Energiesparen: Wenn eine Folie auf dem Fenster dämmt und kühlt

Eine smarte thermochrome Folie könnte bei Fenstern Rollläden überflüssig machen. Gleichzeitig könnte sie helfen, bei Kälte Energie fürs Heizen und bei Wärme fürs Kühlen zu sparen. Ein Team des Fraunhofer-Instituts für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik (FEP) hat eine solche entwickelt. Nun soll sie zur Marktreife gebracht werden.

Quelle: Christian Ladewig, Unsplash

Glasfassaden sollen im Winter die Wärme und im Sommer die Kühle drinnen behalten können - Dank einer speziellen Folie. (Symbolbild)

Bürokomplexe, öffentliche Gebäude und Neubauten sind oft von grossen, nach Süden ausgerichteten Fenstern oder Glasfassaden geprägt. Der Nachteil: Scheint die Sonne im Winter ins Innere, unterstützt sie damit zwar die Heizung, aber im Sommer sorgt sie für zu hohe Temperaturen – und es braucht Energie, um die Räume herunter zu kühlen. Derweil halten Storen zwar die Wärme ab, bringen aber nicht immer den gewünschten Komfort. 

Für die drohende Energiekrise im Herbst und Winter könnten smarte Fenster eine Lösung liefern. Dies, weil sie den Wärmeeintrag der Sonnenstrahlung entsprechend dem aktuellen Wetter regulieren könnten. Zurzeit forscht ein Team des Fraunhofer-Instituts für Organische Elektronik, Elektronenstrahel- und Plasmatechnik (FEP) an Oberflächenbeschichtungen, die hierzu laut eigenen Angaben „einen grossen Beitrag“ leisten können und eine Verringerung der Wärmestrahlung durch Fensterglas ins Gebäude ermöglichen. 

Es arbeitet zusammen mit Projektpartnern unter anderem im Rahmen des EU-Projekts „Switch2Save“ an aktiven, smarten Schichtsystemen: Diese nutzen die Effekte der Elektrochromie (Schaltung des Energiedurchlasses durch Anlegen einer Spannung) und Thermochromie (Schaltung des Energiedurchlasses durch Über-  respektive Unterschreitung einer Temperatur). 

Derartige elektrochromen Folien liessen sich laut Medienmitteilung des FEP bei Isolierverglasungen einsetzen –nicht nur bei Neubauten. Auch eine Nachrüstung von Bestandsgebäuden sei möglich. Letzteres ist Gegenstand des neu gestarteten Projektes „FLEX-G4.0“.

Erste thermochrome Schichten auf Dünnstglas

Anfangs Jahr ist es den Wissenschaftlern des FEP nun gelungen, die weltweit erste thermochrome Schicht basierend auf Vanadiumdioxid auf Dünnstglas mit der Rolle-zu-Rolle-Technologie herzustellen. „Damit haben wir einen wichtigen Schritt in der Skalierung der Technologie vom Labor- auf einen Pilotmassstab mit unseren Rolle-zu-Rolle-Anlagen geschafft“, freut sich Cindy Steiner, Gruppenleiterin am Fraunhofer FEP. 

„Die thermochromen Schichten verändern ihre Transmission im Infrarotbereich bei Überschreiten einer bestimmten Temperatur. Die Transmission im sichtbaren Bereich bleibt unverändert. Der Nutzer bemerkt so keine optische Veränderung am Fenster und hat keine Einschränkungen im Lichtkomfort oder der Sicht“, führt sie dazu auf. Damit werde im Sommer die Wärmeeinstrahlung effektiv blockiert, was die Notwendigkeit von Klimaanlagen senke. „Im Winter wird die Wärmeeinstrahlung der Sonne durchgelassen, was zu Einsparungen im Heizenergieverbrauch führt.“

Die Schalttemperatur liegt bei zirka 20 Grad Celsius. Dies bedeutet, dass das thermochrome Dünnstglas von durchlässigem und reflektierendem Zustand umschaltet, wenn die Temperaturen über 20 Grad übersteigen. Steiner ergänzt: „Diese Schalttemperatur lässt sich entsprechend der klimatischen Anforderungen einstellen durch die Zusammensetzung, die Prozessführung und den Aufbau des Schichtsystems.“ In einem nächsten Schritt soll die Technologie zur Marktreife gebracht werden.

Die Kombination dieser Technologien macht laut FEP künftig mechanische Jalousien überflüssig und kann den Kühl- und Heizenergiebedarf eines Gebäudes zwischen zehn und in bis zu – im Extremfall – 60 Prozent reduzieren. (mgt/mai)

Der ausführliche Artikel auf www.fep.fraunhofer.de