Ressourcensparende Glas-Folie-Dacheindeckung und vertikales Wasserrückhaltesystem

Auf der Messe BAU 2023 präsentiert Fraunhofer UMSICHT auf dem Gemeinschaftsstand der Fraunhofer-Allianz Bau (Halle C2, Stand 528) vom 17. bis 22. April innovative Lösungen für das Bauen der Zukunft.

Mit den neuen leichtbauenden ressourcensparenden Glas-Folie-Dacheindeckungen lassen sich Energie und CO2 einsparen; ein vertikales Wasserrückhaltesystem nimmt Niederschlagswasser auf und speichert es direkt, so dass sich Überlastungen des Kanalsystems und Überschwemmungen in stark versiegelten Gebieten vermeiden lassen.

Die Forschenden des Fraunhofer UMSICHT entwickelten im Projekt »Light-Light-Roof« folienbasierte Materialien, um Dächer lichtdurchlässig einzudecken. Dächer aus Glas sind oftmals schwer und verbrauchen viele Ressourcen – sie bestehen aus mehreren Scheiben Isolierglas. Das leichte und modulare Leichtbausystem ist eine Kombination aus einem Glas-Folie-Modulsystem und einem Innendach aus mobilem, lichtdurchlässigen und IR-reflektierenden Gewebe. So lassen sich rund 75 % Materialgewicht einsparen, was sich positiv auf die Gesamtkonstruktion, den Materialtransport sowie die Montage auswirkt.

Demonstration der Glas-Folien-Dächer im Altmarktgarten Oberhausen

Das modulare System besteht aus einer ETFE-Folienbespannung (EFTE: Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer) und Einscheibensicherheitsglas. ETFE lässt bis zu 95 Prozent des Lichts durch. Mit der zirkulierenden Luft zwischen Glasscheibe und Folie kann sich das System ideal mit der Gebäudeluft verschalten – z. B. im Winter durch Abtauen von Schnee- oder Eislasten oder zur Wärmedämmung. Das IR-reflektierende Gewebe des Innendaches kann zudem je nach Bedarf eingestellt werden: Dafür entwickeln die Forschenden eine gebäude- und nutzerbedarfsangepasste Mess-, Steuer- und Regelungstechnik, die im System integriert wird. Im Dachgewächshaus »Altmarktgarten Oberhausen« testen die Forschenden das Glas-Folie-System derzeit unter realen Einsatzbedingungen im Ganzjahresbetrieb.

Vertikale Wasserrückhaltesysteme

Insbesondere Städte mit stark versiegelten Flächen benötigen neue Maßnahmen gegen Starkregenereignisse, Hochwasser oder Hitzewellen zur Klimanpassung. Unter dem Begriff »Schwammstadt« bündeln sich verschiedenste Maßnahmen wie Flächenentsiegelung, Anlage von Grünflächen, Dachbegrünung oder Baumstandorte. Vertikale Wasserrückhaltesysteme sind hier eine wertvolle Ergänzung, um Spitzenlasten im Kanalsystem zu vermeiden und in der Folge lokalen Überschwemmungen entgegenzuwirken. Ziel ist es, das Regenwasser dort aufzunehmen und zu speichern, wo es anfällt, anstatt es zu kanalisieren und abzuleiten.

Fraunhofer UMSICHT entwickelt dazu aktuell das Konzept »Vertical Water Sponge«, ein vertikales Retentionssystem, bestehend aus einer tragenden, durchlässigen Außenhülle mit einem wasserspeichernden Kern aus mineralischen Materialien. Für den Kern kommen idealerweise mineralische Werkstoffe aus Recyclingprozessen wie z. B. Ziegel, Kalksandstein, Porenbeton zum Einsatz, die über sehr gute Wasserspeicher- und -leitungseigenschaften verfügen.

Diese Module sind an die Dachentwässerung gekoppelt, so dass Regenwasser direkt in die Module eingeleitet wird. So lassen sich große Mengen von Regenwasser zwischenspeichern und dann wiederum zur Verdunstungskühlung nutzen. Die vertikalen Retentionsmodule sollen bei bestehenden Gebäuden und im Neubau einsetzbar sein.

»Derzeit führen wir praxisnahe Untersuchungen zur Konzeptionierung und Entwicklung von Funktionsmustern der Module mit dem Ziel durch, in diesem Jahr einen Demonstrator in anwendungsnaher Skalierung fertigzustellen und zu erproben«, erklärt Holger Wack, Abteilung Produktentwicklung des Fraunhofer UMSICHT.

Weitere Informationen:

https://www.umsicht.fraunhofer.de/de/kompetenzen/produktentwicklung.html (Abteilung Produktentwicklung)
https://www.bau.fraunhofer.de/de/presse_news/presse/pm_20230123_sonderschau-mess… (Weitere Informationen zum Messestand der Fraunhofer-Allianz Bau)