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Photovoltaikintegration in der Fassade


Gianmario Dussin
Geschäftsbereichsleiter Fassaden




Ernst Schweizer AG, Metallbau
17. Januar 2012 - Swissbau
Seite 1
Agenda



1. Vorstellung der Objekte

2. Details zum Einsatz der Photovoltaikmodule (PV-Module)
                                              (PV Module)

3. Logistische Herausforderung in der Montage




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Seite 2
Sanierung Hochhäuser Leimbach Zürich




Vorher                          Nachher

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Sanierung Hochhäuser Sihlweid und Leimbach



                                – Bauherr
                                  Baugenossenschaft Zurlinden, Zürich

                                – Architekt
                                  Harder Haas Partner, Eglisau

                                – Bauleitung
                                  Harder Haas Partner, Eglisau

                                – Leistungsumfang Schweizer
                                  – Ausbau der bestehenden Fenster, Storen
                                    und Fensterbänke
                                  – Einbau Holz-Metall-Fenster, Storen und
                                    Fensterbänke
                                  – Montage der Photovoltaik

Ernst Schweizer AG, Metallbau
Verkaufskonferenz 31.08.2011
Seite 4
Sanierung Hochhäuser Sihlweid und Leimbach



                                – Weitere Informationen zu den Objekten
                                 – 2 Hochhäuser mit einer Höhe von ca. 60 m
                                   (17/19 Stockwerke), Fassadenfläche
                                           Stockwerke)
                                   ca. 8500 m2

                                 – Montage der neuen Fenster von aussen
                                   mit Mastkletterbühnen und Gerüsten.
                                   Demontage der bestehenden Fenster und
                                   Brüstungen von innen.

                                 – Total beide Gebäude 2’944 m2
                                   Photovoltaik-Fläche

                                 – Total für beide Gebäude 2’068 vorgefertigte
                                   PV-Elemente (Dünnschicht-Module Typ
                                                  (                    yp
                                   Sharp NA 128)
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Verkaufskonferenz 31.08.2011
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Sanierung Hochhäuser Sihlweid und Leimbach
PV-Paneele
PV Paneele Vertikalschnitt


                                – Befestigung der Photovoltaik-Paneele

                                 – PV-Paneele bilden eine hinterlüftete
                                   PV Paneele
                                   Fassade. Entlüftungsschlitze in der
                                   Unterkonstruktion

                                 – Eine 3-teilige Unterkonstruktion
                                   ermöglicht den Ausgleich von baulichen
                                   Unebenheiten

                                 – Die PV-Paneele sind in der oberen
                                   Unterkonstruktion eingehängt und unten
                                   fixiert




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Seite 6
Sanierung Hochhäuser Sihlweid und Leimbach
PV-Paneele
PV Paneele Horizontalschnitt


                                – Austauschbarkeit der Photovoltaik-Paneele

                                 – Die Paneele müssen jederzeit einzeln
                                   demontiert werden können

                                 – Die Kabel der PV-Paneele werden
                                   horizontal mit speziellen Z-förmigen
                                   Abdeckungen geführt.

                                 – Maximal werden 7 Paneele elektrisch
                                   gekoppelt




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Sanierung Hochhäuser Leimbach Zürich
Anforderungen an PV P
A f d               Paneele d h Wi dl t
                         l durch Windlasten


                                - Durch die Höhe der Gebäude mussten
                                  spezielle Anforderungen des
                                  Hochhausbaus berücksichtigt werden

                                 - Windlasten gemäss (SIA 261)

                                 - Der vorliegende Einsatz der PV-Paneele
                                   im Hochhausbau erforderte einen
                                   entsprechenden Nachweis zu den
                                       p
                                   Windlasten (anlehnend an DIN 12 211)
                                   Diese Tests wurden durch die
                                   Fachhochschule Bern getätigt



 Solarmodul auf dem Prüfstand

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Sanierung Hochhäuser Leimbach Zürich
Anforderungen an PV P
A f d               Paneele d h Wi dl t
                         l durch Windlasten




Beispiel: Kraft-Weg-Diagramm für Festigkeitsprüfung des Solarpaneels –
Bruch bei einer Kraft von rund 13.6 kN

                                                                         Die Bruchstücke blieben an der Folie haften

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Sanierung Hochhäuser Leimbach Zürich
Anforderungen Brandschutz


                                – Da im Brandfall die Kabel und die Kleber
                                  der PV-Paneele giftige Rauchgase abgeben
                                  können, wurden seitens der Feuerpolizei
                                  Zürich spezielle Rauchführungs-
                                  Vorkehrungen gefordert.

                                – Es mussten Brandschutzbleche zwischen
                                  jeder Fensterbank und PV-Paneel sowie im
                                  Vollwandbereich eingebaut werden
                                                     g




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Seite 10
Sanierung Hochhäuser Leimbach Zürich



                                – Montagekonzept
                                  – Für den Umbau der Fenster und der
                                    Storen wurde pro Wohnung 1 Tag
                                    vorgesehen

                                 – Die Montage der Fenster und der
                                             g
                                   Photovoltaik-Paneele erfolgte über 4
                                   Mastkletterbühnen, sowie 4 Gerüste im
                                   Bereich ehemaliger Balkon,
                                                  g

                                 – Die Bühnen werden gleichzeitig als
                                   Warentransporte verwendet

                                 – Schwierigkeit bestand beim Einmessen
                                   für 17 Geschosse.

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Sanierung Hochhäuser Leimbach Zürich



                                – Arbeitsablauf des Umbaus:
                                  (Auf den 4 Bühnen können gleichzeitig
                                  verschiedene Montagegruppen arbeiten)

                                 – Schritt 1: Montage der speziell
                                   entwickelten Unterkonstruktion

                                 – Schritt 2: Von Aussen werden die neuen
                                   Fenster montiert, danach werden von
                                   Innen die bestehenden Fenster
                                   demontiert

                                 – Schritt 3: Montage der PV-Paneele. Die
                                   PV-Paneele werden so montiert, dass sie
                                   jederzeit ausgetauscht werden können

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Sanierung Hochhäuser Sihlweid und Leimbach



                                 – Logistikkonzept

                                  – Der Umschlagplatz für alle Firmen am
                                    Bau war sehr beschränkt

                                  – Die Anlieferung der Fenster und der
                                                  g
                                    Paneele musste Just-In-Time erfolgen

                                  – Die Koordination mit den anderen
Warenumschlagplatz                  Gewerken erforderte einen erhöhten
                                    Logistikaufwand.

                                  – Die PV-Paneele wurden im Werk mit
                                    einem Montagerahmen versehen und
        Anlieferung PV-Paneele
                  g                 montagefertig auf den Bau geliefert

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Seite 13
Sanierung Hochhäuser Leimbach Zürich




Unterkonstruktion für PV Paneele




                                   Montage mit Kletterbühnen
                                   M t      it Kl tt büh
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Seite 14
Sanierung Hochhäuser Leimbach Zürich




Montierte PV-Paneele            Montierte Fenster




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Seite 15
Bauen für Mensch und Umwelt




Fassaden                        Holz/Metall-Systeme     Fenster und Türen




Briefkästen und Fertigteile     Sonnenenergie-Systeme   Beratung und Service


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Seite 16
Standorte




Hauptsitz                       Werk     Werk              Werk
Hedingen                        Möhlin   Affoltern a. A.   St. Gallen




Ernst Schweizer AG, Metallbau
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Seite 17
Ernst Schweizer AG, Metallbau




Gründung:                       1920, Familien-Aktiengesellschaft
Marktgebiete:                   Schweiz, Deutschland, Österreich, Frankreich, Italien, Spanien,
                                Holland, Grossbritannien
Verkaufsbüros:                  Bern, Biel, Chur, Lausanne, Luzern, Möhlin, Solothurn, St. Gallen, Zürich
Umsatz:                         CHF 160 Mio.
Anzahl MitarbeiterInnen:        586, davon 45 Lernende
Zertifizierungen:               ISO 9001, ISO 14001, Qualicoat

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Seite 18
Fassaden




Produkte                        Metall/Glas-Fassaden
                                Holz/Metall-Fassaden
                                Energie-Fassaden
                                Fassadenrenovationen
                                Brandschutztüren
                                Automatische Schiebe-Brandschutztüren
                                Service und Unterhalt

Ernst Schweizer AG, Metallbau
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Seite 19
Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit




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Photovoltaikintegration bei Fassadensanierung

  • 1. Photovoltaikintegration in der Fassade Gianmario Dussin Geschäftsbereichsleiter Fassaden Ernst Schweizer AG, Metallbau 17. Januar 2012 - Swissbau Seite 1
  • 2. Agenda 1. Vorstellung der Objekte 2. Details zum Einsatz der Photovoltaikmodule (PV-Module) (PV Module) 3. Logistische Herausforderung in der Montage Ernst Schweizer AG, Metallbau 17. Januar 2012 - Swissbau Seite 2
  • 3. Sanierung Hochhäuser Leimbach Zürich Vorher Nachher Ernst Schweizer AG, Metallbau 17. Januar 2012 - Swissbau Seite 3
  • 4. Sanierung Hochhäuser Sihlweid und Leimbach – Bauherr Baugenossenschaft Zurlinden, Zürich – Architekt Harder Haas Partner, Eglisau – Bauleitung Harder Haas Partner, Eglisau – Leistungsumfang Schweizer – Ausbau der bestehenden Fenster, Storen und Fensterbänke – Einbau Holz-Metall-Fenster, Storen und Fensterbänke – Montage der Photovoltaik Ernst Schweizer AG, Metallbau Verkaufskonferenz 31.08.2011 Seite 4
  • 5. Sanierung Hochhäuser Sihlweid und Leimbach – Weitere Informationen zu den Objekten – 2 Hochhäuser mit einer Höhe von ca. 60 m (17/19 Stockwerke), Fassadenfläche Stockwerke) ca. 8500 m2 – Montage der neuen Fenster von aussen mit Mastkletterbühnen und Gerüsten. Demontage der bestehenden Fenster und Brüstungen von innen. – Total beide Gebäude 2’944 m2 Photovoltaik-Fläche – Total für beide Gebäude 2’068 vorgefertigte PV-Elemente (Dünnschicht-Module Typ ( yp Sharp NA 128) Ernst Schweizer AG, Metallbau Verkaufskonferenz 31.08.2011 Seite 5
  • 6. Sanierung Hochhäuser Sihlweid und Leimbach PV-Paneele PV Paneele Vertikalschnitt – Befestigung der Photovoltaik-Paneele – PV-Paneele bilden eine hinterlüftete PV Paneele Fassade. Entlüftungsschlitze in der Unterkonstruktion – Eine 3-teilige Unterkonstruktion ermöglicht den Ausgleich von baulichen Unebenheiten – Die PV-Paneele sind in der oberen Unterkonstruktion eingehängt und unten fixiert Ernst Schweizer AG, Metallbau 17. Januar 2012 - Swissbau Seite 6
  • 7. Sanierung Hochhäuser Sihlweid und Leimbach PV-Paneele PV Paneele Horizontalschnitt – Austauschbarkeit der Photovoltaik-Paneele – Die Paneele müssen jederzeit einzeln demontiert werden können – Die Kabel der PV-Paneele werden horizontal mit speziellen Z-förmigen Abdeckungen geführt. – Maximal werden 7 Paneele elektrisch gekoppelt Ernst Schweizer AG, Metallbau Verkaufskonferenz 31.08.2011 Seite 7
  • 8. Sanierung Hochhäuser Leimbach Zürich Anforderungen an PV P A f d Paneele d h Wi dl t l durch Windlasten - Durch die Höhe der Gebäude mussten spezielle Anforderungen des Hochhausbaus berücksichtigt werden - Windlasten gemäss (SIA 261) - Der vorliegende Einsatz der PV-Paneele im Hochhausbau erforderte einen entsprechenden Nachweis zu den p Windlasten (anlehnend an DIN 12 211) Diese Tests wurden durch die Fachhochschule Bern getätigt Solarmodul auf dem Prüfstand Ernst Schweizer AG, Metallbau 17. Januar 2012 - Swissbau Seite 8
  • 9. Sanierung Hochhäuser Leimbach Zürich Anforderungen an PV P A f d Paneele d h Wi dl t l durch Windlasten Beispiel: Kraft-Weg-Diagramm für Festigkeitsprüfung des Solarpaneels – Bruch bei einer Kraft von rund 13.6 kN Die Bruchstücke blieben an der Folie haften Ernst Schweizer AG, Metallbau 17. Januar 2012 - Swissbau Seite 9
  • 10. Sanierung Hochhäuser Leimbach Zürich Anforderungen Brandschutz – Da im Brandfall die Kabel und die Kleber der PV-Paneele giftige Rauchgase abgeben können, wurden seitens der Feuerpolizei Zürich spezielle Rauchführungs- Vorkehrungen gefordert. – Es mussten Brandschutzbleche zwischen jeder Fensterbank und PV-Paneel sowie im Vollwandbereich eingebaut werden g Ernst Schweizer AG, Metallbau 17. Januar 2012 - Swissbau Seite 10
  • 11. Sanierung Hochhäuser Leimbach Zürich – Montagekonzept – Für den Umbau der Fenster und der Storen wurde pro Wohnung 1 Tag vorgesehen – Die Montage der Fenster und der g Photovoltaik-Paneele erfolgte über 4 Mastkletterbühnen, sowie 4 Gerüste im Bereich ehemaliger Balkon, g – Die Bühnen werden gleichzeitig als Warentransporte verwendet – Schwierigkeit bestand beim Einmessen für 17 Geschosse. Ernst Schweizer AG, Metallbau 17. Januar 2012 - Swissbau Seite 11
  • 12. Sanierung Hochhäuser Leimbach Zürich – Arbeitsablauf des Umbaus: (Auf den 4 Bühnen können gleichzeitig verschiedene Montagegruppen arbeiten) – Schritt 1: Montage der speziell entwickelten Unterkonstruktion – Schritt 2: Von Aussen werden die neuen Fenster montiert, danach werden von Innen die bestehenden Fenster demontiert – Schritt 3: Montage der PV-Paneele. Die PV-Paneele werden so montiert, dass sie jederzeit ausgetauscht werden können Ernst Schweizer AG, Metallbau 17. Januar 2012 - Swissbau Seite 12
  • 13. Sanierung Hochhäuser Sihlweid und Leimbach – Logistikkonzept – Der Umschlagplatz für alle Firmen am Bau war sehr beschränkt – Die Anlieferung der Fenster und der g Paneele musste Just-In-Time erfolgen – Die Koordination mit den anderen Warenumschlagplatz Gewerken erforderte einen erhöhten Logistikaufwand. – Die PV-Paneele wurden im Werk mit einem Montagerahmen versehen und Anlieferung PV-Paneele g montagefertig auf den Bau geliefert Ernst Schweizer AG, Metallbau Verkaufskonferenz 31.08.2011 Seite 13
  • 14. Sanierung Hochhäuser Leimbach Zürich Unterkonstruktion für PV Paneele Montage mit Kletterbühnen M t it Kl tt büh Ernst Schweizer AG, Metallbau 17. Januar 2012 - Swissbau Seite 14
  • 15. Sanierung Hochhäuser Leimbach Zürich Montierte PV-Paneele Montierte Fenster Ernst Schweizer AG, Metallbau 17. Januar 2012 - Swissbau Seite 15
  • 16. Bauen für Mensch und Umwelt Fassaden Holz/Metall-Systeme Fenster und Türen Briefkästen und Fertigteile Sonnenenergie-Systeme Beratung und Service Ernst Schweizer AG, Metallbau 17. Januar 2012 - Swissbau Seite 16
  • 17. Standorte Hauptsitz Werk Werk Werk Hedingen Möhlin Affoltern a. A. St. Gallen Ernst Schweizer AG, Metallbau 17. Januar 2012 - Swissbau Seite 17
  • 18. Ernst Schweizer AG, Metallbau Gründung: 1920, Familien-Aktiengesellschaft Marktgebiete: Schweiz, Deutschland, Österreich, Frankreich, Italien, Spanien, Holland, Grossbritannien Verkaufsbüros: Bern, Biel, Chur, Lausanne, Luzern, Möhlin, Solothurn, St. Gallen, Zürich Umsatz: CHF 160 Mio. Anzahl MitarbeiterInnen: 586, davon 45 Lernende Zertifizierungen: ISO 9001, ISO 14001, Qualicoat Ernst Schweizer AG, Metallbau 17. Januar 2012 - Swissbau Seite 18
  • 19. Fassaden Produkte Metall/Glas-Fassaden Holz/Metall-Fassaden Energie-Fassaden Fassadenrenovationen Brandschutztüren Automatische Schiebe-Brandschutztüren Service und Unterhalt Ernst Schweizer AG, Metallbau 17. Januar 2012 - Swissbau Seite 19
  • 20. Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit Ernst Schweizer AG, Metallbau 17. Januar 2012 - Swissbau Seite 20