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18.01.2018 | Fenster | Im Fokus | Onlineartikel

Neue Glaswerkstoffe mit integrierten Kanalstrukturen

Autor:
Christoph Berger

Jenaer Materialwissenschaftler präsentierten in einem Fachmagazin den Prototypen eines schaltbaren Fensters, das sich auf Knopfdruck selbst verschatten und zur solarthermischen Wärmegewinnung nutzen lassen kann.

Entwickelt wurde das Fenster im Rahmen des an der Friedrich-Schiller-Universität Jena beheimateten Forschungsprojekts LaWin (Large-Area Fluidic Windows). Dessen Kernthema ist es, die Nutzung von Flüssigkeiten in Gebäudehüllen zu erforschen. Dabei werden auch neue Glaswerkstoffe entwickelt, in die großflächige Kanalstrukturen integriert sind. "In diesen Kanälen zirkuliert dann eine für die jeweilige Anwendung geeignete Flüssigkeit“, erklärt Dr. Lothar Wondraczek, Koordinator des Projektes.

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Bei dem neuesten Prototyp, der unter anderem auch in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins "Advanced Sustainable Systems" vorgestellt wird, ist die in den Kanälen zirkulierende Flüssigkeit mit magnetischen Eisenpartikeln angereichert. Mithilfe eines Magneten lassen sich diese Partikel aus der Flüssigkeit herausziehen. Wird der Magnet wieder abgeschaltet, verteilen sich die Eisenpartikel erneut in der Flüssigkeit. Das Schalten – also das Zu- oder Abführen der Partikel in die Flüssigkeit – erfolgt dabei in einem separaten Tank - ein elektrischer Anschluss am Fenster sei dafür nicht nötig.

Magnete steuern Eisenpartikel

"Abhängig von der Menge der in der Flüssigkeit enthaltenen Eisenpartikel nimmt die Flüssigkeit einen unterschiedlich starken Grauton an oder färbt sich komplett schwarz", sagt Wondraczek. So lasse sich das Fluidikfenster zum einen unterschiedlich stark abdunkeln, zum anderen werde das einfallende Sonnenlicht zunehmend stark absorbiert, wodurch sich die in den Kanälen befindliche Flüssigkeit erwärme.

Messungen hätten ergeben, dass der erzielbare Wärmegewinn pro Fläche vergleichbar mit dem üblicher solarthermischer Anlagen sei. Und die Lösung hat laut Wondraczek noch weitere Vorteile: Das System lasse sich einfach in vertikale Fassaden integrieren und könne in einem die Klimaanlagen, Verschattungssysteme und beispielsweise die Warmwasseraufbereitung ersetzen.

Interaktion zwischen Gebäude und Umwelt

Auch im Kapitel "Ausblick" des Springer-Fachbuchs "Glasbau" werden Lösungen, wie die nun in Jena entstandene, erwähnt. So heißt es darin beispielsweise: "Der Werkstoff Glas hat in der Fassade einen so hohen Stellenwert erlangt, da er neben dem Wärmeschutz eine regelbare Transparenz und damit eine dynamische Interaktion zwischen Gebäude und Umwelt bietet. Licht und Wärme können besser genutzt werden." So sei für eine optimierte, dynamische Steuerung des Gebäudes zu erwarten, dass die schalt- und regelbaren Gläser eine Renaissance erleben werden, die Fassaden adaptiver werden und weitere Funktionen in das Glas zur Messung physikalischer Größen im und um das Gebäude – zum Beispiel Licht, Temperatur sowie Feuchte – integriert werden würden.

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