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  3. ACTIVE INTERFACES - Holistic strategy to simplify standards, assessments and certifications for building integrated photovoltaics ACTIVE INTERFACES - Holistic strategy to simplify standards, assessments and certifications for building integrated photovoltaics

ACTIVE INTERFACES - Holistic strategy to simplify standards, assessments and certifications for building integrated photovoltaics

In diesem Forschungsprojekt sollen Szenarien und Vorschläge erarbeitet werden wie Photovoltaik eine architektonische Selbstverständlichkeit bei der energetischen Sanierung von Gebäuden werden kann.

Brief information

School:

Engineering and Architecture

Status:

Completed

Period:

01.01.2014 - 31.10.2018

Overview

In diesem Forschungsprojekt werden Szenarien entwickelt wie Photovoltaik einfach und effektiv in Fassaden und Dächern von bestehenden Gebäuden integriert werden können. In der ersten Phase werden die aktuellen Hindernisse bei Planung, Realisierung und Betrieb von gebäudeintegrierter Photovoltaik identifiziert und analysiert. Dabei werden besonders die geltenden architektonischen Standards, Richtlinien, Prüfungen und Beurteilungen betrachtet. In einer zweiten Phase werden dann reale Gebäude identifiziert, die eine energetische Sanierung nötig hätten und verschiedene Gebäudetypen und Epochen vertreten. Für jedes dieser Gebäude werden dann verschiedene architektonische Szenarien und Entwürfe für eine Sanierung der Gebäudehülle entwickelt. Sie werden anschliessend zusammen mit unseren Partnern an der ETH, der SUPSI und econcept nach verschiedenen ganzheitlichen Kriterien untersucht und bewertet (energetisch, gestalterisch, funktionell, technisch und ökonomisch). In der dritten Phase wird der Einfluss einzelner Kriterien und deren Zielwerte auf die Gesamtbewertung analysiert und untersucht wie Gewichtungen und Masnahmen angepasst werden können um bestimmte Ziele z.B. eine Steigerung des Eigenverbrauchs, Vielfalt an Farben oder Formen oder Verminderung störender Reflexionen zu erreichen. In einer vierten Phase werden diese Szenarien für ausgewählte reale Gebäude mit Implementierungspartnern diskutiert und für eine zukünftige Realisierung empfohlen.

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Facts

Type of project

Forschung

Internal organisations involved
  • OLD - CC Building Envelope
  • CC Building Envelopes and Civil Engineering
External project partner
  • Ecole Polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL)
  • ETH Zürich
  • Universität St. Gallen
  • CSEM SA
  • Fachhochschule Westschweiz
Funding
  • SNF-HSLU als Hauptgesuchsteller/in
  • Forschungsfinanzierung allgemein
  • Forschungsfinanzierung strategisch
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Links

  • Eintrag in der P3 Forschungsdatenbank des SNF

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Persons involved: internal

Project manager
  • Stephen Wittkopf
Member of project team
  • Lars Oliver Grobe
  • Davis Loren Kantor
  • Marek Krehel
  • Tina Moor
  • Jeeyoung Park
  • Flavia Regli
  • Christian Roeske
  • Markus Schmid
  • Roland Schregle
  • Clara Sollberger
  • Michaela Terwilliger
  • Benjamin Willi
  • Thomas Wüest
  • Ran Xu
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Persons involved: external

External member of project team
  • Christophe Ballif
  • Guillaume Habert
  • Walter Ott
  • Emmanuel Rey
  • Rolf Wüstenhagen

Publications

  • Artistic work/music (1)

    • Schregle, Roland (Autor/in) (2018). PV Reflection Video https://youtu.be/jmbqe8VyK0g.

  • Article, review; peer reviewed (8)

    • Wittkopf, Stephen; Hengevoss, Dirk & Park, Jeeyoung (2019). Industrial Data-Based Life Cycle Assessment of Architecturally Intergrated Glass-Glass Photovoltaics. Buildings Special Issue Environmental Impact Assessment of Buildings, 9(1), 1-17. doi: 10.3390/buildings9010008

    • Wittkopf, Stephen (2019). Building integrated photovoltaic at NEST - Preliminary test bedding results. Journal of Physics: Conference Series, 1343(1), 012090. doi: 10.1088/1742-6596/1343/1/012090

    • Schregle, Roland; Renken, Christian & Wittkopf, Stephen (03.08.2018). Spatio-Temporal Visualisation of Reflections from Building Integrated Photovoltaics. Buildings, 8(8), 101. doi: 10.3390/buildings8080101

    • Schregle, Roland & Wittkopf, Stephen (12.02.2018). An Image-Based Gamut Analysis of Translucent Digital Ceramic Prints for Coloured Photovoltaic Modules. Buildings, 8(2), 30. doi: 10.3390/buildings8020030

    • Schregle, Roland; Krehel, Marek & Wittkopf, Stephen (18.08.2017). Computational Colour Matching of Laminated Photovoltaic Modules for Building Envelopes. Buildings, 7(3), 72. doi: 10.3390/buildings7030072

    • Xu, Ran; Wittkopf, Stephen & Roeske, Christian (10.05.2017). Quantitative Evaluation of BIPV Visual Impact in Building Retrofits Using Saliency Models. Energies, 2017(Volume 10, Issue 5), 1-16. doi: 10.3390/en10050668

    • Wittkopf, Stephen (2015). Tropical Net Zero. High Performance Buildings (ASHRAE Publications), 2015(Spring 2015), 44-54.

    • Xu, Ran & Wittkopf, Stephen (01.06.2014). Visual assessment of BIPV retrofit design proposals for selected historical buildings using the saliency map method. IOS Press: Journal of Facade Design and Engineering, 2014(2), 235-254. doi: 10.3233/FDE-150022

  • Article, review; not peer reviewed (12)

    • Wittkopf, Stephen (13.6.2018). Neues Farbenspiel - Building Integrated Photovoltaics - Herausforderungen. tec21: [offizielles Organ: sia, Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein ...], 2018(24-25), 28-32.

    • Wittkopf, Stephen (10.5.2018). Schön viel Strom produzieren - Das SCCER Kompetenzzentrum für Gebäude und Areale informiert. Haustech, 2018(5), 58-58.

    • Wittkopf, Stephen & Simon, Axel (20.1.2018). Kopfschütteln und anpacken. Hochparterre: Zeitschrift für Architektur und Design, 2018(Solaris 1), 18-23.

    • Wittkopf, Stephen & Schoof, Jakob (02.02.2017). Neue Gestaltungspotentiale für die Solararchitektur. Detail Green, 2017(2), 48-52.

    • Wittkopf, Stephen (2017). Vergleichende Ökobilanzierung Photovoltaik. Gebäudehülle Schweiz, 2017(07-08), 32-39.

    • Wittkopf, Stephen (31.08.2016). Schön Strom produzieren mit farbigen Solarpanels. 20 Minuten, 1-1.

    • Wittkopf, Stephen (2016). Schön viel Strom produzieren: Farbige PV-Lösungen. Baurundschau, 2016(04/2016), 100-101.

    • Roeske, Christian (2016). Wirtschaftliche und CO2-Einflüsse von PV-Fassaden. Gebäudehülle Schweiz, 2016(11/16), 25-27.

    • Wittkopf, Stephen (2016). Schön viel Strom produzieren. Gebäudehülle, (12), 16-18.

    • Wittkopf, Stephen (2016). Schön viel Strom produzieren. Gebäudehülle Schweiz, 2016(12), 16-18.

    • Wittkopf, Stephen & Roeske, Christian (2016). Wirtschaftliche und CO2-Einflüsse von PV-Fassaden. Gebäudehülle Schweiz, 2016(11), 25-27.

    • Knopf, Dietmar & Wittkopf, Stephen (15.03.2015). Unsichtbare Solarmodule. Immobilia, 36-37.

  • Chapter/legal commentary/lexicon article (1)

    • Xu, Ran & Wittkopf, Stephen (2015). Visual Impact thresholds of photovoltaics on retrofitted building facades in different building facades in different building zones using the saliency map method. In Jean-Louis Scartezzini (Hrsg.), Proceedings of International Conference CISBAT 2015: Future Buildings and Districts Sustainability from Nano to Urban Scale: Vol. 2 (S. 585-590). Lausanne: EPFL.

  • Report/working paper (15)

    • Hengevoss, Dirk; Park, Jeeyoung & Wittkopf, Stephen (2018). Life Cycle Assessment of a Novel Lightweight Photovoltaic Module in an Early Design and Research Phase (Bericht).

    • Wittkopf, Stephen; Lehmann, Meta & Ott, Walter (2018). Policy Analyses (Active Interfaces - Assessment and Demonstration No. 3). Hochschule Luzern,

    • Wittkopf, Stephen (2018). Knowledge and Technology Transfer (Active Interfaces - Assessment and Demonstration No. 3). Hochschule Luzern,

    • Küng, Robert; Studer Korevaar, Cyrill; Gürtler Berger, Theresia; Vogler, Benno; Wittkopf, Stephen & Kunz, Stefan (2018). Richtlinie Solaranlagen (Bericht). Kanton Luzern, Bau-, Umwelt- und Wirtschaftsdepartement, Luzern.

    • Wittkopf, Stephen; Hengevoss, Dirk & Park, Jeeyoung (2018). Life Cycle Analysis (Active Interfaces - Assessment and Demonstration No. 3). Hochschule Luzern,

    • Wittkopf, Stephen (2018). Pilot- and Demonstrationprojects (Active Interfaces - Assessment and Demonstration No. 3). Hochschule Luzern,

    • Bonomo, Pierluigi; Frontini, Francesco; Saretta, Erika & Wittkopf, Stephen (2018). Fire Safety of BIPV Facades (Active Interfaces No. 4). Hochschule Luzern,

    • Wittkopf, Stephen; Bellenda, Giovanni & Frontini, Francesco (2018). Testing and Certification experience to qualify a family of colored BIPV modules (Active Interfaces - Assessment and Demonstration No. 3). Hochschule Luzern,

    • Wittkopf, Stephen & Frontini, Francesco (2018). Technical Standards (Active Interfaces - Assessment and Demonstration No. 3). Hochschule Luzern,

    • Wittkopf, Stephen (2018). Visual Assessment (Active Interfaces - Assessment and Demonstration No. 3). Hochschule Luzern,

    • Wittkopf, Stephen (2018). Photovoltaik wird bunt - SWISSPANEL SOLAR: Mehrfarbiger Digitaldruck auf Photovoltaik Glas (Pressemitteilung Glas Trösch). Glas Trösch, Bützberg/Basel.

    • Wittkopf, Stephen; Lehmann, Meta & Ott, Walter (2017). Significance of prevailing regulations, standards and labels for the deployment of BIPV (Active Interfaces No. 3). Hochschule Luzern, Horw.

    • Wittkopf, Stephen; Bonomo, Pierluigi; Corti, Paolo; Frontini, Francesco & Saretta, Erika (2017). Frame conditions and testing processes for the implementation of PV-products in BIPV projects (Active Interfaces No. 5). Hochschule Luzern,

    • Wittkopf, Stephen; Lehmann, Meta & Ott, Walter (2016). Common methodological framework to assess energy, climate and economic impacts of BIPV (Active Interfaces No. 1). Hochschule Luzern, Horw.

    • Lehmann, Meta; Ott, Walter & Wittkopf, Stephen (2016). Energy-Policy analysis (Active Interfaces No. 2). Hochschule Luzern, Horw.

  • Theses (Bachelor/Master/Dissertation/Habilitation) (1)

    • Xu, Ran (2016). Visual impact assessment of BIPV in building retrofits using saliency models. Dissertation, École polytechnique fédérale de Lausanne, Schweiz.

  • Other publication formats (4)

    • Schregle, Roland & Wittkopf, Stephen (02.02.2018). An Image-Based Gamut Analysis of Translucent Digital Ceramic Prints for Coloured Photovoltaic Modules: Supplementary Data.

    • Wittkopf, Stephen (20.06.2017). PV Fassade Swissness.

    • Theis, Daniel & Wittkopf, Stephen (21.01.2015). SRF Kontext: Die Energiewende steckt noch in den Kinderschuhen [Radiosendung]. http://www.srf.ch/play/radio/kontext/audio/die-energiewende-steckt-noch-in-den-kinderschuhen?id=d8f9c3c8-d031-49cf-9832-d1d04f8ba619

    • Theis, Daniel & Wittkopf, Stephen (19.01.2015). SRF Echo der Zeit: Hohe Hürden auf dem Weg zur Energiewende [Radiosendung]. http://www.srf.ch/play/radio/echo-der-zeit/audio/hohe-huerden-auf-dem-weg-zur-energiewende?id=2ae25943-13d6-4054-905b-4598fa24314e

  • Presentation (conference/report/lectures) (7)

    • Grobe, Lars Oliver & Wittkopf, Stephen (04.09.2019). Building Integrated Photovoltaics at NEST: Preliminary test-bedding results. CISBAT 2019, Lausanne, Switzerland.

    • Renken, Christian; Schregle, Roland & Wittkopf, Stephen (03.09.2018). Spatio-Temporal Visualisation of Refections from Building Integrated Photovoltaics. 2018 International Radiance Workshop, Loughborough University, UK.

    • Wittkopf, Stephen (30.05.2017). Architekturintegrierte PV: Praxisbezug des Nationalen Forschungsprogramms Energiewende. Solar Update, Olten.

    • Wittkopf, Stephen (22.03.2017). Schön viel Strom produzieren: Farbige Photovoltaik Fassaden. ZIG Planer Seminar, Hochschule Luzern T&A.

    • Roeske, Christian & Wittkopf, Stephen (07.03.2017). Farbige PV- Module: Technologien, Typen und Anwendungen. 9 Forum Bauwerksintegrierte Photovoltaik, Bad Staffelstein.

    • Roeske, Christian (10.10.2016). Energy costs and CO2 impact of PV-facades. Advanced Building Skins, Bern.

    • Summermatter, Samuel; Schläpfer, Tobias; Fleischli, Lukas & Wittkopf, Stephen (03.11.2015). Simulation of on-site Consumption for Building Integrated Photovoltaics (BIPV). Advanced Building Skins Conference, Bern.

Achievements

  • Patent (2)

    • Wittkopf, Stephen (26.07.2022). Stained Glass Cover for Photovoltaics Module No. CN 109275342 A. DE, US, EP, SG, CN, WO: https://www.lens.org/lens/patent/054-462-260-908-513/frontpage?l=en.

    • Wittkopf, Stephen (15.04.2019). PV-Modul-Simulatorvorrichtung No. CH 713931 A2. Schweiz: https://www.lens.org/lens/patent/102-787-870-872-567/frontpage.

Brief information

School:

Engineering and Architecture

Status:

Completed

Period:

01/01/2014 - 10/31/2018

Project Head

Prof. Dr. Stephen Wittkopf

Head of KIT (Knowledge and Innovation Transfer)

+41 41 349 36 25

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