HydroSKIN: Smarte Gebäudefassade der Universität Stuttgart für den „Blauen Kompass“ des Umweltbundesamts nominiert
Straßen wurden zu Flüssen, Keller überflutet: In den vergangenen Wochen
haben massive Regenfälle und Überschwemmungen in Deutschland verheerende
Schäden in Milliardenhöhe angerichtet. Eine Erfindung der Universität
Stuttgart könnte solche Verwüstungen künftig verhindern: HydroSKIN, eine
revolutionäre Fassadentechnologie des Sonderforschungsbereichs „Adaptive
Hüllen und Strukturen für die gebaute Umwelt von Morgen“ macht unsere
Gebäude und Städte weltweit wetterfest gegen Starkregen und Hitze.
Gebäude in „Funktionskleidung“
Die leichten Fassadenelemente aus mehreren Textillagen und Membranen
nehmen Regenwasser auf. Das entlastet die Kanalisation und beugt
Hochwasser vor. An heißen Tagen wird die Textilfassade mit Wasser
befeuchtet und kühlt damit durch Verdunstung Gebäude und Stadtraum
nachhaltig ohne Klimaanlage. Die Fassadenelemente können aufgrund ihres
geringen Gewichtes mit Leichtigkeit an Neubauten sowie bestehenden
Gebäuden angebracht werden – und das in vielfältigen Designs. Zudem können
die Textilien zu 100 Prozent rezykliert und sogar aus PET-Flaschenabfällen
hergestellt werden.
Regenwasser aufnehmen und intelligent nutzen
Seit 2022 untersuchen Forschende der Universität Stuttgart, wie sich die
Fassade bei Starkregen und extremer Hitze verhält. „Es zeigte sich, dass
die HydroSKIN-Fassade mehr als das Doppelte an Regenwasser aufnehmen kann
im Vergleich zu einer gleich großen Dachfläche desselben Gebäudes“,
erklärt Christina Eisenbarth, die HydroSKIN im Rahmen ihrer Doktorarbeit
am Institut für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren erfunden und
entwickelt hat. „Dies trägt dazu bei, den sogenannten Oberflächenabfluss,
sprich Regenwasser, welches durch asphaltierte und betonierte Flächen
direkt in die Kanalisation geführt werden muss und bei Überschreiten der
Aufnahmekapazität für Überschwemmungen sorgt, um ganze 54 Prozent zu
reduzieren. Und das, wenn nur ein Viertel einer Gebäudefassade mit
HydroSKIN ausgestattet ist.“
Das scheinbar „überschüssige Nass“ wird von der Fassade ins Gebäudeinnere
geleitet und kann dort etwa für die Waschmaschine, für den, die
Toilettenspülung und Pflanzenbewässerung genutzt werden. In einem
Wohngebäude könnte so bis zu 46 Prozent Frischwasser gespart werden.
„HydroSKIN ist damit mehr als nur eine Fassade – es ist ein aktiver
Beitrag zum Umweltschutz und zur Ressourcenschonung in unseren Städten“,
sagt Prof. Lucio Blandini, Leiter des Instituts für Leichtbau Entwerfen
und Konstruieren und stellvertretender Sprecher des
Sonderforschungsbereichs (SFB) 1244.
Natürliche Kühlung für Gebäude und Städte
An heißen Tagen wirkt die HydroSKIN-Fassade wie ein feuchter Wadenwickel
bei Fieber: Durch den natürlichen Verdunstungsprozess kühlt HydroSKIN
Gebäude und den Stadtraum. Während gewöhnliche Gebäudeoberflächen unter
der sengenden Sommersonne Temperaturen von über 90 °C erreichen können,
senkt HydroSKIN die Oberflächentemperatur auf bis zu 17 °C herunter. Ein
einziger Quadratmeter dieser Fassade kann die Aufheizung von 1,8
Quadratmetern Beton oder 1,4 Quadratmetern Asphalt vollständig
ausgleichen. „Stellen Sie sich vor, wir könnten dieses System weit
verbreiten, so würden die rot leuchtenden, heißen Punkte unserer Städte
auf einer Wärmebildkarte plötzlich wieder blau-grün und kühl werden, ohne
dass wir dabei kostbare städtische Bauflächen verlieren“, erklärt
Eisenbarth. Die Kühlleistung der Fassade ist beeindruckend: 5,7
Quadratmeter HydroSKIN kühlen so stark wie eine Klimaanlage – damit können
auch Energiekosten eingespart werden.
HydroSKIN soll zur Baupraxis der Zukunft gehören
„Wir arbeiten mit Hochdruck daran, diese vielversprechende Technologie
schnellstmöglich in die Baupraxis zu überführen, um unsere gebaute Umwelt
für künftige Starkregenereignisse besser zu wappnen“, so Eisenbarth.
„HydroSKIN ist seit über einem Jahr ein Start-Up in der Technologie-
Transfer-Initiative GmbH der Universität Stuttgart und wir sind
hochmotiviert, nun erste Projekte umzusetzen.“
„Am Demonstratorhochhaus D1244 werden in diesem Jahr zwei Etagen mit der
HydroSKIN-Fassade gebaut werden, um die Nachrüstbarkeit von
konventionellen Fassaden mit den leichten HydroSKIN-Fassadenelementen und
das dabei entstehende architektonische Potenzial zu zeigen“, erläutert Dr.
Walter Haase, der das Projekt als Ingenieur der Luft- und Raumfahrt
mitbegleitet hat und Geschäftsführer des SFB 1244 der Universität
Stuttgart ist.
Parallel soll weiter an der Technologie geforscht werden. „In unserem
Sonderforschungsbereich möchten wir in Zukunft die globale Anwendbarkeit
der HydroSKIN-Technologie in verschiedenen Klimazonen und im Zusammenspiel
mit unterschiedlichen Bestandsgebäuden umfangreich untersuchen“, sagt
Prof. Oliver Sawodny, Leiter des Instituts für Systemdynamik und Sprecher
des Sonderforschungsbereiches 1244.
Sie möchten das Forschungsteam von HydroSKIN unterstützen? Dann geben Sie
bis 18. Juni Ihre Stimme ab. Das Projekt ist unter den 20 Finalisten beim
Bundeswettbewerb „Blauer Kompass“ des Umweltbundesamts. Für „HydroSKIN -
Gebäudefassadenelemente gegen Hochwasser und Hitze“ können Sie online
kostenfrei und unverbindlich abstimmen.
