HTWK-Doktorand Fabian Görgen erklärt auf Konferenz für nachhaltige Architektur in Chile, wie Fassaden mit Granulatfüllung gegen Sommerhitze helfen
Durch den Klimawandel und die Urbanisierung steigen die Temperaturen. Vor allem Großstädte leiden in den Sommermonaten unter enormem Hitzestress. Um dem entgegenzuwirken, suchen Forschende nach Lösungen, mit denen neben dem Innenraumklima auch das urbane Außenklima verbessert werden kann. Eine Lösung könnten innovative Fassadenmodule mit Granulatfüllung sein. Die porösen Steine können Wasser speichern und es bei großer Hitze wieder abgeben – ein Effekt, der für Abkühlung sorgt. Erste Ergebnisse für die Entwicklung eines solch kühlenden Fassadensystems stellt HTWK-Doktorand Fabian Görgen am 23. November 2022 in einem Vortrag auf der PLEA-Konferenz für nachhaltige Architektur und Stadtplanung in der chilenischen Hauptstadt Santiago de Chile vor.
Görgen ist seit 2020 Doktorand am Institut für Hochbau, Baukonstruktion und Bauphysik der HTWK Leipzig. Gefördert durch ein HTWK-Promotionsstipendium arbeitet er an einem gekoppelten Simulationsmodell, das mikroklimatische Einflüsse in Gebäudeenergie- sowie bauphysikalische Berechnungen integriert. Aufbauend darauf will er ein Fassadensystem entwickeln, das zu einer verbesserten thermischen Behaglichkeit im urbanen Außenraum beiträgt.
Abkühlung durch den Verdunstungseffekt von Wasser
„Um Abkühlung für unsere Städte zu erreichen, müssen die Anpassungsstrategien für die breite Masse erschwinglich sein. So ist eine flächendeckende Anwendung möglich, die die gesamte Bevölkerung vor Hitze schützen kann“, erklärt Görgen. Weil das Fassadensystem also günstig, aber auch möglichst nachhaltig und ressourcenschonend sein soll, suchte der Bauingenieur zunächst nach geeignetem Füllmaterial. Dieses sollte außerdem leicht sein sowie eine hohe Wasseraufnahme- und Saugfähigkeit haben. Poröse Granulate aus Stein erfüllen die Anforderungen. Sie sind deutlich leichter und wasseraufnahmefähiger als andere poröse Baustoffe wie Ziegel oder Porenbeton.
Das Wasser, das von den Granulaten aufgenommen werden soll, ist Regenwasser, das beispielsweise bei Starkregenereignissen in großen Mengen vorhanden ist. Dieses wird in Städten oft ungenutzt durch die Kanalisation abgeleitet, weil es durch die versiegelten Flächen nicht im Erdboden versickern kann. Mit Görgens geplantem Fassadensystem könnte es zwischengespeichert und zur Abkühlung genutzt werden. Wasser hat eine hohe thermische Masse, weshalb es sich nicht so schnell aufheizt. Der Verdunstungskühlungseffekt sorgt zudem für kühlere Temperaturen im städtischen Außenraum.
Erster Prototyp: Granulat im Test
Görgens Untersuchungen ergaben: Am besten geeignet ist ein Granulat aus Vulkangestein. Dieses verbaute er im Sommer 2022 in einem ersten Prototyp, um so die Wirkungsweise zu testen. Die Messergebnisse dienen ihm zur Validierung des gekoppelten Simulationsmodells. Ziel ist es, dieses Simulationsmodell in einer frühen Planungsphase von Bauvorhaben einzusetzen, um so standortspezifische Konzepte für eine optimale Verbesserung der Behaglichkeit im Außenraum erstellen zu können.
Konferenzthema „Städtebau in Zeiten des Notstands“
Die Ergebnisse seiner Voruntersuchung präsentiert Görgen in seinem Vortrag zur „Hygrothermischen Charakterisierung von wasserabsorbierenden Granulaten“ auf der 36. PLEA-Konferenz. Seine Teilnahme förderte der Deutsche Akademische Austauschdienst DAAD in der Förderlinie „HAW-Konferenzreisen“. Neben Görgen kommen vom 23. bis 25. November 2022 in der südamerikanischen Großstadt zahlreiche weitere Fachleute, Forschende und Studierende aus über 40 Ländern zusammen, um sich mit der zentralen Frage zu befassen: „Werden die Städte überleben? – Die Zukunft der nachhaltigen Gebäude und des Städtebaues in Zeiten des Notstands.“ Görgens Forschungsergebnisse werden nach der Konferenz frei als Open Access veröffentlicht.