Neue Materialien für Fenster der nächsten Generation
Fast 40% des Energieverbrauchs in der EU geht auf das Konto von Heizung, Kühlung und Beleuchtung von Gebäuden. Deren Energiebedarf verursacht große Mengen an Kohlendioxid-Emissionen. In dem EU-geförderten Projekt "Harvesting solar energy with multifunctional glass-polymer windows" (HARWIN) entwickeln Wissenschaftler neue Materialien für die Herstellung von fortschrittlichen Mehrzweckfenstern. Die verbesserten Lösungen werden Gewicht, Wärmeleitfähigkeit und Energieverbrauch der Fenster reduzieren. Durch den Einsatz innovativer Glas-Polymer-Verbundwerkstoffe entwickeln die Wissenschaftler Leichtbaustrukturen für Verglasung und Fensterrahmen mit maßgeschneiderten Eigenschaften. Die Bestandteile der neuen Glas-Polymer-Verbundmaterialien ermöglichen, dass eine größere Menge von Licht im sichtbaren Bereich durchgelassen wird. Intelligente Phasenänderungsmaterialien werden in der Lage sein, große Mengen an Energie zu speichern. Die neuen Materialien werden auch die Feuchtigkeit regulieren, Wärmeleitung verringern und Schalldämmung sicherstellen. Die Herausforderung besteht darin, diese funktionellen Eigenschaften in neue Scheiben mit ausreichender Transparenz zu integrieren. Bisher haben die Wissenschaftler eine leichte Verglasungskonstruktion mit 2 mm-Glasscheiben entwickelt, die mit glasplättchenverstärkten Polymeren laminiert werden. Auch ein leichtes Rahmenmaterial auf Basis von Polypropylen wurde entwickelt. Andere Errungenschaften umfassen die Entwicklung von Verbundfolien mit einer sichtbaren Durchlässigkeit von etwa 95% und einer verbesserten Steifigkeit sowie ein neues lumineszierendes Glas für die Abwärtswandlung. Bei der Abwärtswandlung wird ultraviolettes Licht in sichtbares Licht umgewandelt. Die Verfeinerung des Polyvinylbutyral-Verbundglases wird weitere Verbesserung des bisher allgemein erreichten Grades an thermischer Leitfähigkeit von Glasscheiben bringen. Die Wissenschaftler haben eine verbesserte Funktionalität des Verglasungslaminats mithilfe von Beschichtungen demonstriert und eine Gewichtsreduktion von 25% erreicht. Darüber hinaus zeigten sie Potenzial für eine weitere Reduzierung der benötigten Glasmenge für Laminatverglasung, ohne dabei seine mechanische Leistung zu verringern. Mehrere Verbundglaselemente in den Maßen 0,5 x 0,5 m wurden produziert. Obwohl ihre optischen Eigenschaften gut genug sind, müssen Wärmedämmung und Verglasungsgewicht weiter verbessert werden. Die Projektaktivitäten sollten zu einer Reduzierung des Treibhauseffekts durch Verglasung und Rahmenmaterialien sowie zu leichteren Bauelementen für Gebäude durch leichtere Materialien beitragen.
Schlüsselbegriffe
Energiesparendes Glas, Verglasung, Sonnenenergie, Glas-Polymer, Fensterrahmen
