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Die St. Franziskus Kirche wurde in ein "Energie-Plus"-Gebäude mit 221% Energieeffizienz und null CO2-Emissionen umgewandelt. Bei der 1989...
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Energetische Sanierung St. Franziskus Kirche
  • Adresse
    Bachtelstrasse 13, 8123 Ebmatingen ZH, Schweiz
  • Standort
    47°21’16“ N  | 8°38’08“ O
  • Meereshöhe
    626 m.ü.M
Bild
Architekt Daniel Studer
„PV und PVT sind identisch und können zusammen angewendet werden, ohne die architektonische Einheit zu beeinträchtigen".
PV und PVT in Kombination

Die St. Franziskus Kirche wurde in ein „Energie-Plus“-Gebäude mit 221% Energieeffizienz und null CO2-Emissionen umgewandelt. Bei der 1989 errichteten und 2008 ausgebauten Kirche beschränkte sich die Teilrenovierung, einschließlich Dach, Fassaden und einer neuen Heizungsanlage mit Wärmepumpen, auf das ursprüngliche Gebäude. Trotzdem ist eine architektonische Harmonie erreicht worden: Die vorgefertigten PVT-Dachelemente, die nach Südwesten ausgerichtet sind, enthalten Absorber und Wärmeträgerrohre sowie eine zusätzliche Isolierung, die die bestehende Dachstruktur verbessert. Zudem ist ein nach Nordosten ausgerichtetes Photovoltaikdach mit den gleichen Photovoltaikmodulen und den gleichen architektonischen Details wie beim PVT-Dach ausgestattet worden. Die Leistungszahl (COP) des neuen Heizsystems liegt bei 6,8.

Grundriss des Erdgeschosses.

Südost-Ansicht des PVT-Abdeckungssystems.

PVT-Dachsystem im Bau.

Gebäudemerkmale
  • Gebäudetypologie
    Kult-Gebäude
  • Konstruktionsart
    Sanierung
  • Baujahr
    1989 (Originalgebäude) und 2018 (Sanierung)
  • Energiebezugsfläche
    1,072 m²
  • Energieverbrauch
    51.2 kWh/m²a (Heizung und Elektrizität, ev. Kühlung)
  • Energielabel
Energie
Energieertragsfläche 543m²
Wirkungsgrad 100%
Nominalleistung 89.93 kWp
Bauart Solardachziegel
Speicherung Keine Angabe
Energieproduktion
0
kWh
Eigenverbrauch
0%
Gebäudehülle
  • Bauart
    Solarziegel integriert in das Schrägdach
  • Beschreibung
    Schrägdach aus Holz, isoliert mit 24 cm Mineralwolle
  • U-Wert
    0.16 W/m²K
  • Fixierungssystem
    Eternit Integral II, Punktbefestigungssystem (Holzschienen)
  • Weiteres
    PVT und PV, unter Verwendung identischer Module
  • Bauart
  • Beschreibung
  • U-Wert
  • Fixierungssystem
  • Weiteres
  • Bauart
    Fenster und Oberlichter
  • Beschreibung
    Dreifachverglasung mit Holzrahmen
  • U-Wert
    0.70 W/m²K
  • g-Wert
    0.47
  • Weiteres
    Da es sich um eine Sanierung handelt, ist lediglich das Glas ausgewechselt worden, die bestehenden Rahmen hat man jedoch beibehalten.

Installation der BS2 PVT-Solarelemente auf dem bestehenden Dach.

PV-Dachsystem (links) und PVT-System (rechts) während der Installation.

BIPV-Modul
  • Hersteller
    Eternit AG / SI Module GmbH
  • Zelltechnologie
    Monokristallin
  • Zellfarbe
    Schwarz
  • Frontdeckschicht / Massanfertigung
    Transmissions-optimiertes Solarglas (2×3,2 mm ESG) mit Antireflexionsbeschichtung
  • Dimensionen
    1300x880x12mm
  • Nominalleistung
    190 Wp
  • Spezifische Leistung
    166 Wp/m²
  • Modulgewicht
    11 kg
  • Spezifisches Gewicht
    9.62 kg/m²
BIPVT-Element
  • Hersteller
    BS2 AG / PV-Module: Eternit AG
  • Zelltechnologie
    Monokristallin
  • Zellfarbe
    Schwarz
  • Frontdeckschicht / Massanfertigung
    Transmissions-optimiertes Solarglas (2×3,2 mm ESG) mit Antireflexionsbeschichtung
  • Dimensionen
    Abdeckelement 2610x8710x310mm; PV-Modul 1300x880x7,5mm
  • Nominalleistung
    Thermische Leistung 480 Wp; elektrische Leistung 190 Wp
  • Spezifische Leistung
    Thermische Leistung 430 Wp/m²; elektrische Leistung 166 Wp/m²
  • Modulgewicht
    Das Gewicht des ganzen Elementes hängt von der Ausführung ab; PV-Modul 19,5 kg
  • Spezifisches Gewicht
    PV-Modul 17 kg/m²
Technische Details

Die verschiedenen Flächen des Daches sind vollständig mit Photovoltaikmodulen bedeckt. Während die Nordseite konventionell vor Ort gebaut wurde, besteht die Südseite des Daches vollständig aus vorgefertigten Teilen, einschließlich des Hydrauliksystems. Die PVT-Module sind in acht Holzelemente integriert, die an einem einzigen Tag installiert wurden. Es war möglich, die gleichen Module mit leicht unterschiedlichen verbindenden Details sowohl für das Dach mit dem herkömmlichen integrierten Photovoltaiksystem, als auch für das Dach mit dem PVT (Hybrid)-System zu verwenden. Die Details der Dachränder und der Dachrinne sind die gleichen, was zu einem sehr einheitlichen architektonischen Design führt.

Projektion
Hotspot image
Vertikalschnitt
Hotspot image
Kosten
  • Gebäudekosten total  
    Sanierung: CHF 1’200’000
  • Kosten pro m³  
    keine Angabe

Die ursprüngliche Dachfront musste wegen der erhöhten Dicke der Dachisolierung neu geplant werden.

Beteiligte
  • Eigentümer
    Römisch-katholische Kirchengemeinde Egg
  • Architekt
    Daniel Studer, dipl. Arch. ETH SIA, Hüttenmattweg 19, 5213 Villnachern, www.studerarchitekt.ch
  • Partner Forschungsarbeit
    BS2 AG, Brandstr. 33, 8952 Schlieren – W+P Engineering AG, Zweierstr. 129, 8003 Zürich
  • Photovoltaik-Installateur
    Winsun AG, Beeschi Mattenstr. 2, 3940 Steg VS
  • Fotos
    Daniel Studer – Bildschirmfoto
Auszeichnungen
  • Schweizer Solarpreis 2019 – Energie-Plus- Gebäude


    Europäischer Solarpreis 2019 – Eigentümer/Betreiber von Anlagen zur Nutzung Erneuerbarer Energien

  • Publikationen
    Erneuerbare-Energien-2019-1 S. 14ff;


    Solaris #03 2019 S. 31;


    Zürcher Oberländer, Anzeiger von Uster 22.3.2019 S.9

  • Bestätigungen
    Interreg V-A “BIPV meets History

     

    Von der Europäischen Union, dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung, der italienischen Regierung, der Schweizerischen Eidgenossenschaft und den Kantonen kofinanzierte Maßnahme im Rahmen des Kooperationsprogramms Interreg V-A Italien-Schweiz für das Projekt „BIPV meets history. Schaffung einer Wertschöpfungskette für die gebäudeintegrierte Photovoltaik bei der energetischen Sanierung transnationaler historischer Gebäude“ (ID n. 603882).

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