage stellen, ob ein Gründach oder Solardach zu bevorzugen ist. Diese beiden wichtigen Ziele stehen jedoch nicht in Konkurrenz zueinander. Ganz im Gegenteil: Bei wissenschaftlichen Untersuchungen konnten wechselseitige Vorteile gefunden werden, da Photo-voltaik auf einem Gründach noch effizienter arbeitet als auf einem konventionell errichteten Dach. Denn die im Vergleich niedrigeren Temperaturen auf begrünten Dächern sorgen für einen höheren Wirkungsgrad der Anlagen. Aber auch das Gründach profitiert vom Zusammenspiel mit der Solarenergie: Durch den Schatten-wurf der Paneele entstehen vielfältige Standortbedingungen am Dach. Extrem heiße und trockene Stellen wechseln sich mit stark beschatteten, kühleren Bereichen ab. Dadurch erhöht sich die Vielfalt an Lebensräumen und damit auch die Artenvielfalt am Dach! Diese Symbiose von Technik und Natur – von Energieproduktion und Lebensraum – möchte ich Ihnen mit diesem neuen Leitfaden näher bringen! wien hat in vielen Fragen der ökologischen Energie- nutzung eine Vorbildfunktion in Europa. Dazu zählt auch die Berücksichtigung von Nachhaltigkeits- aspekten beim ökologischen Bauen. Ihre Ulli SimaWiener Umweltstadträtin VorworT Mag a Ulli Sima, amtsführende Stadt-rätin für Umwelt und Tierschutz

7 6 1 EINLEITUNG Unter dem Motto „Die Sonne nutzen“ werden in diesem Leitfaden die verschiedenen solaren Technologien gezeigt und leicht verständlich die einzelnen Komponenten und Bauteile von Solar-wärme- und photovoltaischen Anlagen erläutert. Die Sonne kann aber nicht nur mit den Techniken von Solarwärme und Photovoltaik genutzt werden, sondern auch durch Bauwerksbegrünung. Diese liefert einen wertvollen Beitrag in den Be-reichen Kleinklima, Regenwassermanagement sowie Sonnenschutz und erhöht die Lebensqualität besonders im dicht verbauten Stadtgebiet.Die Kombination von technologischer und natürlicher Sonnennutzung ergibt neue Synergien, die in diesem Leitfaden beschrieben werden.Der Einsatz neuer Technologien im Stadtraum stellt einen Eingriff in das Stadtbild dar und ist eine Herausforderung an PlanerInnen. Richtlinien zur Gestaltung geben Klarheit, welche Anlagen wo und wie möglich sind. Bilder von gelungenen Beispielen von Solarwärme- und photovoltaischen Anlagen zeigen, wie diese zum integralen Teil der Architektur in Bestand und Neubau werden. Be-sonders wichtig ist der Stadt Wien, dass solche Gebäude höchste Ansprüche der Energieeffizienz erfüllen. Der vorliegende Leitfaden liefert aufbereitete fachliche Informationen und soll als Entscheidungs-hilfe bei der Nutzung der Sonne dienen. In Zeiten der Verknappung der ressourcen und des klimatischen wandels liefert die Nutzung von Sonnenenergie eine zukunftsfähige Antwort auf diese Herausforderungen. 1

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11 10 2 Sonnenenergie bietet vielfältige Anwendungsmöglichkeiten und kann einen Teil des Energiebedarfs eines Gebäudes abdecken.Die Lichtenergie der Sonne kann in Wärme oder Strom umgewandelt werden, demzufolge wird zwischen den Technologien der Solarwärme und der Photovoltaik unterschieden. 2.1 Solare Technologien 2.2 Solarwärme In thermischen Solaranlagen wird solare Strahlung in Wärme umgewandelt, die von der Brauchwassererwärmung bis zur Heizungsun-terstützung genutzt wird. Die grundlegenden Elemente dieses Systems sind der Solarkollek-tor, die Pumpe, der Wärmetauscher und der Pufferspeicher beziehungsweise Boiler. Funktionsweise und Bestandteile eines Solarwärme-SystemsIn einem Solarwärme-System sammeln Solar-kollektoren die im Sonnenlicht enthaltene Ener-gie. Zentraler Bestandteil eines Solarkollektors ist der Solarabsorber, der die Lichtenergie der Sonne in Wärme umwandelt. Durch den Solarabsorber fließt ein Wärmeträger (Wasser, Wasser-Frostschutzmittelgemisch), der die Wärme aufnimmt und zum Wärmetauscher weitertransportiert. Im Wärmetauscher erfolgt die Weitergabe der Wärmeenergie an den Wasserspeicher. Der nun abgekühlte Wärme-träger wird im Kreislauf zurück zum Kollektor gepumpt, wo er erneut erwärmt wird. 2 DIE SoNNE NUTZEN - SoLArENErGIE UND BAUwErkSBEGrüNUNG

13 12 Abwägung von Kosten und NutzenWird eine Solarwärme-Anlage für die Brauch-wassererwärmung und/oder Gebäudeheizung installiert, ist eine bedarfsgerechte Planung unbedingt nötig. Die Auslegung einer Anlage darauf, dass der gesamte Warmwasser-/Heiz-bedarf auch an kalten Wintertagen nur durch solare Energie gedeckt werden kann, ist nicht immer sinnvoll, weil an Sommertagen dieselbe Anlage einen sehr großen Überschuss produ-zieren würde, der nicht genutzt werden kann. Die Anlage wäre überdimensioniert und könnte nicht wirtschaftlich betrieben werden. Daher gilt es, einen guten Kompromiss zwischen Investitionskosten für die Solaranlage und ein-gesparter konventioneller Energie zu finden. Zur Sicherstellung maximaler Erträge wird drin-gend die Planung durch spezialisierte Fachleute empfohlen, die primär die Zielsetzung verfol- gen, in der strahlungsreichsten Zeit Erträge zur sofortigen Nutzung zu erwirtschaften und all-fällige nicht sofort nutzbare Erträge speichern zu können. Einsatzmöglichkeiten der Solarwärme- raumheizungsunterstützung Auf eine weitere Wärmequelle kann durch den Einsatz von Solarwärme meist nicht verzichtet werden, jedoch hilft die Raum-heizungsunterstützung, Brennstoff zu sparen. Entsprechend dimensionierte und optimierte Anlagen können 20–40% des Wärmebedarfs für Heizung und Warmwasser liefern. Die Anzahl der Kollektoren sowie Puffer- oder Kombispeicher werden darauf abgestimmt. - Brauchwassererwärmung Bis zu 60% des Energiebedarfs zur Erwär- mung des Wasserverbrauchs eines Haushalts können durch eine entsprechend dimensi- onierte und optimierte Solarwärme-Anlage abgedeckt werden. - schwimmbaderwärmung Die Erwärmung von Schwimmbädern mittels Solarwärme ist effektiv und kostengünstig. Besonders in der saisonalen Übergangszeit ist diese Technologie ein wertvoller Beitrag zur Energieeinsparung. - Kühlung Wärme aus Solarwärme kann in Kühlanlagen zur Trocknung des Wärmeträgermediums eingesetzt werden und stellt eine sinnvolle Nutzung der im Sommerhalbjahr anfallenden Überschüsse bei groß dimensionierten Anla-gen dar. 2.3 Photovoltaik Unter Photovoltaik versteht man die direkte Umwandlung von Lichtenergie mittels Solarzel-len in elektrische Energie. Die Photovoltaikmodule erzeugen dabei Gleichstrom, der durch einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt wird, um diesen direkt im Hausnetz für den Betrieb von Geräten zu nutzen bzw. Überschüsse in das Stromnetz einzuspeisen. Photovoltaikmodule sind flach, flexibel und anpassungsfähig und lassen so Spielraum in der Gestaltung. In die-sem Leitfaden werden monokristalline Zellen, multikristalline Zellen (auch polykristallin genannt) und Dünnschichtzellen vorgestellt. Diese Systeme bestimmen aktuell den Markt und das Produktangebot. Funktionsschema Warmwasser-Solaranlage 1 Sonnenkollektoren2 Rohrleitungen3 Wasserspeicher4 Solaranschluss5 Anbindung an Heizung6 Pumpe7 elektronische Steuerung8 Temperaturanzeige9 Ausdehnungsgefäß10 Überdruckventil11 Schwerkraftbremse12 Entlüftungsventil Quelle: AEE Intec 1 12 2 3 4 5 6 11 10 9 7 8 Wärmebedarf und Solarertrag einer Solaranlage für Heizung und Warmwasser Januar Februar März April Mai Juni Juli August September Oktober November Dezember solarertrag und Wärme-bedarf Wärmebedarf Heizung Wärmebedarf Wasser Solarertrag

15 14 Funktionsweise und Bestandteile eines photo-voltaischen SystemsDie kleinste Einheit einer Photovoltaikanlage ist die Solarzelle, sie wandelt das Sonnenlicht in elektrische Energie um. Am weitesten verbreitet sind die kristallinen Siliziumsolar-zellen. Zur Produktion größerer Strommengen werden Solarzellen zu Modulen verbunden. Zur Umwandlung des erzeugten Gleichstroms in Wechselstrom wird ein Wechselrichter verwendet. Einsatzmöglichkeiten der PhotovoltaikBei Photovoltaikanlagen unterscheidet man zwischen netzgekoppelten Anlagen, die sowohl für den Eigenbedarf produzieren als auch in das öffentliche Netz einspeisen können, und Inselanlagen, die Strom nur für den Eigenbedarf erzeugen. Inselanlagen sind im urbanen Raum nicht üblich und finden zum Beispiel auf Berg-hütten Verwendung.Um in das Netz einspeisen zu können, muss ein Vertrag mit einem Energieversorgungsunterneh-men geschlossen werden, das den eingespeisten Solarstrom abnimmt. Für eingespeisten Strom wird eine Einspeisevergütung an die Anlagenbe-treiberin bzw. den Anlagenbetreiber bezahlt. Da die Einspeisevergütung meist niedriger ist als der Preis für aus dem Stromnetz bezogenen Strom, ist es in so einem Fall sinnvoll, möglichst viel erzeugten Solarstrom selbst zu verbrauchen. 2.4 Hybridkollektoren Hybridkollektoren vereinen Solarwärme- und Photovoltaik-Technologie innerhalb eines Kollektors und erzeugen Strom und Wärme gleichzeitig. Bei der Nutzung von Solarwärme zur Wasser–erwärmung stellt sich oft die Frage nach der Stromerzeugung. Die zwei Techniken lassen sich, unter gewissen Voraussetzungen, mit photovoltaisch-thermischen (PV-T) Hybridkol-lektoren nutzen. Der Wirkungsgrad eines Photovoltaikmoduls liegt bei ca. 25 Grad Celsius am höchsten. Stei-gen die Temperaturen, verliert ein Photovoltaik-modul pro Grad etwa 0,5% Leistungsvermögen. Ein Solarwärmekollektor hingegen funktioniert bei deutlich höheren Temperaturen besser – ein Flachkollektor bei durchschnittlich circa 80 Grad, ein Vakuumröhrenkollektor erreicht oft die doppelten Temperaturen. Um eine Überhit-zung zu vermeiden, muss bei Hybridkollektoren die Wärme abgeführt werden. Hierfür ist ein ausreichend dimensionierter Pufferspeicher und ein entsprechend großer Wärmebedarf erforderlich. 2.5 Bauwerksbegrünung Bauwerksbegrünungen stellen „grüne Baustei-ne“ in der Stadt dar, besonders im dicht bebau-ten Stadtgebiet und an Stellen, die für andere Pflanzen ein zu geringes Raumangebot bieten. Sie sind Lebensraum für Tiere und Pflanzen, Erholungsraum für Menschen auch mitten im dicht verbauten Stadtgebiet. Gründächer und Fassadenbegrünungen entfalten eine kühlende Wirkung im Sommer und tragen zur Wärmedämmung im Winter bei. Das heißt, sie beeinflussen im stark verdichteten städtischen Raum das lokale Kleinklima maßgeblich – sie tragen wesentlich zur Staubbindung, zur Luft-befeuchtung und zur Luftkühlung und damit zur Förderung der menschlichen Gesundheit bei. BKK2, Wohnhausanlage Sargfabrik. 1140 Wien, Goldschlagstraße 169. Foto Firma Dachgrün Extensiv begrüntes Flachdach Versuchsanlage der MA 22 zu verschiedenen Dachbegrünungen. 1200 Wien, Dresdner Straße 45 Sie besitzen somit die Funktion einer lokalen „naturnahen Klimaanlage“. Bauwerksbegrü-nungen helfen, je nach Gebäudeart, langfristig, Betriebskosten zu senken. 2.6 Gründach Die Errichtung von Gebäuden bewirkt eine fortschreitende Versiegelung der Böden und den Verlust von Grünflächen. Dadurch kommt es unter anderem zu einem schnelleren Abfluss der Niederschläge und in der Folge zu Hochwässern. Begrünte Dachflächen sind eine Möglichkeit, manche dieser Auswirkungen zu verhindern oder zumindest abzuschwächen, und sie speichern das Regenwasser mit Vorteilen für Umwelt und Budget. Extensiv begrünte Dächer kosten nur unwesentlich mehr. Zwar sind die Kosten in der Herstellung höher als ein konven-tionelles, meist bekiestes Flachdach, erhöhen seine Lebensdauer aber merklich und sind so langfristig auch wirtschaftlich interessant. Extensive und intensive GründächerExtensiv begrünte Dächer kommen mit wenigen Zentimetern (5 bis 15 Zentimeter) Bodenaufbau aus. Die Vegetationsschicht, bestehend aus sehr widerstandsfähigen und niederwüchsigen krau-tigen Pflanzen wie beispielsweise Mauerpfeffer (Sedum), hat eine Wuchshöhe von rund 15 Zen-timetern und ist nicht begehbar. Ab 5 bis 7 Zen-timetern Aufbauhöhe sind Blütenstauden und Polsterpflanzen möglich, ab ca. 12 Zentimetern Substrataufbau kann Gras kultiviert werden. Vorteile der extensiven Begrünung sind der ge-ringe Pflegeaufwand sowie das geringe Gewicht durch leichte Bauweise (Flächengewicht ca. 80 und 150 Kilogramm pro Quadratmeter). Intensiv begrünte Dächer benötigen mindes-tens 30 Zentimeter Bodenaufbau. Es können begehbare Wiesen, Sträucher und Bäume damit gepflanzt und Gemüse- und Blumen-beete angelegt werden. Bei intensiv begrünten Dächern sind in der Regel Pflege und künstliche Bewässerung erforderlich. Auch die Statik der Dachkonstruktion muss aufgrund des höheren Flächengewichts geprüft werden, die zusätzliche durch das Dach zu tragende Masse beträgt zwischen 300 und 1000 Kilogramm pro Quadratmeter. Extensive (in Ausnahmefällen auch intensive) Gründächer eignen sich oft sehr gut für eine Kombination mit solartechnischen Nutzungen. Einsatzmöglichkeiten von Gründächern- flachdächer auf neubauten Besonders gute Einsatzmöglichkeiten von Gründächern im Geschosswohnungsbau und bei großflächigen Industriegebäuden. - flachdächer auf bestehenden Gebäuden Bei der Sanierung eines Flachdachs sollte immer der Einsatz eines Gründachs ange-dacht werden. - schrägdächer Extensive Begrünungen sind auch auf schrä- gen Dächern möglich (bis zu 45°), wobei ab 15° Neigung Rutsch- oder Schubsicherun-gen notwendig werden. - retentionsdächer Retentionsdächer halten die bei starken Niederschlägen entstehenden hohen Abflussmengen zurück. Retentionsdächer können begrünt oder nicht bewachsen aus-geführt werden. Die MA 22 hat die Grundlagen der Dachbegrünung in einem Folder zusammengestellt. Download-Link: http://www.wien.gv.at/umwelt-schutz/raum/gruendaecher.html Extensivbegrünung in der Stadt Zürch Photovoltaikanlage mit Netzanschluss 2 1 3 4 1 Photovoltaikmodule 2 Wechselrichter 3 Netzanschluss 4 Verbrauch - direkte Nutzung für Eigenbedarf Standardmodul eines Hybridkollektors.

17 16 2.7 Fassadenbegrünung Vor der Realisierung einer Fassadenbegrü-nung müssen einige Fragen geklärt werden, unter anderem welche Pflanzen und welches System für das Vorhaben geeignet sind. Ausgangspunkt für diese Überlegungen ist der Standort. An nach Ost und West orientierten Fassadenteilen herrschen gemäßigte, an Nord- und Südlagen extremere Verhältnisse. So sind z.B. an südseitig exponierten Fassaden nur wenige Pflanzen bei einer fassadengebunde-nen Begrünung dazu imstande, die extreme Sonneneinstrahlung und die damit verbunde-nen Temperaturen zu bewältigen. An nordseitig orientierten Standorten hingegen ist auf die Schattenverträglichkeit der Pflanzengesell-schaften zu achten. Eine Wasserversorgung der Pflanzen für die Fassadenbegrünung ist auch einzuplanen, denn die Pflanzen benötigen nicht nur im Sommer eine ausreichende Bewässe-rung, sondern auch an manchen Wintertagen, um Trockenschäden bei tiefen Temperaturen vorzubeugen. Aus diesem Grund muss eine bedarfsorientierte Winterbewässerung vorge-sehen werden. Durch eine Kombination von Retentionsdach und einem integrierten Bewäs-serungssystem für die Vertikalbegrünung wird das am Gründach gespeicherte Regenwasser einer Nutzung zugeführt, anstatt in den Kanal abgeleitet zu werden. Arten der FassadenbegrünungEs wird zwischen einer bodengebundenen Begrünung, wo die Pflanzen im Boden wurzeln, und einer fassadengebundenen Begrünung, bei welcher die Pflanzen in Pflanzgefäßen wie Trögen unterschiedlicher Größe wachsen, un-terschieden. Weiters gibt es Unterscheidungs-merkmale bei Pflanzen und den benötigten Kletterhilfen: Selbstklimmer wachsen direkt an der Mauer, Gerüstkletterer benötigen Rankhil-fen wie Stahlseile, Gitter oder Stäbe. Darüber hinaus gibt es eine relativ breite Palette an Pflanzen, die sich für eine fassadengebundene Begrünung eignen. Pflanzen für die Fassadenbegrünung- selbstklimmer: Wilder Wein, Mauerkatze (Veitchii) Fassadengebundene Begrünung am Gebäude der MA 48. 1050 Wien, Einsiedlergasse 2. Begrünung mittels Trögen und Rankgerüst. Architekt Stelzhammer, Wohnbau. 1200 Wien, Adalbert-Stifter-Straße 69. - schlingpflanzen: Clematis, Akebie, Kletter- rosen, Geißblatt, Weinrebe, Glyzinie, Hopfen, Kiwi, Pfeifenwinde - Pflanzen für fassadengebundene Begrünung: Sukkulente wie Mauerpfefferarten, verschie-dene Gräser wie Sesleria albicans (Blaugras), Luzula sylvatica (Waldmarbel), Carex morro-wii (Japansegge) und manche Blattpflanzen wie Storchenschnabel und Bergenie. Die Auswahl der für den Standort geeigneten Pflanzen ist einer der wichtigsten Punkte für eine erfolgreiche Fassadenbegrünung und erfor-dert entsprechendes Fachwissen. Einsatzmöglichkeiten von Fassadenbegrünung- fassadenbegrünung an neubauten: Besonders gute Einsatzmöglichkeiten von Fassadenbegrünungen gibt es im Neubau, da von vornherein gute Wuchs- und Pflegebe-dingungen geschaffen werden können. - fassadenbegrünung an bestehenden Gebäu- den: Auch bei bestehenden Gebäuden gibt es vielfältige Möglichkeiten zur Fassadenbegrü-nung. Mit der MA 19 – Architektur und Stadt-gestaltung sind die geplanten Maßnahmen im Vorhinein abzustimmen. Gestalterische Richtlinien von Fassadenbe-grünungenBei Fassadenbegrünungen sind folgende Richtli-nien zu beachten:- Die Eignung einer Fassade für eine Fassa- denbegrünung aus gestalterischer Sicht ist im Vorfeld von der Ma 19 – architektur und stadtgestaltung zu überprüfen. - Begrünungen der straßenfront sind an die architektonische Gestaltung des Gebäudes in Proportion und Maßstab anzupassen, die Anordnung der eingesetzten Elemente muss mit der Gesamtfassade in Bezug stehen. - Für Fassadenbegrünungen im Hofbereich oder eigenen Garten bestehen geringere Anforderungen hinsichtlich der Gestaltung. - rankhilfen (Stäbe, Drähte, Netze) und Pflanztröge sind so unauffällig wie möglich zu halten, die Pflanze soll im Mittelpunkt ste-hen. Sichtbare Bewässerungsleitungen sind zu vermeiden. Die MA 22 hat die Grundlagen zur Fassadenbe-grünung in einem Leitfaden zusammengestellt. Download-Link:http://www.wien.gv.at/umweltschutz/raum/fas-sadenbegruenung.html Vor der Anbringung von Dach- und Fassaden-begrünungen sind die Anforderungen in Bezug auf Brandschutz zu prüfen, wobei besonders folgende Punkte zu berücksichtigen sind:- Maßnahmen zur wirksamen Einschränkung einer Brandweiterleitung über die Fassade - Anleiterbarkeit mittels Rettungsgeräten der Feuerwehr - gegenseitige Beeinflussung von Solarwär- me-/Photovoltaik-Anlage und Bauwerksbe-grünung Bodengebundene Begrünung im WUK. 1090 Wien, Währinger Straße 59.

19 18 Am Beginn der Erörterung, wie solare Energie konkret genutzt werden kann, steht die Frage nach der Gebäudenutzung und dem daraus resultierenden Energiebedarf. Im Zuge dieser Analyse und Planung werden die passenden Technologien gewählt.Sonneneinstrahlung kann zur Warmwassererwärmung und Heizungsunterstützung bzw. Stromer-zeugung eingesetzt werden. Mit Fachleuten gilt es, zunächst die Zielsetzung festzulegen: Wie viel Prozent meines Energiebedarfs kann ich sinnvollerweise mittels solarer Energie decken? 2.8 Nutzen, Eignung, Energieertrag und Lebensdauer Solarpotenzialkataster: Eignung der Dachflä-chen für solare NutzungWien erstreckt sich über eine Gesamtfläche von 415 km 2 , die Fläche der Dächer beträgt derzeit 52 km 2 und allein davon sind 21 km 2 für den Einsatz von Solarenergie zumindest gut geeignet (Einstrahlung von 900 W/m 2 pro Jahr oder mehr). Eine erste Einschätzung über die Möglichkeiten zur solaren Energienutzung gibt der Solarpotenzialkataster, der über die Rubrik „Dächer nutzen“ in der Karte „Umweltgut“ des Wiener Stadtplans abrufbar ist. Seit Mitte 2014 sind auch für solare Energienutzung geeignete Fassaden abrufbar. Weiters findet sich dort auch eine Einschätzung der Eignung der Dachflächen für die Dachbegrünung. http://www.wien.gv.at/umweltgut/public/gra-fik.aspx ?ThemePage=9 ) Fassadengebundene Begrünung mit Kletterpflanzen und Trögen am Boden stellt eine Übergangsform zur bodengebundenen Begrünung dar. Zu beachten ist, dass Pflanzun-gen in Trögen auch bei entsprechender Dimensionierung aufwändiger sind. Tröge stellen für die Pflanzen einen limitierenden Faktor dar, vor allem betreffend Raum für Wurzeln, Wasserhaushalt, Nährstoffversorgung und Temperaturverhältnisse. Aus diesen Gründen sollte v. a. für großwüch-sige Kletterpflanzen die Schaffung von Pflanzflächen mit Erdkontakt bevorzugt werden. Bodengebundene Begrünung Die bodengebundene Fassadenbegrünung ist im natürlich gewach-senen Boden platziert und ermöglicht lediglich eine Begrünung in der Wuchshöhe der verwendeten Kletterpflanze. Eine ausreichend (insb. der Wuchshöhe) dimensionierte Pflanzgrube ist herzustellen. Fassadengebundene Begrünung Bei der fassadengebundenen Begrünung handelt es sich um eine Pflanzung an der Fassade. Diese benötigt im Gegensatz zur boden-gebundenen Fassadenbegrünung keinen Bodenanschluss. A.2. OHNe KletterHilFe Die flächige Fassadenbe-grünung kann nur durch Kletterpflanzen erzielt werden, die selbstkletternd sind. Ein überdurchschnitt-lich guter Fassadenzustand ist erforderlich (andernfalls Beschädigung der Fas-sade durch: Gewicht der ausgewachsenen Pflanze, Haftwurzeln bei Efeu). A.1. Mit KletterHilFe Zur Begrünung der Fassade werden Kletter-pflanzen (Winder, Ranker etc.) verwendet, die eine Kletterhilfe benötigen. Hierdurch ist es möglich, nur bestimmte Flächen zu begrünen und sogar Muster zu realisieren. Es ist auf eine ausreichende Dimensionierung der Kletterhilfe und auf eine ausreichende Anzahl von Ankerpunkten zu achten. A.1.1. StArr Die Kletter-/Rankhilfe wird durch eine starre Konstruktion hergestellt. Diese kann sowohl aus Metall, aber auch aus Holz oder Kunst-stoff bestehen. Starre Konstruktionen wer-den vor allem für Kletterpflanzen verwendet, die ein starkes Dickenwachstum aufweisen und/oder die bei Seilkonstruktionen zu einer zu hohen Spannung führen könnten. Dabei ist auch hier auf eine ausreichende Dimensi-onierung (Durchmesser der Rohre/Stäbe) der Kletterhilfen zu achten. A.1.1a. FlächigDie Kletterhilfe erfolgt über netzartige Konstruktionen, die eine flächige Begrünung durch Kletterpflanzen ermöglichen. A.1.1b. linear Einzelne lineare Kletterhilfen (z. B. Stahl- oder Carbonfaserstäbe) ermöglichen das Begrünen von Teilbereichen der Fassade. A.1.2. FlexiBel Flexible Kletterhilfen dienen Kletterpflanzen mit geringem Dickenwachstum. A.1.2a. Flächig Die Kletterhilfe erfolgt über Netze bzw. netz-artige Konstruktionen, die eine flächige Be-grünung durch Kletterpflanzen ermöglichen. A.1.2b. linear Einzelne lineare Kletterhilfen (z. B. Stahlseile) ermöglichen das Begrünen von Teilbereichen der Fassade. B.1. VOllFläcHiger VegetAtiONSträger Der vollständige Vegetationsträger definiert sich dadurch, dass sich an jedem Punkt der Begrünung ein durchgehender Substratkörper befindet. B.1.1. lAge der PFlANze 90° Die Pflanzen werden hierbei mit den Ballen in 90° zur Fassade eingesetzt. B.1.1a. Baukastensystem Das Baukastensystem ermöglicht den Einbau der fassadengebundenen Begrünung in Modulen. Diese werden an ein Gerüst angebracht und bilden zusammengesetzt die gesamte Fas-sadenbegrünung. B.1.1b. gesamtsystem Das „Gesamtsystem“ besteht aus einem Element. B.1.2. lAge der PFlANze 90° Die Pflanzen werden hierbei mit den Ballen in 90° zur Fassade einge-setzt. B.1.2a. Baukastensystem Das Baukastensystem ermöglicht den Einbau der fassadengebundenen Begrünung in Modulen. Diese werden an ein Gerüst angebracht und bilden zusammengesetzt die gesamte Fas-sadenbegrünung. B.1.2b. gesamtsystem Das „Gesamtsystem“ besteht aus einem Element. B.2. teilFläcHiger VegetAtiONSträger Bei der teilflächigen Begrünung ist kein durchgehender Substratkörper gegeben. B.2.1. liNeAr Die Form der teilflächigen Begrünung wird durch Tröge/Kaskaden erzielt, die linear an die Fassade angebracht sind. B.2.1a. ≤ 50 cm Abstand Die Zentimeterangabe beschreibt den Abstand zwischen den Fassadenbegrünungselementen/-trögen. Die Pflanzauswahl für eine vollständige Begrünung ist durch diverse krautige Pflanzen möglich. B.2.1b. 50 cm Abstand (entspricht Kategorie Unterpunkt 2.1a) Die Zentimeterangabe beschreibt den Abstand zwischen den Fassadenbegrünungselementen/-trö-gen. Für eine vollständige Fassaden-begrünung sind Kletterpflanzen oder andere höher wachsende Gehölze (Hecken) notwendig. B.2.2. PUNKtUell Diese Form der fassadengebundenen Begrünung stellt eine Einzellösung mittels Trögen in/an der Fassade dar. ) Für die Begrünung werden die Tröge lediglich punktuell verwen-det. Eine vollständige Begrünung der Fassade kann hier nur durch Kletterpflanzen mit oder ohne Kletterhilfe (Unterpunkt a, b) analog zur bodengebundenen Begrünung erzielt werden, eine Bepflanzung mittels Sedum, Gräsern, Stauden und anderen Gehölzen (Unterpunkt c) ermöglicht lediglich einen kleinflächi-gen Begrünungsaspekt.

21 20 100 % 95 % 90 % 85 % 80 % 75 % 70 % einfluss von Orientierung und Neigung auf den jährlichen Solarertrag neigungs-winkel in ° 90 70 50 30 10 -90 -70 -50 -30 -10 -10 -30 -50 -70 -90 ost sÜd West Himmelsrichtung(orientierung) ca. 80% solarertrag ca. 95% solarertrag West 45° neigung sÜd15° neigung Einflüsse auf den EnergieertragPhotovoltaik-Anlagen liefern auch bei waag-rechter Montage sehr gute Jahreserträge, der Einfluss von Dachneigung und Orientierung auf den Solarertrag wird oftmals überschätzt.Höchste Energieerträge werden erzielt, wenn eine Photovoltaik- oder Solaranlage in Süd-richtung mit etwa 30–45 Grad Neigung zur Horizontalen errichtet wird. Bei reiner Ost- oder Westausrichtung können 80–85% Ertrag er-reicht werden, wenn die Dachneigung zwischen 25 und 40 Grad liegt. Auch wenig geneigte Dä-cher eignen sich hervorragend: Eine Solaranlage auf einem nur 15 Grad geneigten Dach gegen Süden bringt 95% Solarertrag im Vergleich zur optimalen Neigung. Jedenfalls ist bei der Planung der Ausrichtung der Anlage eine Blendung durch Sonnenreflexi-on weitgehend zu vermeiden.Eine Ost-West-Ausrichtung macht besonders dann Sinn, wenn die erwarteten Verbrauchs-spitzen mit den Erzeugungsspitzen zusammen- fallen. Durch eine Vergrößerung der Kollektor- bzw. Modulfläche können durch Abweichung von der Idealausrichtung bedingte Minder-erträge ausgeglichen werden. Die Gesamtkos-ten erhöhen sich dadurch nur gering , da die Kosten für die restlichen Anlagenkomponenten (Speicher, Rohrleitung, Pumpe, Steuerung, Kabel, Wechselrichter …) und für die Montage gleichbleiben. Die Auswirkungen auf den Solarertrag gelten im Wesentlichen auch bei Solaranlagen zur Heizungsunterstützung. Hier werden die Kollektorflächen etwas steiler geneigt, um die tiefer stehende Sonne in den Übergangszeiten optimal zu nützen.Größere Solarwärmeanlagen mit Heizungsein-bindung liefern bei steilerer Montage im Winter einen höheren Beitrag zur Heizung und im Sommer weniger Überschüsse. EinsparpotenzialeRaumheizung und Brauchwassererwärmung verursachen den größten Teil des Energiever-brauchs im Bereich des Wohnens, dieser kann zu einem großen Teil durch die Nutzung von Solarwärme abgedeckt werden. Der zu errei-chende Prozentsatz ist abhängig vom Gesamt-system, insbesondere von der thermischen Qualität der Gebäudehülle. Durch eine richtig dimensionierte thermische Solaranlage muss der Heizkessel für die Brauchwassererwär-mung in den Sommermonaten nicht in Betrieb genommen werden, energieaufwendige Starts des Heizkessels werden dadurch vermieden.Im Jahresdurchschnitt können durch Sonnen-kollektoren bis zu 60% der zur Brauchwas- sererwärmung notwendigen Energie erzeugt werden, in der Heizperiode liegt der Anteil bei bis zu 20–40%. Bei Schlechtwetter reicht die gewonnene Wärme nur für die Vorerwärmung, ein zusätzliches Heizgerät muss aktiv werden.Für eine Photovoltaikanlage mit einer Leistung von 1 Kilowatt-Peak (kWp) sind ca. 6,5–7,5 m 2 Modulfläche erforderlich, ein Vier-Personen-Haushalt benötigt durchschnittlich 5 Kilowatt-Peak (kWp), um seinen Energieverbrauch in der Jahresbilanz zu decken. Es ist sinnvoll, den Strom der eigenen Photovoltaik-Anlage so weit wie möglich für den Eigenbedarf zu nutzen. Dazu kann der Verbrauch, beispielsweise Waschmaschine und Geschirrspüler, mittels steuer- und regeltechnischer Einrichtungen mit der Stromproduktion abgestimmt werden, nur der Überschuss wird ins Netz eingespeist. Mit dieser Methode ist die beste wirtschaftliche und energetische Ausnutzung der Anlage ge-geben und die Beanspruchung des öffentlichen Netzes wird darüber hinaus minimiert. Energetische Rücklaufzeit Die energetische Rücklaufzeit, auch Erntefaktor genannt, ist eine Angabe darüber, wie lange eine Anlage zur solaren Energienutzung in Betrieb sein muss, um die zu ihrer Herstellung aufgewendete Energie selbst produziert zu haben. Bei kristallinen Zellen beträgt die ener-getische Rücklaufzeit in Wien 2 bis 4 Jahre, bei Dünnschichtmodulen 1 bis 2 Jahre. Bei Solarwärme-Anlagen liegt die energetische Rücklaufzeit zwischen 2 und 4 Jahren. LebensdauerDerzeit wird bei Solarwärme-Anlagen von einer Lebensdauer von über 30 Jahren und bei Photovoltaik-Anlagen von über 25 Jahren ausgegangen. Eine Ausnahme bilden Wechsel-richter, die eine ungefähre Lebensdauer von 10 bis 15 Jahren erreichen. Regelmäßige Wartung und fachgerechte Montage sind für eine opti-male Ausnutzung erforderlich. Besonders die Messsensoren bei Solarwärme-Anlagen sind sensible Elemente, die für eine einwandfreie Funktion und lange Lebensdauer überprüft werden müssen. Die gesetzliche Vorgabe für die Gewährleistung auf sämtliche Teile beträgt 2 Jahre. Hersteller geben in der Regel wesent-lich längere Garantien von bis zu über 25 Jah-ren. Bei den Verträgen ist auf einschränkende Klauseln und Formulierungen zu achten. Solaranlagen planen und gestalten – Ein Leitfaden zur Errichtung von Solaranlagen und Photovoltaik-anlagen, Energieinstitut Vorarlberg

23 22 3 ZUkUNFTSFäHIGE GEBäUDE Die hier vorgestellten Solar- und Begrünungstechnologien ergänzen einander bei fachgerechtem Einsatz und stehen nicht in Konkurrenz zueinander. Um den Verbrauch von fossilen Energieträgern zu reduzieren, ist es notwendig, sowohl auf Solarwärme als auch auf Photovoltaik zurückzugreifen sowie diese mit konventionellen Systemen zu kombinieren. Auch die Kombination mit unterschiedlichen Begrünungssystemen steigert die Effizienz solarer Technologien und wird in diesem Kapitel untersucht. 3.1 kombination der Technologien

25 24 3.2 kombinationsmöglichkeiten und Synergien Durch die hier angeführten Kombinationen können die Vorteile der einzelnen Technologien verstärkt und Synergien genutzt werden. Kombination von Photovoltaik und solarwärme Gemeinsame Nutzung derselben baulichen Konstruktion. Beachtung der Gestaltung, um einheitliches Gesamtbild zu erzielen. Kombination von Photovoltaik und fassadenbe-grünung Gemeinsame Nutzung derselben baulichen Konstruktion. Funktionsübernahme feststehender Syste- me wie Sonnenschutz. Positive Beeinflussung von Photovoltaik- Anlagen durch die Kühlwirkung von Begrü-nungen. Kombination von Photovoltaik und Gründach Die Last des Substrats der Begrünung stellt in den meisten Fällen eine ausreichende statische Last für die Montage einer Solaranlage dar. Es werden keine statisch wirksamen Beschwerungen wie Betonfüße mehr benötigt. Technisch aufwändige Durchdringungen der Bauwerksabdichtung können vermieden werden. Positive Beeinflussung von Photovoltaik- Anlagen durch die Kühlwirkung von Begrü-nungen. Förderung der Pflanzenvielfalt durch parti- elle Verschattung. Kombination von solarwärme und fassadenbe-grünung Gemeinsame Nutzung derselben baulichen Konstruktion. Kombination von solarwärme und Gründach Die Last des Substrats der Begrünung stellt in den meisten Fällen eine ausreichende statische Last für die Montage einer Solaranlage dar. Es werden keine statisch wirksamen Beschwerungen wie Betonfüße mehr benötigt. Technisch aufwändige Durchdringungen der Bauwerksabdichtung können vermieden werden. Förderung der Pflanzenvielfalt durch parti- elle Verschattung. + + + + + + Kombination von unverglasten Solar-wärme-Paneelen mit Photovoltaik-Modulen. Umbau Zürichbergstraße. kämpfen für architektur ag Balkone mit fassadengebundener Begrünung und Photovoltaik-paneelen. zillerplus Architekten, Wohnbau. Hamburg, Deutschland. Kombination von Photovoltaik-Modulen mit extensiver Begrünung.Grün+Dach/ZinCo Zur Vermeidung brandschutztechnischer Probleme wird dringend eine integrale Planung empfohlen. + + + + + !

27 26 Die Kombinationen verschiedener Solar- und Begrünungstechnologien bewirken – neben der Energiegewinnung – weitere Synergien im Bereich von Architektur, Stadtplanung und Umweltschutz. Kühlung, Kleinklima und stadtklimaBegrünte Dächer verringern die versiegelten Flächen im Stadtgebiet, welche insbesondere in den Sommermonaten zur Erwärmung des Stadtklimas beitragen. Die dauernde Was-serverdunstung durch die Bepflanzung einer Bauwerksbegrünung bewirkt eine Befeuchtung der Luft und sorgt so für eine Abkühlung und ein günstiges Kleinklima während der Vegeta-tionsphase. schadstoffbindung und luftqualitätBauwerksbegrünungen haben eine Puffer- und Reinigungswirkung. Die Vegetation filtert Schadstoffe und Staub aus der Luft. Nach Regenfällen werden diese im Bodenaufbau gebunden. Zusätzlich wird durch die Bepflan- zung der Anteil des wichtigsten Treibhausgases Kohlendioxid (CO 2 ) in der Luft verringert. Selbst bei einem extensiv begrünten Flachdach bindet 1 m 2 Grünfläche jährlich bis zu 10 kg CO 2 (das entspricht einer Fahrt von rund 70 Kilometern mit einem Mittelklassewagen). lärmschutzDas aufgebrachte Substrat und die Pflanzen können für eine Lärmminderung sorgen. nutzbare freiräumeDie gemeinsame Nutzung von Gründächern, beispielsweise als Gemeinschaftsgärten, stellt ein zusätzliches Freiraumangebot dar, das dem Freiflächenmangel im dicht verbauten Stadtge-biet entgegenwirkt. WasserrückhaltDachbegrünungen sind eine ökologisch sinnvolle Kompensation der Versiegelung des Bodens. Bei versiegelten Flächen gelangen Niederschlagswässer in vollem Umfang und ohne Verzögerung in das Kanalnetz. Bei Starkregenereignissen führt das zu einer Überlastung der Kanalsysteme und in der Folge zu Überflutungen. Dachbegrünungen bewirken durch ihr Rückhaltevermögen eine Verzögerung und Verringerung des Abflusses der Nieder-schläge und leisten dadurch einen Beitrag zum Überflutungsschutz. Das Substrat von Gründä-chern kann bei Extensivbegrünung rund 60%, bei Intensivbegrünung rund 85% des jährlichen Niederschlags speichern. artenschutz und lebensraumAuch wenn begrünte Dächer und Fassaden Na-turlandschaften nicht ersetzen können, bringen sie Natur in die Stadt. Bereits kleine Flächen können vielfältige Lebensräume für Fauna und Flora schaffen. In bebauten Gebieten sind die Distanzen zwischen Naturstandorten oft sehr groß und erschweren dadurch die Verbreitung von Tier- und Pflanzenarten. Begrünte Flächen helfen, diese Distanz zu überbrücken, und stellen dadurch Bausteine zur Biotopvernetzung dar. Fassadenbegrünung im dichtverbauten Stadtgebiet.Magistratisches Bezirksamt Margareten. 1050 Wien, Schönbrunnerstraße 54 Einkaufszentrum InCenter mit Photovoltaik-Modulen und extensiv begrüntem Dach (Sedumteppich). Architekturbüro Drenske. Landsberg/Lech, Deutschland. Straßenfassade mit fassadengebun-dener Begrünung und Photovoltaik-Paneelen. Hotel Stadthalle. 1150 Wien, Hackengasse 20 Photovoltaikmodule auf extensiv begrüntem Dach, Blick über Anlage. Donnig + Unterstab Architekten, Schulzentrum. Neckargmünd, Deutschland. 3.3 Synergien von kombinationen hinsichtlich Architektur, Stadtplanung und Umweltschutz

29 28 4 GESTALTUNG VoN SoLArANLAGEN 4.1 Architektur und neue Technologien Die Nachhaltigkeitsdebatte hat zu einem geschärften Umweltbewusstsein und neuen Umsetzungsstrategien in unserem Handeln geführt. Diese neuen Ansätze ergänzen unsere kulturell gewachsenen Perspektiven auf Archi-tektur, Landschaftsarchitektur und Städtebau. Bezogen auf Form und Gestalt unserer Städte gilt es, die veränderten Anforderungen an die Oberflächen und die Gebäudehülle in einer ästhetischen und funktionalen Gesamtheit zu betrachten. Gestalterische, ökologische und funktionale Argumente müssen aufeinander abgestimmt werden, um Flächen für die Ener-giegewinnung, zur optimalen Belichtung, für Begrünungssysteme und Verschattungstechni-ken in Einklang zu bringen. Die passiven Erträge der Sonnenenergie, wie solarer Wärmegewinn oder Tageslichtsteue-rung, sind Bestandteile des Entwurfsprozesses, die keine zusätzlichen Elemente in die Archi-tektur einbringen. Es wird in Folge der Fokus auf jene aktiven Technologien gelegt, welche die bestehende Architektursprache erweitern und noch nicht Eingang in den Gestaltungskanon gefunden haben. Durch die komplettierende Wirkung der verschiedenen Solartechnologien untereinander ist eine Kombination zu bevor-zugen. Auf Grund der steigenden Bedeutung res-sourcenschonender Energiequellen sind die Pla-nerInnen gefordert, die neuen Technologien von Beginn an mitzudenken. Durch die dynamische Entwicklung der nachhaltigen Energiewirt-schaft ist es sinnvoll, auch die nachträgliche Anbringung zu berücksichtigen. Im Entwurfs-prozess wird den Solarsystemen somit ein Platz in der Gestaltung zugewiesen und spätere Konflikte werden vermieden. 4 Der Einsatz von Solarenergie in der Architektur gewinnt angesichts der Knappheit fossiler Energie-träger und einem akuten Bedarf an der Verringerung unseres Einflusses auf die globale Erwärmung rasch an Bedeutung. Der Gebäudesektor ist für etwa ein Drittel des gesamten Energieverbrauchs der westlichen Länder verantwortlich. Aus diesen Argumenten resultiert die klare Anforderung an ArchitektInnen und PlanerInnen, in diesem Feld das Know-how zu vertiefen und Strategien für ganz-heitliche Planungen zu entwickeln.

31 30 4.2 Integration solarer Technologien in den Bestand Der Neubau bietet die Chance, Solartechno-logien von Anbeginn in das Bauwerk integriert zu gestalten und zur Entwurfsaufgabe der Ar-chitektur zu machen. Bei der Gestaltung eines Gebäudes werden viele Entscheidungen, die die Gestaltung beeinflussen, getroffen. Mit der gestalterischen Integration solarer Anlagen kann die innovative Technologie gezeigt werden oder auch unsichtbar bleiben. Die Fragen nach der Anordnung von Elementen in Bezug zur architektonischen Gestaltung sowie die Auswahl von Materialien und Farben tragen entscheidend zur Integration und der selbstverständlichen Nutzung der neuen Tech-nologien bei. Über ihre primäre Funktion der Energiegewin-nung hinaus können Solartechnologien auch einen funktionalen Mehrwert in der Architektur erzielen oder einzelne Bauteile ersetzen. Die Röhren von Vakuumröhrenkollektoren kön-nen beispielsweise als Lamellen zur Beschat-tung oder als Sichtschutz eingesetzt werden. In die Verglasung integrierte Photovoltaik-Zellen bieten Sonnenschutz und steuern Einblicke. So-larpaneele finden Verwendung als Brüstungen und Geländer.In diesem Leitfaden wird daher auf die Bedeu-tung der gestalterischen und funktionalen In-tegration der neuen Technologien eingegangen, die vorgestellten Projekte dienen zur Inspiration und Anregung für die Planungspraxis. Fassaden und Dächer von Gebäuden weisen sehr unterschiedliche architektonische und ge-stalterische Qualitäten auf und werden für eine Eignung als Anbringungsort von Solaranlagen demzufolge auch unterschiedlich beurteilt. So ist die Anordnung von Solarpaneelen auf Fassaden und Dächern von bestehenden Gebäuden immer in Bezug zum Charakter des Gebäudes (Einfamilienhaus, mehrgeschossiges Gebäude, dekorierte oder glatte Fassade usw.) und zur Gesamtgestaltung zu setzen.In Wien existieren im innerstädtischen Raum viele Gebäude mit gestalteten Fassaden, die durch differenzierte Strukturen und Gliederun-gen dekoriert sind und bei entsprechendem kulturhistorischem und architektonischem Wert auch dem Ensembleschutz unterliegen. Glatte Fassaden wiederum sind entweder Ausdruck und Stilmittel eines architektoni-schen Konzepts, wie bei Bauten ab den 1920er Jahren und der Nachkriegsmoderne, oder sind durch nachträgliche Veränderungen, wie Kriegsschadenbehebungen und Fassadenab-schlagungen, entstanden. Der weitaus häufigste Ort für die Montage von Photovoltaik- oder Solarwärme-Anlagen sind Dächer von Bauwerken. Es lassen sich aus gestalterischer Sicht folgende Kategorien von Bestandsdächern unterscheiden, wobei bei allen eine Begutachtung durch die MA 19 nötig ist: - flachdächer Flächdächer haben meist eine unterge- ordnete gestalterische Wirkung in der architektonischen Gesamtkomposition eines Gebäudes. Eine Montage stellt gestal-terisch meist einen geringen Eingriff in die Gesamterscheinung eines Gebäudes dar, Voraussetzung ist die Einhaltung von einigen gestalterischen Grundprinzipien, wie dem entsprechenden Abstand zu den Dachkanten (siehe Kapitel 4.4). - steildächer Hier werden gestalterisch zwei Typologien unterschieden: steildächer als reine ‚funktionserfüller’ Diese Steildächer sind typischerweise von der Straße aus nicht wahrnehmbar, weil sie beispielsweise von einer Attika (Aufmau-erung über dem Kranzgesims) verdeckt werden und spielen keine direkte Rolle in der architektonischen Gesamtkomposition des betreffenden Gebäudes. Sie können jedoch Teil der einheitlichen Dachlandschaft der Stadt sein und ihre Bedeutung dadurch er-halten. Eine Montage von Photovoltaik- oder Solarwärme-Anlagen kann in vielen Fällen ohne wesentliche gestalterische Eingriffe in die Gesamterscheinung eines Gebäudes vorgenommen werden. steildächer als teil des architektonischen Gesamtkonzepts Bei sehr vielen Bestandsgebäuden stellt das Dach einen integralen Teil des architektoni-sche Gesamtkonzepts und der Inszenierung des Gebäudes dar. Das Hinzufügen neuer Elemente wie Anlagen zur Nutzung solarer Technologien stellen tiefgreifende gestalteri-sche Veränderungen für das Gesamtgebäude dar und sind daher besonders sensibel. Bei der sichtbaren Montage einer Photovol-taik- oder Solarwärme-Anlage auf einem be-stehenden Bauwerk kann sich die ästhetische Gesamtcharakteristik des Gebäudes verändern. Die gestalterische Einheitlichkeit der Fassaden und der Dachlandschaft ist bei der Anbringung 4.3 Integration solarer Technologien im Neubau zu erhalten, wobei der Straßenseite in der Beurteilung die hauptsächliche Bedeutung beigemessen wird, da sie als Schauseite – auch im Ensemble mit Nachbargebäuden – im Stadt-raum wirkt. So ist grundsätzlich die gestalterische Eignung im Vorfeld mit der MA 19 – Architektur und Stadtgestaltung abzuklären, da alle Ände-rungen des äußeren Erscheinungsbildes eines Gebäudes, wie sie Solaranlagen an Fassade und auf Dach darstellen, von der MA 19 hinsichtlich der gestalterischen Integration in das örtliche Stadtbild überprüft werden. Die Bewilligung erfolgt durch die zuständige Behörde: MA 37– Baupolizei oder MA 64 – Rechtliche Bau-, Energie-, Eisenbahn- und Luftfahrtangelegen-heiten (siehe auch Beilage, Kapitel 4 und 5: Genehmigungsverfahren und Förderungen). Die Photovoltaikpaneele werden in die Fassade integriert. Architekt Nikolaus Holstein, Einfamilienhaus. Mannswörth, Niederösterreich. Photovoltaikmodule als Abschattungslamellen. Privathaus. Paris, Frankreich. Detail von schindelartigen Photo-voltaik-Paneelen an einer Fassade. TU Darmstadt Solardecathlon, Solarhaus. USA.

33 32 4.4 Gestalterische richtlinien zur Montage von Solaranlagen - Die Montage von Photovoltaik- und Solar- wärme-Anlagen auf zum Hofbereich oder eigenen Garten gerichteten Fassaden und Dachflächen ist zu bevorzugen. - Die Angleichung der Photovoltaik- und Solar- wärme-Anlagen in Proportion und Maßstab an die vorhandenen architektonischen Gege-benheiten des Gebäudes ist unumgänglich. - Photovoltaik- und Solarwärme-Anlagen sind am Schrägdach parallel zur Dachneigung einzubauen. - Bei Aufdachsystemen ist der Abstand zwi- schen der Dachoberkante und der Oberkante der Paneele auf das technisch erforderliche Minimum zu reduzieren. - L-, T-, U- oder C-förmige Anordnungen von Solarpaneelen auf Steildächern sind zu ver-meiden. - Die Kombination von Photovoltaik- und Solarwärme-Anlagen mit keramischen Zie-geln ist gestalterisch problematisch. - Ist bei Aufdachsystemen ein Rahmen erfor- derlich, ist dieser an die Farbe der Paneel-oberflächen anzugleichen. - Ein Überragen der Dachkanten durch einzel- ne Teile der Solaranlage ist zu vermeiden. - Werden unterschiedliche Paneele kombiniert, dann sind diese entweder mit denselben Außenabmessungen oder in einem gestalte-rischen Raster integriert auszuführen. - Bei Flachdächern mit geneigten Modulen ist ein Randabstand der doppelten (senkrecht gemessenen) Modulhöhe einzuhalten. - Auf Steildächern sind einzelne Elemente, wie Solarpaneele und/oder Dachflächenfenster zu gestalteten Einheiten zusammenzufassen. Dabei sind folgende Anordnungen für Photo-voltaik- oder Solarwärme-Anlagen möglich: Gesamte dachfläche (Bild 1 und 2) Bei der Deckung der gesamten Dach- fläche ist darauf zu achten, dass aus Brandschutzgründen (siehe Kapitel 4.5 Brandschutzbestimmungen für Abstände und Lage von Photovoltaikanlagen) an den Grundstücksgrenzen keine Photovoltaikpa-neele angebracht werden dürfen. Aus gestal-terischer Sicht sind daher diese Bereiche mit nichtstromführenden Modulen (Attrappen) zu decken. rechteckige einheiten (Bild 8, 9, 10) Rechteckige Einheiten können in einem Feld oder mehreren Feldern angeordnet werden, wobei auf vorhandene Einbauten wie Dach-flächenfenster Bezug zu nehmen ist bzw. diese zu integrieren sind. Aus gestalterischer Sicht sind in Bereichen, für die aus Brand-schutzgründen keine Photovoltaikpaneele verwendet werden können, Attrappen anzubringen (siehe Kapitel 4.5. Brandschutz-bestimmungen für Abstände und Lage von Photovoltaikpaneelen). Bänder (Bild 3, 4, 6 und 7) Paneele können als lineare Einheit allein, mit integrierten Dachflächenfenstern oder in Kombination mit rechteckigen Einheiten angeordnet werden. Auch hier sind aus gestalterischer Sicht in Bereichen, für die aus Brandschutzgründen keine Photovoltaikpa-neele verwendet werden können, Attrappen anzubringen (siehe Kapitel 4.5. Brandschutz-bestimmungen für Abstände und Lage von Photovoltaikpaneelen). GesaMte daCHflÄCHe einHeiteneinreihigzweireihig BÄndereinreihigzweireihig KoMBinationen SolarkollektorDachflächeDachflächenfenster Dachfläche aus Photovoltaik-Modulen auf bestehendem Gründerzeithaus. 1140 Wien, Hadikgasse 24.

35 34 Beispiele Insgesamt 93 m 2 Photovoltaikanlage und 130 m 2 Solarfläche erzeugen Strom und Warmwasser. Die thermische Solaranlage dient zur Frischluftvorwärmung für die Lüftung und zur Warmwasserbereitung. Hotel Stadthalle. 1150 Wien, Hackengasse 20 BESTAND Beispiele Dachausbau auf Gründerzeithaus mit straßenseitiger Photovoltaik-Anlage. Die Anlage besteht aus 57 Modulen à 75 Wp und erzeugt ca. 3.900 kWh pro Jahr. 1140 Wien, Hadikgasse 24. Dachausbau mit hofseitiger Pho-tovoltaik-Anlage. Die rahmenlosen Elemente wurden wie herkömmliche Dachziegel verlegt. 1160 Wien, Lienfeldergasse 16. BESTAND

37 36 Photovoltaikelemente als Balkonbrüstung. zillerplus Architekten, Wohnbau. Hamburg, Deutschland. Fassadenintegrierte Photovoltaik-anlage.Ablinger, Vedral & Partner ZT Gmbh, privates Wohnhaus. Wien. Beispiele Brüstung & Geländer NEUBAU Beispiele Die Photovoltaikanlage wurde auf dem Dach der Hauptschule in Wallsee-Sindelbach installiert. Leis-tung: 46 kWpIKW-Ingenieurkanzlei für Wasser-wirtschaft, Umwelttechnik und Infrastruktur ZT GmbH BESTAND Bei der Sanierung wurde die Süd-Ost-Fassade der Wirtschaftskammer Wien mit schwarzen monokristalli-nen Photovoltaik-Modulen bestückt. Neben der Bereitstellung von elektrischer Energie übernehmen die Photovoltaik-Module auch die Aufgabe des Wetterschutzes und sind architektonisches Gestaltungs-element. 447 m² Fläche mit 55 kWp installierter Leistung. Architekt Neversal, Fassade Wirt-schaftskammer Wien. 1040 Wien, Wiedner Hauptstraße 63. Die Photovoltaikpaneele werden in die Fassade integriert. Architekt Nikolaus Holstein, Einfamilienhaus. Mannswörth, Niederösterreich.

39 38 Beispiele Integration von Photovoltaik-Modulen in einer Fassade aus Faserzementplatten. Das grafische Muster der Anordnung unterstreicht die architektonische Form. RAHM Architekten, privates Wohnhaus. Wien. Integration von Photovoltaik-Zellen in Verglasung. Die regelmäßige Anordnung erzeugt ein Wechselspiel aus Transparenz und Undurchsich-tigkeit.Architekt Arnold Wild, Stadtwerke Konstanz. Konstanz, Deutschland. ordnung & Anordnung Die Farben von Verglasung, Photovoltaik-Modulen und Fassa-denverkleidung entstammen einer gemeinsamen Farbfamilie. Bétrix & Consolascio Architekten AG, Bürogebäude. Zug, Schweiz. Die Südfassade dieser Wohnanlage ist mit Photovoltaik-Modulen auf Schiebeläden bestückt, die sich als Kontrast von der Holzfassade abheben.Arch. Hermann Kaufmann, Wohnbau. 6971 Hard, Spinnereistraße. NEUBAU Beispiele ordnung & Anordnung NEUBAU

41 40 Vakuum-Röhrenkollektoren als Beschattungselemente auf einer Dachterrasse. Dieses Glasdach eines Gemeinde-zentrums kombiniert Energie-erzeugung und Sonnenschutz.Architekt Hermann Kaufmann, Glas-dach Gemeindezentrum Ludesch. 6713 Ludesch, Raiffeisenstraße 56. Beispiele Sonnenschutzlamellen mit integrierten Photovoltaik-Elementen. Privates Wohnhaus. Architekt Pascal Gontier, Privathaus. Paris, Frankreich.. Vakuum-Röhrenkollektoren als Beschattungselemente vor der Verglasung im Treppenhaus. kämpfen für architektur, Mehrfamilienhaus. Dübendorf, Schweiz. Beschattung & Sonnenschutz Die in die Verglasung der Dachgauben integrierten Photovoltaik-Elemente dienen auch als Sonnenschutz.jan & jan architektencooperati-on, Wohnhaus. Frankfurt am Main, Deutschland. INTEGrATIoN Beispiele Beschattung & Sonnenschutz NEUBAU Beispiele Beschattung & Sonnenschutz NEUBAU

43 42 ENERGYbase nutzt die Kraft der Sonne 4-fach: zweimal passiv und zweimal aktiv. Die passiven thermisch solaren Gewinne werden direkt den Südräumen und indirekt den Nordräumen zugeführt. Die spezielle Form der gefalteten Fassade bewirkt dabei, dass diese Gewinne nur im Winter anfallen, im Sommer verschattet sich die Fassade zunehmend selbst. Die Photovoltaik-Anlage ist gebäudeintegriert an der Südfassade und liefert jährlich rund 43.600 kWh Solarstrom. Solar cooling mit thermischen Kollektoren. Sie werden für die Frischluftkühlung und -entfeuchtung und zur Heizungs-einbindung verwendet. pos architekten, Bürogebäude. 1210 Wien, Giefinggasse 6. Wohnbau am Quai de Valmy mit 7.700 smaragdfarbenen Solarzellen, einer Modulfläche von 173,6 m 2 und einer installierten Leistung der Fas-sade von etwa 17 kW. Die Fassade ist auf den ersten Blick reduziert, die multikristallinen Zellen erzeugen aber mit ihrer Tiefenwirkung und den Kontrasten einen harmonischen Ge-samteindruck mit dem historischen Ensemble. Architekten Emmanuel Saadi & Jean-Louis Rey, Wohnhaus. Paris, Frankreich. Beispiele Gebäudeteile NEUBAU Vakuum-Röhrenkollektoren als Sichtschutz vor dem Balkon. kämpfen für architektur, Mehrfamili-enhaus. Zürich-Höngg, Schweiz. Sichtschutz NEUBAU Beispiele Bausteine INTEGrATIoN Beispiele Schindelartige Montage der Photovoltaik-Paneele auf der Fas-sade. TU Darmstadt Solardecathlon, Solarhaus. USA.

45 44 Der Gemeindesaal St. Franziskus ist als schwarze Glasbox ausge-bildet, mit 200 m² in die Fassade integrierten Photovoltaik-Modulen. Der Jahresertrag der Photovoltaik-Anlage liegt bei ca.15.300 kWh und ist damit höher als der Energie-Eigenbedarf des Gemeindesaals. Architekten Luger & Maul, Gemein-desaal. Wels, Oberösterreich. Die aus mehreren Abschnitten bestehende Lärmschutzwand hat eine Gesamtlänge von zirka 150 Metern und eine Höhe von18 Metern. Die Elemente sind aus Glas, um genügend Licht und Helligkeit in die Innenbereiche zwischen den Häusern zu bringen. In der obersten Reihe wurde eine netzgekoppelte licht-durchlässige Photovoltaik-Anlage installiert. Architekt Andreas Treusch, Lärmschutzwand. Theodor-Körner-Hof, 1050 Wien,Margaretengürtel 68-70. Beispiele Gebäudeteile NEUBAU Die Südseite der Berghütte auf 2154 m Seehöhe ist mit Solarkollek-toren und Solarzellen ausgestattet. ARGE: pos architekten ZT KG (Planung), Treberspurg&Partner ZT GmbH (AVA, ÖBA). Hochschwab, Steiermark. Regelmäßig gesetzte Photovoltaik-Paneele gliedern die Fassade des Pavillons. Ortner & Ortner Baukunst, Solar Pavillon. Potsdam, Deutschland. Beispiele Gebäudeteile NEUBAU

47 46 Bei Photovoltaikanlagen sind insbesondere die Brandschutzbestimmungen genau zu prüfen. Solange die Sonne scheint, produzieren die Mo-dule weiterhin Strom, und offenliegende Kabel stellen eine Gefahr für Einsatzkräfte dar. Es gilt die bundesweite Richtlinie R11-1 des ÖVE, in der die Sicherheitsanforderungen für die Pla-nung und Errichtung von Photovoltaikanlagen definiert sind. Derzeit wird in Wien jede Photovoltaikanlage hinsichtlich des Brandschutzes überprüft. Dabei sind die folgenden Punkte einzuhalten: - Die Lage des Photovoltaik-Wechselrichters, direkt am Photovoltaik-Modul oder nahe der Dacheinführung der Gleichstrom-Leitung, ist eindeutig anzugeben. - Photovoltaik-Module und Photovoltaik-An- lagenbestandteile müssen zur Grundgrenze einen allseitigen Abstand von mindestens 1 Meter aufweisen.- Photovoltaik-Module und Photovoltaik-Anla- genbestandteile müssen zu Dachausstiegen und dergleichen einen allseitigen Abstand von mindestens 3 Metern aufweisen. Diese Regelung betrifft nicht Dachflächenfenster. - Zu Dacheinbauten ist ein Abstand von min- destens 50 Zentimeter einzuhalten. - Sofern eine Rauch- und Wärmeabzugsan- lage mit Rauchabzügen vorhanden ist, darf die Photovoltaik-Anlage den Rauch- und Wärmeabzug nicht behindern. Dies ist si-chergestellt, wenn Photovoltaik-Module und Photovoltaik-Anlagenteile einen allseitigen seitlichen Abstand von mindestens 1 Meter um Rauchabzüge einhalten, sofern die Ober-kante der Photovoltaik-Anlagenteile allseitig tiefer liegt als die Oberkante der Hutze der Rauchabzüge; anderenfalls erhöht sich der seitliche Abstand auf mindestens 3 Meter. - Photovoltaik-Module und spannungsführen- de Anlagenteile müssen zu Rauchfangkehrer-stegen einen allseitigen seitlichen Abstand von mindestens 1 Meter aufweisen und dürfen im Bereich dieses Mindestabstandes nicht höher liegen als das Gehniveau des Rauchfangkehrersteges. Bei solarwärme-elementen gibt es keine all- gemein gültigen Bestimmungen. Für Elemente, die bestehende Bauteile ersetzen, gelten die Vorgaben des jeweiligen Gewerks – also bei-spielsweise bei der Integration in Blechdächer die Normen für Spenglerarbeiten und Dachab-dichtungen. Bis jetzt werden Aufdachlösungen nicht als Gebäudeteile interpretiert und als solche beurteilt. Ein Regelwerk dazu ist in Arbeit. Die ÖNORM L 1131, „Begrünung von Dächern und Decken auf Bauwerken: Anforderungen an Planung, Ausführung und Erhaltung“ erläutert zulässige, anerkannte Bauweisen von dachbe- grünungen und die Anwendung von Baustoffen und Vegetationsgruppen sowie deren fachge-rechte Pflege. 4.5 Brandschutzbestimmungen Unten: Die Anordnung der PV-Module aus VSG Glas an der Fassade sorgt für Verschattung der Büroräume und dient als raumbildendes Element. Rechts: Die schwarzen monokris-tallinen PV-Module übernehmen als Fassadenelemente auch den Witterungsschutz.ATP Architekten und Ingenieure, Bürogebäude Aspern IQ. 1220 Wien, Seestadtstraße 27. Sporthalle mit 20.000 farbigen, multikristallinen Solarzellen auf 520 m² Fassadenfläche. Die große architektonische Form bekommt durch dieses glitzernde Detail einen lebendigen Charakter. Alman-Sattler-Wappner, Sporthalle. Tübingen, Deutschland. Beispiele Gebäudeteile NEUBAU

49 48 5 ProDUkTE 5.1 Typologien photovoltaischer und Solarwärme- Produkte Elemente/ModuleSolarwärme und PhotovoltaikDiese Produkte werden der Architektur hinzu-gefügt oder als Teil dieser geplant. Durch die Vervielfältigung einzelner Elemente entstehen einheitliche Flächen, die beispielsweise als Solarwand oder Solardach die Funktion eines Gebäudeteils übernehmen. BausteineSolarwärme und PhotovoltaikSolare Bausteine ersetzen existierende Bauele-mente, beispielsweise Dachziegel. MaskenSolarwärmeIn bereits existierende architektonische Ele-mente wie Dachhaut oder Fassadenverkleidung werden Solarwärme-Systeme integriert, von außen ist keine Innovation erkennbar. Integration in BauelementePhotovoltaikPhotovoltaische Systeme werden mit bereits existierenden architektonischen Elementen kombiniert. Deren Anwendungsmöglichkeiten reichen von der Integration in Verglasungen bis zu Aufsatzelementen für Dachschindeln. 5 Das folgende Kapitel stellt die gängigen Systeme photovoltaischer und Solarwärme-Anlagen vor. Die Gliederung erfolgt aus architektonischer Sichtweise und bildet eine typologische Übersicht. Die Kategorien entsprechen der gestalterischen und konstruktiven Entscheidung, auf welche Art und Weise die Technologie am Gebäude zum Einsatz kommt. Die Abbildungen zeigen die Beschaffenheit der Oberflächen (Materialität, Farben, Transparenzen) und den größeren Zusammenhang in den konkreten Einbausituationen. Photovoltaische und Solarwärme-Bauelemente werden in verschiedenen Ausführungen und Typen angeboten. Sie können Teil der Architektur oder Zusatzelement sein und die neue Technologie zeigen oder aber verbergen. Manche Typen kommen entweder bei Solarwärme-Anlagen oder photovoltaischen Systemen zum Einsatz, die meisten finden sich bei beiden Formen der solaren Energienutzung.

51 50 5.2 Solarwärme-Systeme Unverglaste Flachkollektoren Preis: in der Herstellung und Anbringung am billigsten, unverglaste Flachkollektoren dienen als Preisbasis für die nachfolgend dargestellten Technologien.Jährlicher Energieertrag 1 : 300–350 kWh/m 2 Unverglaste Flachkollektoren eignen sich für Niedrigtemperatursysteme. Ideal für den Ein-satz bei Schwimmbädern, zur Warmwasservor-erwärmung oder zur Heizungsunterstützung. Sie bestehen aus einer Absorberplatte, einem darunter liegenden hydraulischen System und einer dahinter liegenden Dämmung. Unverglaste Flachkollektoren. Masken. Bei der Ausführung als „Solarwall“ ist kein Unterschied zu einer konventionellen Metallfassade ersichtlich.4a Architekten GmbH, Gewerbe-bau. Eisenach, Deutschland. 1 Solar Energy Systems in Architecture, SHC International Energy Agency – Solar Heating and Cooling Programme, Task 41, Seite 15 Bestätigung der Preise für den österreichischen Markt durch Solar Austria Unverglaste Flachkollektoren. Solardachziegel. Die Kollektoren sind in Form und Farbe traditionellen Dachziegeln nachempfunden. Die Solarziegel werden durch ein Steck-system miteinander verbunden, die Dachziegel sind auch als Attrappen erhältlich. Unverglaste Flachkollektoren. Masken. Die Kollektoren liegen unter einem konventionellen Blechdach. Die Solarwärme-Anlage ist nicht von einem herkömmlichen Dach zu unterscheiden. Unverglaste Flachkollektoren. Solardachziegel. Die Kollektoren sind in Form und Farbe an die Dachziegel angepasst. Die Solarziegel werden durch ein Stecksystem miteinander verbunden. Unverglaste Masken FLAcHkoLLEkTorEN Unverglaste Solarziegel FLAcHkoLLEkTorEN Unverglaste Solarziegel FLAcHkoLLEkTorEN

53 52 Verglaste Flachkollektoren Preis: ungefähr um die Hälfte mehr als unver-glaste Flachkollektoren.Jährlicher Energieertrag 2 : 400–600 kWh/m 2 Verglaste Fachkollektoren sind das in der Europäischen Union am weitesten verbreitete System und dienen vor allem der Warmwas-seraufbereitung und Heizungsunterstützung. Verglaste Flachkollektoren sind aus Absorber, hydraulischem System und Dämmung aufge-baut. Der Absorber wird durch die Verglasung zur Außenluft hin zusätzlich isoliert. 2 Solar Energy Systems in Architecture, SHC International Energy Agency – Solar Heating and Cooling Programme, Task 41, Seite 15 Bestätigung der Preise für den österreichischen Markt durch Solar Austria Verglaste Flachkollektoren. Bausteine. Die Solarwärme-Anlage bildet gleichzeitig die äußere Fas-sadenschicht und übernimmt deren architektonische Aufgaben. Verglaste Flachkollektoren. Bausteine. Die Kollektoren wurden bündig in die Fassade integriert. Verglaste Flachkollektoren. Elemente/Paneele. Die Ausführungs-beispiele zeigen Aufdachlösungen. Verglaste Elemente/Paneele FLAcHkoLLEkTorEN Verglaste Bausteine FLAcHkoLLEkTorEN

55 54 Vakuum-röhrenkollektoren Preis: ungefähr der dreifache Preis pro m 2 bezo- gen auf unverglaste FlachkollektorenJährlicher Energieertrag 3 : 480–650 kWh/m 2 Vakuum-Röhrenkollektoren sind auf besonders hohe Arbeitstemperaturen ausgelegt, können aber auch für Warmwasseraufbereitung und zur Raumheizungsunterstützung herangezogen werden. Absorber und hydraulisches System werden in Glasröhren geführt, in denen ein Va-kuum hergestellt wurde. Das Vakuum zeichnet sich durch seine sehr hohe Dämmwirkung aus.Vakuum-Röhrenkollektoren werden als zusätz-liches Element oder in die Architektur integ-riert eingesetzt. Diese zusätzlichen Funktionen schaffen Mehrwerte, beispielsweise beim Einsatz als Brüstung oder als Beschattungs-element. innovative Weiterentwicklungen Produkte wie beispielsweise Algenfassaden werden derzeit entwickelt und sind am Markt noch nicht als standardisierte Produkte erhältlich. Sie werden hier auf Grund ihrer außergewöhnlichen architektonischen Integra-tionsmöglichkeiten vorgestellt. Vakuum Röhrenkollektoren. Systemdarstellung mit Schnitt durch Glasröhre. 3 Solar Energy Systems in Architecture, SHC International Energy Agency – Solar Heating and Cooling Programme, Task 41, Seite 15 Bestätigung der Preise für den österreichischen Markt durch Solar Austria Innovative Produkte. Die Oberflä-chenbearbeitung von Glas bietet ein breites Spektrum. Für die archi-tektonische Gestaltung hat diese Technologie großes Potenzial. Vakuum Röhrenkollektoren. Die Aneinanderreihung von Glasröhren bietet interessante Möglichkeiten zur Integration in die Gestaltung. Integration in Architektur. Solarwärme-Anlage in einer Stehfalzdeckung. Villa Libeskind, Deutschland. Vakuum rÖHrEN- koLLEkTorEN Innovative ProDUkTE Innovative ProDUkTE

57 56 5.3 Photovoltaiksysteme Das Kapitel gibt einen Überblick über die gängigen Photovoltaiksysteme und gliedert sich nach den Zellarten. Die Kennzahlen von Kosten und Energieertrag sind relativ zur installierten Leistung ange-geben in Kilowattstunden/Kilowatt-Peak (kWh/kWp). „Watt peak“ ist laut Definition die Leistung, die ein Modul unter standardisierten Testbedingungen erbringt. Als jeweilige Preisbasis mit dem Faktor 1 dienen Standardprodukte (Standardformate und -aufbau). Eine Anlage mit einer installierten Leistung von 5 kW produziert bei einer Ausrichtung von 30° Süd im Jahr durchschnittlich 5.000 kWh. Zum Vergleich: Ein durchschnittlicher österreichischer Haushalt hat einen Jahresstromverbrauch von ca. 4.500 kWh (Statistik Austria, 2011) . Um eine Leistung von 1 kWp zu erzielen, wird eine Fläche von ca. 6,5–7,5 m 2 für eine Photovoltaikanlage mit multikristalli- nen oder monokristallinen Zellen benötigt. Für die 4.500 kWh in dem Rechenbeispiel (durchschnittli-cher Jahresverbrauch eines Haushalts) ist also eine Grundfläche mit ca. 35 m 2 erforderlich. Poly- oder multikristalline zellen1 kWp = ca. 7,7 m 2 Kollektorfläche Jährlicher Energieertrag: ca. 130 kWh/m 2 standardformate und standardaufbauPreis: in der Herstellung und Anbringung am billigsten, Standardformate und -aufbau dienen als Preisbasis für die nachfolgend dargestellten Formate und Varianten.Jährlicher Energieertrag: ca. 1.000 kWh/kWp installierter Leistung bei ca. 30° Neigung Rich-tung Süd. fassadesonderformate z.B. als hinterlüftete fassadePreis: ca. das Doppelte der Preisbasis.Jährlicher Energieertrag: ca. 700 kWh/kWp installierter Leistung bei ca. 30° Neigung Rich-tung Süd. sonderformate z.B. als Überkopfverglasung mit isolierglasPreis: ca. das Fünffache der Preisbasis.Jährlicher Energieertrag: ca. 900 kWh/kWp ins- tallierter Leistung bei ca. 30° Neigung Richtung Süd, da aufgrund des Aufbaus mit Isolierglas mit geringen Verlusten zu rechnen ist.Polykristalline Solarmodule sind die am häu-figsten installlierten Module. Charakteristisch ist die Kristallstruktur, welche die polykristal-linen Solarmodule der Photovoltaikanlage bei Sonneneinstrahlung stark reflektieren lässt. Da für polykristalline Solarmodule weniger reines Silizium verwendet wird und Kristallstrukturen bestehen, die für Lichtbrechungen sorgen, ist der Wirkungsgrad der Solarmodule mit rund 15 Prozent geringer als bei monokristallinen So-larmodulen. Aufgrund der geringeren Effizienz werden polykristalline Solarzellen häufig für Photovoltaikanlagen auf größeren Dachflächen eingesetzt, bei denen die Leistung eines ein-zelnen Solarmoduls nicht so sehr ins Gewicht fällt. Das äußere Erscheinungsbild wirkt durch glänzende, reflektierende Stellen und dunklere Flächen heterogen. Durch den Einsatz von farbigem Glas ist mit einer Reduktion des Ener-giegewinns um 10% bis 20% zu rechnen. Polykristalline Zellen. Hybride.Integration in Verglasung. Polykristalline Zellen. Hybride. Integration in Fassade und Dach. Polykristalline Zellen. Elemente/Paneele. In die Fassade integrierte farbige Module. Polykristalline Zellen. Bausteine. Kombination aus Dachziegeln mit Photovoltaik-Modulen. Polykristalline ZELLEN Polykristalline ZELLEN

59 58 Monokristalline zellen1 kWp = ca. 6,6 m 2 Kollektorfläche Jährlicher Energieertrag: ca. 150 kWh/m 2 standardformate und standardaufbauPreis: in der Herstellung und Anbringung am billigsten, Standardformate und -aufbau dienen als Preisbasis für die nachfolgend dargestellten Formate und Varianten.Jährlicher Energieertrag: ca. 1.000 kWh/kWp installierter Leistung bei ca. 30° Neigung Rich-tung Süd. fassadesonderformate z.B. als hinterlüftete fassadePreis: ca. das Doppelte der Preisbasis.Jährlicher Energieertrag: ca. 700 kWh/kWp ins-tallierter Leistung bei ca. 30° Neigung Richtung Süd. sonderformate z.B. als Überkopfverglasung mit isolierglasPreis: ca. das Fünffache der Preisbasis.Jährlicher Energieertrag: ca. 900 kWh/kWp ins-tallierter Leistung bei ca. 30° Neigung Richtung Süd, da aufgrund des Aufbaus mit Isolierglas mit geringen Verlusten zu rechnen ist. Monokristalline Solarzellen haben im Vergleich zu polykristallinen Solarzellen einen sehr hohen Siliziumanteil und einen hohen Wirkungsgrad, sie sind die effektivsten Solarzellen bei direkter Sonneneinstrahlung. Für die Erzeugung von 1 kWp wird weniger Flä-che benötigt als beim Einsatz von polykristalli-nen Modulen bzw. wird auf gleicher Fläche ein höherer Ertrag erzielt. Monokristalline Solarmo-dule sind deshalb sehr gut geeignet, wenn nur eine geringe Dachfläche für eine Photovoltaik-anlage zur Verfügung steht oder wenn eine sehr hohe Leistung erzielt werden muss. Der hohe Energieeinsatz bei der Herstellung bewirkt aber eine lange Energierücklaufzeit. Das äußere Erscheinungsbild monokristalliner Zellen ist homogen, die Farbigkeit dunkelblau bis schwarz. Monokristalline Zellen. Elemente/Paneele. Erscheinungsbild der Ober-fläche von rahmenlosen gebäudein-tegrierten Photovoltaik-Modulen. Monokristalline Zellen. Elemente/Paneele. Die Ausführungsbeispiele zeigen eine Aufdachlösung und eine gebäudeintegrierte Photovoltaikan-lage im Vergleich. Monokristalline ZELLEN Monokristalline ZELLEN Monokristalline Zellen. Hybride. Integration in Verglasung mit unterschiedlicher Abstufung der Transparenz.

61 60 Bildnachweis: Dünnschichtzellen. Fassadengestal-tung Betriebsgebäude. Dünnschichtzellen. Integration in Verglasung mit unterschiedlicher Abstufung der Transparenz. Dünnschichtzel-len. Innovative Produkte. Mo-dulares System aus vorgefertig-ten Treppen. dünnschichtzellen1 kWp = ca. 9–11 m 2 Kollektorfläche Jährlicher Energieertrag: ca. 90–110 kWh/m 2 standardformate und standardaufbauPreis: in der Herstellung und Anbringung am billigsten, Standardformate und -aufbau dienen als Preisbasis für die nachfolgend dargestellten Formate und Varianten.Jährlicher Energieertrag: ca. 1.000 kWh/kWp installierter Leistung bei ca. 30° Neigung Rich-tung Süd, fassadesonderformate z.B. als hinterlüftete fassadePreis: ca. das Dreifache der PreisbasisJährlicher Energieertrag: ca. 700 kWh/kWp installierter Leistung bei ca. 30° Neigung Rich-tung Süd sonderformate mit semitransparenten Modulen Preis: ca. das Zehnfache der PreisbasisJährlicher Energieertrag: ca. 1.000 kWh/kWp installierter Leistung bei ca. 30° Neigung Rich-tung Süd. Dünnschichtmodule sind aufgrund ihrer extrem geringen Dicke leicht und preisgünstig herzustellen und weisen eine sehr geringe Energierücklaufzeit auf. Größter Vorteil der Dünnschichtmodu-le: Durch ihre Flexibilität und ihr geringes Gewicht lassen sich diese Solarzellen sehr vielseitig verwenden, von Taschenrechnern bis hin zu Photovoltaikanlagen. Dünnschicht-module haben allerdings einen geringeren Wirkungsgrad als andere Solarzellen und benötigen deshalb mehr Fläche. Als Trä-germaterial eignen sich Glas, Metall oder Kunststoff. Typische Oberflächenfarben sind Farbtöne von Orange-Braun bis Schwarz. In der Gestaltung bietet dieser Typus einen wesentlich größeren Spielraum als kristalline Zellen. Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung dieses Leitfadens gibt es am österreichischen Markt aber keine etablierten Anbieter. DüNNScHIcHTZELLEN Seite 4: Foto Lukas BeckSeite 5: Foto Houdek/PIDSeite 6: kämpfen für architektur ag, Zürich, Fotos R. Rötheli, BadenSeite 8, oben links: WUK, aus: Leitfaden Fassadenbegrünung der Wiener Umweltschutzabteilung – MA22, Foto: Verband für Bauwerksbegrünung ÖsterreichSeite 8, oben rechts: ZinCo GmbHSeite 8, unten: PV Anlage Auhofcenter, Foto: oekonews.at Seite 9, oben links: PV Anlage Auhofcen-ter, Foto: oekonews.at Seite 9, oben rechts: Gebäude der MA 48 Einsiedlergasse 2, aus: Leitfaden Fas-sadenbegrünung der Wiener Umwelt-schutzabteilung – MA22, Foto: Verband für Bauwerksbegrünung ÖsterreichSeite 9, unten: extensiv begrüntes Flachdach, Foto: Jörg FrickeSeite 10: Hotel Stadthalle, Foto: Monika HaasSeite 13: Funktionsschema einer Warmwasser-Solaranlage, AEE Intec, Energie Tirol, Infoblatt thermische SolaranlagenSeite 14, oben: Photovoltaikanlage mit Netzanschluss, CHIVES – Interaktive Medien/DarmstadtSeite 14, unten: Sunwin Energy Systems GmbHSeite 15, ganz oben: Firma DachgrünSeite 15, zweites Foto: MA22Seite 15, drittes Foto: Extensivbegrü-nung in der Stadt Zürich, Foto: Jan DanielssonSeite 15, ganz unten: Extensiv begrüntes Flachdach, Foto: Jörg FrickeSeite 16: Leitfaden Fassadenbegrünung der Wiener Umweltschutzabteilung – MA22, Foto: Verband für Bauwerksbe-grünung ÖsterreichSeite 17, beide Fotos: Leitfaden Fas-sadenbegrünung der Wiener Umwelt-schutzabteilung – MA22, Foto: Verband für Bauwerksbegrünung ÖsterreichSeite 20: Leitfaden zur Errichtung von Solaranlagen und Photovoltaikanlagen, Energieinstitut VorarlbergSeite 22: Emil-Fucik-Gasse 1, 1100 Wien, Fa. Noortec GmbH/SolWitec GmbH. Foto: oekonews.at/NoortecSeite 24, oben: ©kämpfen für architek-tur ag, Zürich, Fotos: R. Rötheli, BadenSeite 24, unten: Grün+Dach/ZinCo GmbHSeite 25: „smart ist grün“ Hamburg, zillerplus Architekten und Stadtplaner, Foto: Christian Hacker/bloomimages für zillerplusSeite 26, oben: Liz ZimmermannSeite 26, links: Hotel Stadthalle, Foto: Monika HaasSeite 27, beide Fotos: ZinCo GmbHSeite 28, oben: „Haus K“ in Mannswörth, Architekt Dipl.-Ing. Nikolaus HolsteinSeite 28, Mitte links: DOMA Solartechnik und Schweizer Metallbau, Foto: Jens EllensohnSeite 28, unten links: raymann kraft der sonne® photovoltaikanlagen gmbhSeite 28, unten Mitte: kämpfen für architektur ag, ZürichSeite 28, unten rechts: WienEnergie-BürgerInnen-Solarkraftwerk Wien-Mitte. Fläche: 9.000 m², Leistung 356 Kilowatt-Peak. Foto: Wien Energie/EHMSeite 30, oben: © ertex solarSeite 30, unten: TU Darmstadt Solar-decathlon, Foto: Jim Tetro, U.S. Depart-ment of Energy Solar DecathlonSeite 31, oben: WienEnergie-BürgerIn-nen-Solarkraftwerk Wien-Mitte. Foto: Wien Energie/EHMSeite 31, rechts: Architekt Dipl.-Ing. Nikolaus HolsteinSeite 32, links: raymann kraft der son-ne® photovoltaikanlagen gmbhSeiten 32 und 33: Grafik BWM Architek-ten und PartnerSeite 34, links: Hotel Stadthalle Innen-hof, Foto: Monika HaasSeite 34, rechts: Hotel Stadthalle Stra-ßenfassade, Foto: Liz ZimmermannSeite 35, oben: raymann kraft der son-ne® photovoltaikanlagen gmbhSeite 35, unten und rechts: Fa. Eternit, Foto: Manfred Burger Seite 36, oben: Hauptschule Wallsee, IKW-Ingenieurkanzlei für Wasserwirt-schaft, Umwelttechnik und Infrastruktur ZT GmbH, Foto: Katharina PflegeSeite 36, links und unten: © ertex solarSeite 37, oben: „smart ist grün“ zillerplus Architekten und Stadtplaner, Foto: Christian Hacker/bloomimages für zillerplusSeite 37, unten: Ablinger, Vedral & Partner ZT GmbH Seite 38, links und oben: RAHM archi-tekten ZT-KG, Foto: Gisela ErlacherSeite 38, unten: Sunways AG Seite 39, oben: © ertex solarSeite 39, unten: stromaufwärts Photo-voltaik GmbH, Foto: Christine KeesSeite 40, oben: Viessmann GmbHSeite 40, unten: © ertex solarSeite 41, oben: © ertex solarSeite 41, unten links: jan & jan architek-tencooperation. © ertex solarSeite 41, unten rechts: kämpfen für architektur ag, ZürichSeite 42, oben: kämpfen für architektur ag, ZürichSeite 42, unten: TU Darmstadt Solar- decathlon, Foto: Jim Tetro, U.S. Depart-ment of Energy Solar DecathlonSeite 43, oben: pos architekten, Foto: Hertha HurnausSeite 43, unten: Sunways AG Seite 44, linke Spalte: Fotos: Resch Seite 44, oben rechts: Foto: DörningerSeite 44, unten: Solar Pavillon Potsdam, Ortner & Ortner Baukunst, Foto: Schnepp RenouSeite 45, oben: ARCHITEKTEN LUGER & MAUL ZT-GMBH, Foto: Walter Eben-hofer, SteyrSeite 45, unten: © ertex solarSeite 46, oben: Nikko Photovoltaik GmbH & Königsolar, Foto: DI Mag. Erik SehnalSeite 46, unten: Sunways AG Seite 48: DOMA Solartechnik und Schweizer Metallbau, Foto: Jens EllensohnSeite 50 oben: KME Italy S.p.A.Seite 50, unten: Dachziegelwerke Nels-kamp GmbHSeite 51, oben: ATMOVA AG ZürichSeite 51, unten: Seidemann Solar GmbH, Foto: Ernst Ulrich TillmannsSeite 52: Fa. EternitSeite 53, oben links: Fa. EternitSeite 53, oben rechts: DOMA Solartech-nik und Schweizer Metallbau, Foto: Jens EllensohnSeite 53, unten rechts und links: Winkler Solar GmbH, Foto: Martin WinklerSeite 54, oben: kämpfen für architektur ag, ZürichSeite 54, unten: Fa. RheinzinkSeite 55, oben und oben rechts: Ecole polytechnique fédérale de Lausanne, Laboratoire d’Energie Solaire et de Physique du BâtimentSeite 55, unten: Viessmann GmbHSeite 56, oben links: Bergstation Hütten-kopfbahn Schruns, Foto: Fa. Doppelmayr Seite 56, mitte links: Landesbank Mün-chen, Foto: Fa. SchücoSeite 56, unten: © ertex solarSeite 57, oben: Sunways AGSeite 57, unten: SED Produktions-gesmbHSeite 58: alle Fotos Fa. EternitSeite 59, oben: Solar Suisse SunstyleSeite 59, rechte Spalte: © ertex solarSeite 60, oben rechts: Energieakademie Samso, Dänemark, Foto: Fa. RheinzinkSeite 60, oben links: Foto: Fa. RheinzinkSeite 60, mitte links (2 Fotos): © ertex solarSeite 60, unten links: VTA Rottenbach,Foto VTA

63 62 Impressum: Medieninhaber und HerausgeberMagistrat der Stadt WienMagistratsabteilung 20 – energieplanungwww.energieplanung.wien.atMagistratsabteilung 19 – architektur und stadtgestaltungwww.wien.gv.at/stadtentwicklung/architektur/Magistratsabteilung 22 – Wiener Umweltschutzabteilungwww.umweltschutz.wien.at gesamtkoordinationMagistratsabteilung 20/Mag. Bernd Vogl, Mag. a Eva Dvorak Magistratsabteilung 19/Dipl.-Ing. in Ruth J. Kertész Magistratsabteilung 22/Dipl.-Ing. Christian HärtelMagistratsabteilung 25/Dipl.-Ing. (FH) Felix GrothKammer der Architekten und Ingenieurkonsulenten für Wien, NÖ und Bgld./Dipl.-Ing. Alexander van der DonkWiener Umweltanwaltschaft/Mag. Dominik Schreiber Konzeption, redaktion und gestaltungBWM Architekten und PartnerBernard Walten Moser Ziviltechnikerwww.bwm.atDI Liz Zimmermann, DI Gerhard Girsch Graphische Gestaltung im Erdgeschoss GmbHwww.erdgeschoss.at druckAgens Ketterl Druckerei GmbH Gedruckt auf ökologischem Papier aus der Mustermappe von „ÖkoKauf Wien“ Verlags- und HerstellungsortWien, Dezember 2014 Alle Angaben erfolgen trotz sorgfältiger Bearbeitung ohne Gewähr. Für die Vollständigkeit und Richtigkeit der Angaben, für Druck-fehler und technische Änderungen kann keine Haftung übernommen werden. Eine Haftung der Herausgeber und der AutorInnen ist ausgeschlossen.

Veröffentlicht: 16. Februar 2015 Kategorie: Broschüre

Themen

Erneuerbare Energie