"BIQ – Das Algenhaus" ist das erste Haus mit einer Algenbioreaktorfassade gewesen.
IBA Hamburg GmbH / Bernadette Grimmenstein
Im Projekt „Large-Area Fluidic Windows – LaWin” wollen Wissenschaftler funktionale Fassaden, Fassaden- und Fensterbauteile sowie entsprechende Herstellungsverfahren entwickeln und zur Marktreife bringen.
Es soll um Fenster gehen, die auf Knopfdruck ihre Lichtdurchlässigkeit ändern. Es sollen Fassaden entwickelt werden, deren Farbe sich je nach Sonneneinstrahlung steuern lässt. Und Fassaden- und Fensterbauteile sollen entstehen, in denen transparente photovoltaische Module integriert sind oder Mikroalgen gezüchtet werden, um mit eigenem Biokraftstoff das Haus zu heizen.
„Viele dieser Ideen sind heute sicher denkbar, vor allem im Bereich der intelligenten Gebäudefassaden, die selbstständig auf ihre Umwelt reagieren und so die Energieeffizienz von Gebäuden verbessern“, sagt Prof. Dr.-Ing. Lothar Wondraczek von der Friedrich-Schiller-Universität in Jena. „Doch nur wenige sind derzeit realisiert, da es an entsprechenden Materialien und Herstellungsprozessen fehlt", erklärt der Lehrstuhlinhaber für Glaschemie weiter.
Es werden marktreife Lösungen gesucht
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Materialforscher Wondraczek ist Koordinator des EU-Projekts „Large-Area Fluidic Windows – LaWin“, in dem derartige Ideen zur Marktreife gebracht werden sollen – in engem Austausch mit Fachkollegen, Architekten und Ingenieuren. Insgesamt sind an „LaWin“ 14 Partner beteiligt: Neben der Universität Jena sind das die Uni Weimar, die Berliner Beuth Hochschule für Technik sowie Industrieunternehmen aus Deutschland, Österreich, Belgien und der Tschechischen Republik. Die Europäische Kommission fördert das Vorhaben in den kommenden drei Jahren mit sechs Millionen Euro im europäischen Rahmenprogramm Horizon 2020. Hinzu kommen 2,1 Millionen Euro der beteiligten Industrieunternehmen.
Am Zentrum für Energie und Umweltchemie (CEEC) in Jena arbeiten Wondraczek und sein Team konkret an neuartigen Glasmodulen für Gebäudefassaden, die aus zwei miteinander verbundenen Glasschichten bestehen: einer Schicht mit einem sehr dünnen und hochfesten Deckglas und einer Schicht mit einem strukturierten Glas. „Dieses strukturierte Glas enthält Mikrokanäle, durch die eine funktionale Flüssigkeit zirkuliert, welche es beispielsweise ermöglicht, den Lichteinfall automatisch anzupassen oder die Außenwärme zu speichern, um dann mithilfe einer Wärmepumpe Strom zu erzeugen“, erklärt Wondraczek. Die Wissenschaftler werden detaillierte Tests solcher Fassaden- und Fenstermodule durchführen, um die Materialien und ihr Zusammenspiel optimieren zu können.
Gläser mit Mikrostrukturen in der Großflächigkeit
In Rahmen des LaWin-Projekts planen die Wissenschaftler weitergehend – basierend auf den Ergebnissen der Laboruntersuchungen – die dann entwickelten Fassaden an ausgewählten Referenzgebäuden anzubringen und damit auch unter „echten“ Bedingungen zu testen. „Die Großflächigkeit ist die Herausforderung“, betont Wondraczek. Denn bisher gebe es noch kein Verfahren zur Herstellung von derartigen großflächigen Gläsern mit integrierten Mikrostrukturen. Zudem müssen die neuen Glasfassaden sich in herkömmliche Fenster- und Fassadensysteme integrieren lassen und letztlich auch rentabel sein, erklärt der Projektleiter.
Immerhin ein Drittel aller Treibhausgasemissionen in der Europäischen Union und 40 Prozent des Energieverbrauchs sind auf das Heizen, Kühlen, Lüften und Beleuchten von Gebäuden zurückzuführen. Um den Ausstoß von Kohlendioxid erheblich zu reduzieren und die Klimaziele zu erreichen, sind für Lothar Wondraczek Investitionen in energieeffiziente Gebäude einer der wichtigsten Hebel.