Serielle Sanierung mit integrierten Haustechnikelementen
„RENVELOPE – Energy Adaptive Shell“ ermöglicht es, den Endenergiebedarf von Bestandsgebäude durch minimalinvasive Sanierung über 80% zu reduzieren und über klimaneutrale und erneurerbare Energiesysteme (Wärme, Kälte, Strom) zu versorgen. RENVELOPE demonstriert eine innovative Lösung, die serielle, industriell vorgefertigte integrierte Hüll- und Haustechnikelemente sowie energieaktive Komponenten integriert. Neben aktiver Energieumwandlung in der Hülle kann auch ein Wärme- und Kälteabgabesystem in der Fassade integriert werden. Eine dadurch ermöglichte Flächentemperierung im System kann mit sehr niedrigen Vorlauftemperaturen betrieben werden. Insofern eignet sich die vorgefertigte außenliegende Bauteilaktivierung von Bestandswänden insbesondere für den Einsatz von grüner Wärme und Kälte mit geringen Systemtemperaturen, und dient somit als gut skalierbarer Lösungsweg für die dringend anstehende Energiewende im Gebäudebestand.
Klimaneutrale Versorgungssicherheit
RENVELOPE nutzt Flexibilitätspotentiale für die Netze durch Nutzbarmachung der Speichermassen von Bestandsgebäuden in Form von außenliegender Bauteilaktivierung und integrierter Speichertechnologien sowie zeitlich flexible Betriebsweise hüllintegrierter Wärmepumpen sowie Nutzbarmachung des Erdreichs, um die Resilienz der Energiesysteme zu stärken und so die Versorgungssicherheit zu garantieren.
Soziale Akzeptanz von Technologien und Maßnahmen
Durch die gemeinsame Entwicklung des Systems den Bauherren der Demo-Gebäude, der laufenden Einbindung der zukünftigen NutzerInnen der Demonstratoren sowie eine stark verkürzte Sanierungsdauer vor Ort (Zeitersparnis 50%) und Finanzierungsmodelle die Lebenszykluskosten unter konventionelle Sanierungslösungen, sowie Visualisierungsmöglichkeiten und Echtzeit NutzerInnenfeedback über den digitalen Zwilling erhöht die soziale Akzeptanz von RENVELOPE.
Skalierbarkeit
Die entwickelten und demonstrierten Technologien können flexibel eingesetzt werden und sind durch innovative Fertigungsstrategien kompatibel mit vielen großvolumigen Gebäudetypen. Aufgrund der Skalierungseffekte sind insbesondere großvolumige Gebäude als Zielmarkt zu sehen. Bei derzeitigen Sanierungsraten wären bis 2050 nicht einmal ein Viertel der Gebäude umfassend saniert. Dies betrifft die bautechnische Sanierung genauso wie die Sanierung der Gebäudetechnik sowie die Integration erneuerbarer Energieträger.
Energieaktive Komponenten der Fassade
Die Basis der seriellen Sanierung bildet eine vorgefertigte Rahmenkonstruktion – meist aus Holz –, die bereits im Werk mit Dämmmaterial, Fensteröffnungen und einer äußeren Fassadenverkleidung ausgestattet wird. Diese Module werden millimetergenau an das jeweilige Gebäude angepasst (basierend auf Vermessungsdaten) und vor Ort als komplette Bauelemente montiert. Im Projekt RENVELOPE stehen fünf Schlüsseltechnologien im Fokus:
- Bauteilaktivierung – zur Nutzung thermischer Speichermassen direkt in der Gebäudehülle;
- Photovoltaik – zur Stromproduktion auf Fassaden- und Dachflächen;
- Versorgungsschächte – zur standardisierten Leitungsführung innerhalb der Module;
- Intelligente Lüftungssysteme – zur dezentralen Frischluftversorgung mit Wärmerückgewinnung;
- Batteriespeicher – zur Zwischenspeicherung von selbsterzeugtem Strom und Lastmanagement.
Fertigungsverfahren
Die Fertigung der Gebäudehülle erfolgt im Werk nach Prinzipien serieller Produktion. Wand- und ggf. Dachelemente werden industriell vorgefertigt, ergänzende Arbeiten bei Bedarf auf der Baustelle durchgeführt. Grundlage dieser Prozessbeschreibung ist ein Interview mit der Firma Strobl GmbH, ergänzt um projektspezifische Erkenntnisse.
Ausgangspunkt ist ein vom Holzbauer selbst erstelltes detailliertes 3D-Modell in Cadwork, auf dessen Basis alle Materialien bestellt werden. Nach Freigabe beginnt der CNC-Zuschnitt, gefolgt vom Aufbau der Rahmenkonstruktion. Diese wird einseitig geschlossen, gedämmt und mit ET- bzw. HKLS-Leitungen versehen. Bei komplexer Technik empfiehlt sich ein separater Leitungsschacht. Anschließend wird die äußere Beplankung angebracht.
Je nach Entwurf folgen Windfolie, Lattung und Oberflächenmaterial. Holzschalungen werden vorab beschichtet und in der Linie montiert, andere Materialien ggf. vor Ort ergänzt. Fenster werden je nach Modultyp bereits im Werk eingebaut. Die Produktion erfolgt getaktet, mit Auslagerung auf vorgelagerte Arbeitsplätze für aufwendigere Schritte. Just-in-Time-Prozesse ermöglichen hohe Effizienz.
Die Quetschdämmung wird bewusst erst vor Ort eingebaut – aus Gründen der Transportökonomie und Montageeffizienz. Um Transportschäden zu minimieren, werden empfindliche Bauteile wie Fensterbänke oder Beschichtungen gezielt erst auf der Baustelle ergänzt.
Parallel zur Produktion sichert ein System aus Quality-Gates eine kontinuierliche Überwachung und Optimierung aller Prozessschritte.Die Fertigung der vorgefertigten Gebäudehülle erfolgt im Werk nach den Prinzipien der seriellen Fertigung. Die industrielle Produktion gliedert sich in die Herstellung der Wand- und – sofern erforderlich – Dachelemente sowie in die Montage der Module. (Ergänzungsarbeiten können gegebenenfalls auf der Baustelle erfolgen.)
Kreislaufwirtschaft in der seriellen Sanierung
Bei allen Entwicklungen in RENVELOPE steht die nachhaltige Rohstoffwahl, optimierte Fügetechniken und Fertigungsverfahren nach dem LEAN Prinzip im Fokus (von den nachwachsenden Rohstoffen bis zur hochwertigen Wiederverwendung). Kreislaufwirtschaft wird durch lebenszyklusoptimierte Funktionsschichten, rückbaubare Fügetechniken und modulare, wartungsarme Gebäudetechnikkomponenten aus nachwachsenden Rohstoffen eine kreislauffähige Gesamtlösung für die Sanierung unterschiedlich genutzter großvolumige Gebäude ermöglicht.
