Sonnenschutz | PV-Fassade
Photovoltaik-Sonnenschutz für FLOAT Düsseldorf
An der Passarelle des Büroensembles FLOAT in Düsseldorf realisierte Colt eine über 359 Meter lange Photovoltaikfassade. Das System verbindet außen liegenden Sonnenschutz, solare Stromerzeugung und eine präzise Integration in die Elementfassade.
Photovoltaikfassade für die Passarelle im Düsseldorfer Medienhafen
Das Büroensemble FLOAT im Düsseldorfer Medienhafen besteht aus sechs miteinander verbundenen Gebäudeteilen. Entworfen wurde der Komplex vom Renzo Piano Building Workshop in Zusammenarbeit mit BM+P. Ein prägendes Element der Architektur ist die Passarelle, die als verbindende Struktur zwischen den einzelnen Gebäuden verläuft.
Für ihre Außenseite war eine Photovoltaik-Sonnenschutzfassade vorgesehen. Diese sollte die Sonneneinstrahlung auf die dahinterliegenden Bereiche begrenzen und gleichzeitig elektrische Energie erzeugen. Neben diesen Funktionen musste sich das System exakt in das architektonische Raster der Elementfassade einfügen.
Die besondere Herausforderung lag in den Abmessungen und in den Bewegungen der Gebäudestruktur. Über eine Länge von mehr als 350 Metern mussten Bautoleranzen sowie unterschiedliche Verformungen einzelner Gebäudeteile aufgenommen werden. Die Photovoltaikelemente durften dabei weder konstruktiv unzulässig belastet noch in ihrer durchgehenden Linienführung beeinträchtigt werden.
Colt entwickelte hierfür eine eigenständige Fassadenkonstruktion mit projektspezifischen Aluminium- und Gussprofilen. Die einzelnen PV-Felder wurden so gegliedert und befestigt, dass technische Bewegungen entkoppelt werden, während die Fassadenfläche optisch als zusammenhängendes System wahrgenommen wird.
Case History
Projekt: FLOAT Düsseldorf
Ort: Düsseldorf, Deutschland
Gebäudetyp: Bürogebäude
Anforderung: Integrierter Photovoltaik-Sonnenschutz, Energiegewinnung, statische Entkopplung und architektonische Fassadenintegration
Lösung: Vorgehängte PV-Fassadenkonstruktion mit projektspezifischen Aluminium- und Gussprofilen
1.024 bifaziale PV-Scheiben auf mehr als 1.000 Quadratmetern
Die Photovoltaikfassade erstreckt sich an der Außenseite der Passarelle über eine Höhe von 14,7 Metern und eine Länge von 359,1 Metern. Sie besteht aus insgesamt 256 Fassadenelementen. Jedes Element nimmt vier Photovoltaikmodule in einer Anordnung von zwei mal zwei Modulen auf.
Insgesamt wurden 1.024 PV-Scheiben mit Abmessungen von jeweils 1.100 × 924 mm installiert. Jede Scheibe enthält 30 bifaziale Solarzellen. Die gesamte Photovoltaikfläche umfasst mehr als 1.000 m² und erreicht eine installierte Leistung von 153,6 kWp.
Bifaziale Solarzellen können Licht über die Vorder- und die Rückseite aufnehmen. Dadurch lässt sich neben der direkten Sonneneinstrahlung auch reflektiertes Licht für die Stromerzeugung nutzen. Wie hoch der zusätzliche Ertrag ausfällt, hängt unter anderem von der Einbausituation, den umliegenden Oberflächen und den jeweiligen Einstrahlungsverhältnissen ab.
Die Glaselemente bestehen aus 6 mm starkem Einscheibensicherheitsglas und 10 mm starkem teilvorgespanntem Glas. Glasaufbau, Solarzellen, Befestigungspunkte und Trägerprofile wurden als zusammenhängendes Fassadenelement geplant. So erfüllt die Konstruktion sowohl die Anforderungen an die Stromerzeugung als auch an den Sonnenschutz und die Sicherheit der großformatigen Glasfassade.
Entkoppelte Konstruktion
Profile nehmen Toleranzen und Verformungen auf
Die Länge der Passarelle und die Verbindung mehrerer Gebäudeteile machten eine konstruktive Entkopplung erforderlich. Unterschiedliche Bauteiltoleranzen und Verformungen durften keine unzulässigen Kräfte auf die PV-Scheiben übertragen.
Colt entwickelte deshalb projektspezifische Aluminium- und Gussprofile für die Befestigung der Fassadenelemente. Die Konstruktion gleicht Bewegungen innerhalb der Gebäudestruktur aus und erhält zugleich das durchgehende architektonische Raster. Auch mechanische Anschlüsse, Glasaufbau und sichtbare Profillinien wurden mit den Architekten abgestimmt.
Wartungsgang und Seilsicherung in die PV-Fassade integriert
Als Trägerstruktur der Photovoltaikelemente dient ein vorgelagerter Wartungsgang. Er verläuft entlang der Passarelle und ermöglicht den Zugang zu den PV-Scheiben, Befestigungen und technischen Anschlüssen. Eine durchgehende Seilsicherung unterstützt die sichere Durchführung späterer Kontroll-, Reinigungs- und Instandhaltungsarbeiten.
Der Wartungsbereich wurde so in die Fassadenkonstruktion eingebunden, dass er das architektonische Erscheinungsbild nicht dominiert. Seine tragende und sicherheitstechnische Funktion bleibt von außen weitgehend im Hintergrund. Gleichzeitig sind die für den Betrieb der Photovoltaikfassade relevanten Bereiche zugänglich.
Eine besondere Detailaufgabe stellten die Gebäudekorridore dar. In diesen Abschnitten wurden die Photovoltaikfelder gezielt unterbrochen. Die Wartungselemente laufen jedoch weiter und erhalten dadurch die konstruktive Verbindung entlang der Passarelle. Die Unterbrechungen folgen dem Gebäuderaster und werden als Teil der Fassadengliederung wahrgenommen.
Bei einer Photovoltaikfassade dieser Größenordnung muss die spätere Instandhaltung bereits während der Planung berücksichtigt werden. Der Zugang zu den Elementen, die Absturzsicherung und die Austauschbarkeit einzelner Komponenten sind ebenso relevant wie die elektrische Leistung und die architektonische Wirkung. Beim FLOAT wurden diese Anforderungen innerhalb einer gemeinsamen Unterkonstruktion zusammengeführt.
Solarer Sonnenschutz
PV-Elemente prägen die Passarelle
Die Photovoltaikelemente bilden eine zusätzliche Ebene vor der Passarelle. Dort begrenzen sie die direkte Sonneneinstrahlung und übernehmen zugleich die solare Stromerzeugung. Die PV-Fassade ist damit kein nachträglich aufgesetztes Anlagenteil, sondern Bestandteil der architektonischen Gebäudehülle.
Abmessungen, Modulteilung und Profillinien orientieren sich am Raster der Elementfassade. Durch die wiederkehrende Anordnung der 256 Fassadenelemente entsteht über die gesamte Länge eine einheitliche Gestaltung. Technisch notwendige Unterbrechungen wurden gezielt in diese Gliederung integriert.
Solararchitektur als gemeinsames Planungsgebiet von Fassade und Technik
Das FLOAT Düsseldorf zeigt, dass die Integration von Photovoltaik in eine Fassade über die Auswahl geeigneter Solarmodule hinausgeht. Bei einer gebäudeintegrierten Lösung beeinflussen sich Architektur, Statik, Glasaufbau, Befestigung, Elektrotechnik, Sonnenschutz und Wartungszugang gegenseitig.
Für die Passarelle mussten 1.024 PV-Scheiben in ein konsistentes Fassadenraster überführt werden. Gleichzeitig waren Bewegungen der mehrteiligen Gebäudestruktur aufzunehmen. Projektspezifische Profile entkoppeln diese Verformungen und stellen die Verbindung zwischen den Photovoltaikelementen und der vorgelagerten Trägerkonstruktion her.
Auch die gestalterische Abstimmung war Teil der technischen Planung. Position, Teilung und sichtbare Linien der Fassadenelemente wurden gemeinsam mit den Architekten entwickelt. Dadurch bleibt der Charakter der Elementfassade erhalten, obwohl ihr eine großflächige Photovoltaikkonstruktion vorgelagert ist.
Die Fassade übernimmt damit mehrere klar definierte Aufgaben: Sie begrenzt den solaren Eintrag an der Passarelle, erzeugt elektrischen Strom und prägt die äußere Erscheinung des verbindenden Bauteils. Der integrierte Wartungsgang schafft zugleich die Voraussetzung für eine langfristige Kontrolle und Instandhaltung. Das Projekt verdeutlicht, wie Photovoltaik-Sonnenschutz bei frühzeitiger Abstimmung als funktionaler Teil komplexer Büroarchitektur umgesetzt werden kann.
FAQ
Wie ist die Photovoltaikfassade am FLOAT Düsseldorf aufgebaut?
Die PV-Fassade besteht aus 256 Elementen. Jedes Element umfasst vier Photovoltaikmodule, die in einer Anordnung von zwei mal zwei Modulen montiert sind. Insgesamt wurden 1.024 PV-Scheiben mit Abmessungen von jeweils 1.100 × 924 mm installiert. Jede Scheibe enthält 30 bifaziale Solarzellen. Die Fassadenkonstruktion erreicht eine Höhe von 14,7 Metern und eine Länge von 359,1 Metern. Als Trägerstruktur dient ein vorgelagerter Wartungsgang mit integrierter Seilsicherung.
Welche Leistung erreicht die PV-Fassade?
Die mehr als 1.000 m² große Photovoltaikfläche erreicht eine installierte Gesamtleistung von 153,6 kWp. Die Angabe Kilowatt Peak beschreibt die elektrische Spitzenleistung unter festgelegten Prüfbedingungen. Die tatsächlich erzeugte Energiemenge hängt unter anderem von der Sonneneinstrahlung, der Ausrichtung, der Verschattung, der Temperatur und den Reflexionsbedingungen an der Fassade ab. Die bifazialen Solarzellen können zusätzlich Licht auf ihrer Rückseite aufnehmen.
Warum war eine konstruktive Entkopplung erforderlich?
Die Passarelle verbindet sechs Gebäudeteile und erstreckt sich über mehr als 350 Meter. Entlang einer solchen Struktur treten Bautoleranzen und unterschiedliche Verformungen auf. Würden diese Bewegungen unmittelbar in die PV-Scheiben eingeleitet, könnten unzulässige Spannungen entstehen. Colt entwickelte deshalb individuelle Aluminium- und Gussprofile, die Bewegungen aufnehmen und voneinander entkoppeln. Gleichzeitig erhalten sie das durchgehende Raster und die einheitliche Linienführung der Fassade.
Wie kann die Photovoltaikfassade gewartet werden?
Hinter beziehungsweise innerhalb der vorgelagerten Fassadenstruktur verläuft ein Wartungsgang. Er ermöglicht den Zugang zu den PV-Scheiben, Befestigungen und technischen Anschlüssen. Eine durchgehende Seilsicherung dient der Absturzsicherung bei Kontroll-, Reinigungs- und Instandhaltungsarbeiten. Der Wartungsbereich wurde so integriert, dass seine technische Funktion das äußere Erscheinungsbild der Passarelle möglichst wenig beeinflusst.
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