Einmalig günstige Gelegenheit zur CO2-Eindämmung

Mehr als 60 % des gesamten Wärmeverlustes eines Gebäudes erfolgt durch die Fenster. Eine Technologie zur merklichen Verbesserung der Isolationseigenschaften von Fenstern bei gleichzeitiger Senkung der Preise und Eindämmung des mit Fertigung und Nutzung verbundenen Kohlenstofffußabdrucks wird zweifellos große Auswirkungen haben.

Klimawandel und Umwelt

Industrielle Technologien

Die meisten Leute sind sich darüber einig, dass die Aktivitäten des Menschen wesentlich zum globalen Klimawandel beitragen. Der Energieverbrauch und die Verluste, die im Zusammenhang mit Gebäuden entstehen, spielen eine wichtige Rolle für die Treibhausgasemissionen, und hier gehören die Fenster zu den Hauptschuldigen. Deshalb entwickeln Wissenschaftler im Rahmen des EU-geförderten Projekts WINSMART bessere Fenster. Erstmalig wurden nun photochromatische Fenster entwickelt, bei denen eine photoaktive mehrschichtige Struktur auf einem einzelnen Fensterglas aufgebracht wird. "Es stellt sich nun heraus, dass durch eine bessere Materialwahl eine bedeutende Verkleinerung des Kohlenstofffußabdrucks möglich ist", erklärt Dr. Niels Morsing, Projektkoordinator vom Dänischen Technologischen Institut. "Wir sind in der Lage, die U-Werte der Fenster denen der restlichen Gebäudehülle anzunähern. Damit müssen Fenster womöglich nicht mehr als Schwachstelle der Gebäudehülle gelten." Verglichen mit dem Rest einer Gebäudefassade schneiden die Fenster bei der Bewertung der Dämmwirkung in der Regel schlecht ab, was sich in höheren U-Werten zeigt, die für einen höheren Wärmeübergang stehen. Das WINSMART-Konzept verbindet Vakuumisolierglas (VIG) mit optischen Übertragungssteuerungsschemata, um die U-Werte um mehr als 60 % zu senken und sie den Werten der restlichen Gebäudehülle anzunähern. Vakuumisolationsverglasung und das Streben nach niedrigeren U-Werten VIG ist ein relativ neues Konzept, das auf der ursprünglichen Doppelscheibenverglasung aufbaut. Der Raum zwischen den Glasscheiben wird auf weniger als ein Millionstel des atmosphärischen Drucks evakuiert, wobei das Vakuum beinahe jeglichen konvektiven oder leitenden Wärmeaustausch zwischen den Scheiben verhindert. Das Projekt verfolgt das Ziel, den U-Wert des Fensters auf 0,3 W/(m2·K) zu senken. Heute verfügbare Produkte erreichen aufgrund technischer Beschränkungen diese Werte nicht einmal annähernd. Beispielsweise beträgt der U-Wert einer Dreischeibenverglasung bestenfalls etwa 0,7 W/(m2·K). Dieser ist deutlich höher als der einer gut gedämmten Wand, die einen U-Wert von bis zu 0,15 W/(m2·K) erreicht. Im ersten Abschnitt validierte das Team die Fertigungsverfahren, die erforderlich sind, um Vakuumisolierglas herzustellen. Jeder Aspekt zählt Die Wissenschaftler haben auch die graue Energie der Rahmen im Blick, d. h. den Gesamtenergieverbrauch aller Prozesse von der Rohstoffbeschaffung bis hin zum Recycling und zur Entsorgung. Ihr Ziel ist eine Reduzierung des Fenstergewichts um 50 %. Die durch das Fenster verursachte Umweltbelastung wird mittels einer Lebenszyklusanalyse für den gesamten Lebenszyklus des Produkts bewertet. Im Vorfeld einer detaillierten Lebenszyklusbilanz (Life-Cycle Assessment, LCA) definierten die Forscher die LCA-Methodik und bereiteten einen Entwurf einer LCA-Bestandsaufnahme des vorgeschlagenen Fenstersystems vor. Intelligentere Fenster sparen Energie Intelligente Fenster können überdies eine Rolle bei der Senkung des Energieverbrauchs spielen, indem zum Beispiel die Menge der Sonnenstrahlung optimiert wird, die ein Fenster passiert. Zum Abschluss bewertet das Konsortium den Einbau optischer Übertragungssteuerungstechnologien in das VIG, um eine Farbänderung (Schattierung) in Reaktion auf die Intensität des einfallenden Lichts (photochrom) oder eine kleine angelegte Spannung (elektrochrom) zu ermöglichen. Derzeit wird ein elektrochromes Fenster mit einem Redox-Elektrolyten entwickelt, das eine Alternative zu und Verbesserung gegenüber dem derzeitigen Branchenstandard darstellen soll. "Zum jetzigen Zeitpunkt ist diese intelligente Technik eine der vielversprechendsten Technologien, die sich in der Entwicklung befinden. Sie könnte bei neuen und Hochleistungsgebäuden eingesetzt werden", sagt Dr. Morsing. Das erste Prototypfenster sollte im zweiten Quartal 2016 bereit zum Prüfen sein. Angesichts des Beitrags der Fenster zum Energieverlust in der Gebäudehülle könnte eine umfassende Übernahme der neuen Technologienormen Einfluss auf die Energieeffizienz von Gebäuden sowie auf deren Auswirkungen auf den Klimawandel ausüben.

Schlüsselbegriffe

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Smart, lightweight, cost-effective and energy efficient windows based on novel material combinations

Einmalig günstige Gelegenheit zur CO2-Eindämmung

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