Climate Active Envelopes (CAB)

Im Jahr 2024 erlebte Europa den wärmsten Sommer seit Beginn der Aufzeichnungen. Städte sind durch dichte Bebauung, versiegelte Flächen und fehlende Begrünung besonders von der Überhitzung durch den Klimawandel betroffen.

Was können keramische Fassaden gegen den Hitzestress in Städten tun? Eine ganze Menge. Deshalb wird ein Konfigurator entwickelt, mit dem individualisierbare Wand- und Fassadenelemente erstellt werden können. Damit kann das lokale Stadtklima gezielt beeinflusst und die Bildung von städtischen Wärmeinseln reduziert werden. Erreicht werden kann dies durch keramische Fassaden, so genannte Climate Active Envelopes (CAE, früher: Climate Active Bricks, CAB). Durch die spezielle Anordnung der Ziegel in einem zweischaligen Aufbau verschatten sich CABs bei Sonneneinstrahlung selbst: Während die Hintermauerziegel im Sinne des sommerlichen Wärmeschutzes die Innentemperaturen niedriger im Vergleich zur Außentemperatur hält, reduziert die Außenfassade durch die Selbstverschattung zusätzlich den Wärmeinseleffekt in Städten. Zudem geben sie aufgrund ihrer hohen Speicherfähigkeit die Wärme erst nachts wieder an die Umgebung ab, was sich sowohl auf das Innen- als auch auf das Außenklima positiv auswirkt.

Projektziel ist es, dass der Konfigurator bereits bei der Planung alle wichtigen geografischen Gegebenheiten für das Gebäude berücksichtigt. Daraus errechnet die Software den bauphysikalisch optimalen Fassadenaufbau, den ein Roboterarm aufnimmt und verarbeitet. Im nächsten Schritt soll er die einzelnen Steine millimetergenau versetzen – und zwar direkt vor Ort. Die Fassade besteht dann aus hochwärmedämmenden Hintermauerziegeln und den davor gesetzten CABs, die für die Verschattung sorgen. Für die Handwerker auf der Baustelle bleibt künftig nur noch die Aufgabe, den Mörtel anzumischen und auf die Steine zu verteilen. In ersten Versuchen konnte mit den CABs die Temperatur der Fassade von 48 Grad Celsius auf nur noch 32 Grad Celsius gesenkt werden – was auch der Außentemperatur entsprach. Das Forschungsprojekt „Climate Active Envelopes“ löst damit gleich mehrere Probleme der Baubranche: Durch den Einsatz robotischer Fertigungstechnologien werden Kosten gesenkt und dem Fachkräftemangel entgegengewirkt, während die entstehenden Fassaden Städte vor Überhitzung schützen.

Das Forschungsprojekt „Climate Active Envelopes“ wird von der Technischen Universität München, der Firmengruppe Leipfinger-Bader, dem Architektur- und Designbüro „studio molter“ und dem auf Entwurfsberechnungen spezialisierten Ingenieurbüro „Climateflux“ durchgeführt. Der Ansatz wurde mit dem Deutschen Ziegelpreis 2021 ausgezeichnet und wird von der Bayerischen Forschungsstiftung (2022 – 2025) finanziell unterstützt.

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