In Zürich feiert die Solar-Glasfassade ihre schweizweite Premiere mit einem Mehrfamilienhaus mitten im Stadtkreis 6. Dabei steht dieses Leuchtturmprojekt für mehr als eine energieeffiziente PlusEnergieBau-Sanierung. Seine neuartige Architektur könnte die dezentrale Energieerzeugung in der Stadt revolutionieren.

Gerade seine Unscheinbarkeit macht das Mehrfamilienhaus an der Hofwiesen-/Rothstrasse im Zürcher Stadtkreis 6 zu einem nationalen Leuchtturmprojekt. Seine Fassade erzeugt Solarstrom, aber die sonst so auffälligen Solarzellen fügen sich unbemerkt in das städtische Bild ein. Mit seiner matten Solarfassade und den PV-Modulen auf dem Dach richtet sich das Haus sowohl auf Energieeffizienz als auch auf Ästhetik aus.

Die Sanierung erfolgte nach PlusEnergieBau-Standards. Das bedeutet, dass durch die Kombination von eigener Stromproduktion und tief gehaltenem Eigenverbrauch mehr Energie gewonnen wird, als das Haus von aussen bezieht. Überschüssiger Strom wird lokal gespeichert oder fliesst ins Netz, und die matte Solarfassade sorgt für weniger Konflikt mit Bauvorschriften. Wenn sich die nötigen Technologien kostengünstig und effizient entwickeln, bedeutet dies den Einzug erneuerbarer Energieerzeugung an den Fassaden in die Stadt.

Innovative Solar- und Heizwärmetechnologie

Kernstück des Hauses sind die Photovoltaikmodule auf der Basis monokristalliner Silizium-Solarzellen, welche die Aussenwände des Gebäudes zu einem Solarstromgenerator machen. Revolutionär an dieser Solar-Fassade sind ihre matte Oberfläche und die frei wählbare Farbe. Ihr Äusseres gleicht zwar einer Mischung aus Eternitplatte und Glasfassade und ist dadurch nicht unverwechselbar mit den verputzten Hauswänden der Nachbarhäuser. Aber ihr graugrüner Farbton ist dezent genug, um sich optisch in die Umgebung einzupassen. Dies ist relevant für die Verbreitung der Technologie. Denn die äussere Ästhetik ist ein entscheidender Faktor dafür, ob ein Bauprojekt bewilligt und umgesetzt wird.

Zusammen mit den PV Anlagen auf dem Dach sorgen diese beiden Anlagen für ausgeglichene Stromproduktion im Verlauf des Jahres von Frühling bis Herbst. Im Gegensatz zu einer reinen Dachanlage gibt es nämlich keine spezifischen Leistungsspitzen. Die produzierte Solarenergie reicht übers Jahr aus für Raumklima, Warmwasser, Beleuchtung und Haushaltstrom der Mieterschaft im ganzen Gebäude. Dies ist auch möglich dank dem stark reduzierten Heizwärmebedarf des Mehrfamilienhauses. Das vierstöckige Eckhaus mit Baujahr 1982 hatte bislang einen Heizölbedarf von über 10 Liter pro m2. Durch die Sanierung wird der Energieverbrauch um 72% gesenkt, von 107 auf 13 kWh/m2 – trotz Aufstockung mit acht zusätzlichen Wohnungen. Die Wärmeerzeugung erfolgt heute mit Splitt-Luft-Wasser-Wärmepumpen.

Haus der Zukunft

Diese Art von Architektur ist zukunftsfähig, weil sie gleichzeitig auf Technologien mit nachhaltigem und ästhetischem Potential setzt. Die neuartige Glasfassade kann durch ihre Oberflächenerscheinung erwiesenermassen PV-Technologie in innerstädtische Stadtbilder integrieren.

Für das Haus an der Hofwiesenstrasse lieferte PVP Photovoltaik GmbH die aktive Glasfassade und verbaute Photovoltaikzellen in die farbigen Glasplatten. Diese Technologie bewältigt Herausforderungen sowohl in Ästhetik als auch in Energieeffizienz.

Je nach Wahl des Farbpigments und der Rasterung des Keramikdigitaldrucks wird die Durchlässigkeit des Sonnenlichts beeinflusst und bestimmt somit die Leistung der Module.

Die Fassade ist, auf den m2 Ertrag pro Jahr gerechnet, weniger produktiv als PV-Anlagen auf dem Dach. Auf der anderen Seite weisen die Gebäude oft einen grösseren Anteil an Fassaden- als Dachfläche auf.

Diese Architektur zeigt Potential für nachhaltige, dezentrale Energieerzeugung. Die Energiewende kann so nicht nur in Form von Wind- oder Solarparks in grossen Freiflächen stattfinden, sondern auch im urbanen, dicht besiedelten Kontext.

Eine Stadt dezentraler, erneuerbarer Energien

Damit diese neuartige Architektur mit der PV-Fassadentechnologie im grossen Stil in Städten Einzug nehmen kann, ist die Entwicklung von intelligentem Strommanagement unverzichtbar. Ansonsten werden Leitungen und Transformatoren überlastet, wenn Hunderte von Häusern ihre überschüssige Energie ins Stromnetz speisen.

Die Entwicklung dieser dezentralen Nutzung von Sonnenenergie setzt auf die Evolution effizienter Speichertechnologien und Smart Grids. Je verlustfreier die Batterie die tagsüber gesammelte Energie speichern kann, desto effizienter kann sie abends genutzt werden, wenn die meisten Bewohner nach Hause kommen. Dieser lokale Energieverbrauch entlastet das Netz und macht die Stromkonsumenten gleichzeitig zu Produzenten, oder sogenannten Prosumer.

Nach der Fertigstellung des Bauprojekts an der Hofwiesen-/Rothstrasse wird dieses wissenschaftlich untersucht, um die Erkenntnisse zur Weiterentwicklung der eingesetzten Technologien und ähnlichen Projekten zu nutzen. Beteiligt sind Viridén + Partner AG, Zurfluh Lottenbach, Gasser Fassadentechnik, Diethelm Fassadenbau, EcoRenova AG, und ewz. Dazu das BFE, welches auch weitere Projekte mit integrierter Photovoltaik mit verschiedenen Ansätzen finanziell unterstützt.