Kreislauf1 1 1 1 1 11 1 1 1CO 2DruckluftDie Reaktor-Fassadenelemente der Algenfassadesind 2,60 m hoch. Der Hohlraum fasst etwa 24 l© Arup Deutschland <strong>GmbH</strong>1 Bioreaktorfassade2 Wärmetauscher3 Algenabscheider4 Konversionsanlage5 Zu- und Ableitungenfür das Kulturmedium(25 mm Durchmesser)Schema zur Funktioneiner Bioreaktorfassade534 2Methan WärmeHaustechnik/Energiezentrale© Arup Deutschland <strong>GmbH</strong>gie. Mit der Frage, wie man Mikroalgen imgroßen Stil kultivieren kann, beschäftigt sichdie SSC Strategic Science Consult <strong>GmbH</strong>schon seit 2008. Sie brachte das interdisziplinäreForschungs- und EntwicklungsprojektTERM (Technologien zur Erschließung derRessource Mikroalgen) an den Start. In Zusammenarbeitmit Hochschulen und Universitätenaus Norddeutschland wurden in einerPilotanlage in Hamburg Reitbrook die Voraussetzungengeschaffen, um die Mikroalgentechnologieim Fassadenbereich einsetzenzu können.Staatlich gefördertes VerbundprojektIm November 2010 folgte dann ein Verbundprojektauf Initiative der Arup Deutschland<strong>GmbH</strong>, die gemeinsam mit der SSC StrategicScience Consult <strong>GmbH</strong> und <strong>Colt</strong> <strong>International</strong>mit der Entwicklung einer Mikroalgentechnologiefür den Einsatz an Fassaden begann.Konkret wurden ein Trägersystem, ein Steuerungssystemund ein in die Haustechnik integriertesEnergiemanagementsystem entwickelt.Das Verbundprojekt wird gefördertdurch „Zukunft Bau“, eine 2006 ins Lebengerufene Forschungsinitiative des BMVBS.Geschlossene HohlkörperDie transparenten, plattenförmigen Hohlkörperder <strong>Bioreaktoren</strong>, die als Behälter für dieAlgenkulturen dienen, müssen funktionaleEigenschaften aufweisen und ästhetische Ansprücheerfüllen. Denn zur größtmöglichenAusnutzung des Sonnenlichts befinden sichdie Reaktoren an den Südseiten der Gebäudewandund bilden von außen betrachtet dasGesicht des Gebäudes – während sie von innentäglich direkt im Blickfeld der Gebäudenutzerliegen.Die Ingenieure konstruierten einen Aluminiumrahmen,der zwei durch ein Distanzprofilgetrennte Glasscheiben hält, die ihrerseitsden Raum für die Algenkulturen bilden. DieRahmenprofile müssen die Spannkraft aushalten,die nötig ist, um die beiden Glasscheibensicher und dicht zusammenzuhalten. DerHohlraum fasst etwa 24 l – genug Platz fürdas mit Nährsalzen angereicherte Kulturmedium,in dem die Algen angesiedelt sind.Jeder Bioreaktor hat einen Zu- und einenDie Sekundärfassade, die den Bioreaktor zumLeben erweckt, ist allein optisch schon ein Blickfang.Isolierglasscheiben, die in einem Stahlrahmeneingefasst sind, bilden das Gehäuse für die grünschimmernden Algenkulturen. Die Luftblasen imBioreaktor sind CO 2. Das Gas regt das Wachstumder Algen an© SSC <strong>GmbH</strong>Ablauf. Auf diese Weise können alle Reaktorenzu einem zirkulierenden System miteinanderverbunden werden.Strömungskanäle für CO 2Damit die Mikroalgen innerhalb des Reaktorsnicht absinken, wird das Kulturmedium durchDruckluft ständig in Bewegung gehalten.Hohe Strömungsgeschwindigkeiten an denInnenflächen verhindern, dass sich die Mikroalgenabsetzen oder faulen. Kontinuierlichwird zudem CO 2in den Reaktor eingebracht,um das Wachstum der Mikroalgen zu fördern.Drei parallel laufende, vertikale Innenstegesorgen dafür, dass sich das Gas gut im Reaktorverteilt. Sie bilden vier unabhängige Kanäle,durch die das CO 2eingebracht wird. Deutlichsieht man, wie das Gas durch die Kanäle zwischenden Stegen in die Höhe strömt und diegesamte Algenkultur in Bewegung bringt.Multipler EnergielieferantDamit aus der Bioreaktor-Fassade ein multiplerEnergielieferant wird, bedarf es weiterertechnischer Komponenten, die zusammengeführtund gesteuert werden müssen. Zunächstwerden die <strong>Bioreaktoren</strong> in Reihe geschaltet,damit das Algen-Kulturmedium zirkuliert. Inder Haustechnik-Zentrale können Biomasseund Wärme entnommen werden. Die gewonneneEnergie wird von der Energie-Management-Zentralegespeichert bzw. verteilt. WeitereKomponenten sind:WärmetauscherÜber Tag fungieren die Reaktoren wie solarthermischeAbsorber: Aufgrund des Lichteinfallsheizen sie sich auf. Im Haustechnikraumwird die Wärme über einen Wärmetauscherabgeleitet und anschließend gespeichertDBZ 9 | 2012 DBZ.de 69