Schaltbares Glas bietet mehr Flexibilität

Verglasungen bilden die wärmetechnische Schwachstelle von Gebäuden. Die Wärmedurchgangskoeffizienten hochdämmender Dreischeiben-Verglasungen von 0,5 bis 0,7 W/m²K sind sehr viel höher als die der lichtundurchlässigen Bauteile. Doch nicht nur der Energiedurchlass, auch die solaren Gewinne beim Glas gewinnen an Relevanz. Bei der Passivhaus-Bauweise spielt dies schon immer eine Rolle, auch der Fachverband Fenster und Fassade hat die solaren Gewinne in einer Studie zum Energiegewinn von Fenstern stärker in den Fokus genommen und diese 2011 auch in einer Erhebung zur Rentabilität des Fenstertauschs berücksichtigt.

Der Verband unterscheidet in seiner Studie außerdem zwischen Isolierglasfenstern mit zwei Scheiben, die ab 1978 auf den Markt gekommen sind und Wärmedämmglas, das seit 1995 auf dem Markt ist. Die Beschichtungen in diesem Glas erhöhen nicht nur die Dämmwirkung, sie reduzieren auch die solaren Gewinne. Das ist im Sommer ein Vorteil, da sich die Räume nicht so stark aufheizen. Es hat aber den Nachteil, dass die solaren Wärmegewinne im Winter weniger stark ausfallen. Manche Hersteller empfehlen deshalb, je nach Ausrichtung der Fenster unterschiedliche Gläser zu verwenden.

Vor allem für die Verschattung sind Gläser gefragt, deren Eigenschaften sich im Betrieb ändern lassen. Das kann helfen, die sommerliche Hitze draußen zulassen, aber Wintersonne durchzulassen. Es kann auch dazu dienen, Glas teilweise abzudunkeln um mehr Privatsphäre herzustellen. Dafür kommt schaltbares Glas etwa in Büroumgebungen zum Einsatz. Es trennt Büros durch Verdunkelung ab, wenn dort etwa für Besprechungen Sichtkontakt für eine bestimmte Zeit nicht gewünscht wird.

In Deutschland auf dem Markt ist zum Beispiel das schaltbare Glas EControl. Dessen Licht- und Wärmedurchlässigkeit lässt sich dimmen. Mit einem Tastendruck wird der solare Energieeintrag je nach Sonnenintensität regelbar. Auf der höchsten Stufe bleiben 90 Prozent der solaren Energie draußen. Somit erhitzen sich auch von Tageslicht durchflutete Räume weniger, der Klimatisierungsaufwand sinkt deutlich und auf eine außen liegende Verschattung kann verzichtet werden.

EControl ist seit 2011 auch für Lösungen in Dachfenstern verfügbar. Der Preis für die Verglasung im Dach liegt nach Angaben des Herstellers derzeit bei 700 Euro pro Quadratmeter, ist jedoch abhängig vom Einzelobjekt.

Mit 1,1 Millionen Euro fördert auch das Bundesforschungsministerium ein Verbundprojekt zur Entwicklung elektrisch schaltbarer Fensterverglasungen. Professor Dirk Kurth vom Lehrstuhl für Chemische Technologie der Materialsynthese an der Universität Würzburg hat das Projekt gemeinsam mit dem Würzburger Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC initiiert. Es soll Systeme vereinfachen und die Fertigungskosten senken. Dazu setzen die Wissenschaftler auf neuartige Materialien: Metallo-Polyelektrolyten (MEPE).

Die Herstellung der Smart Windows ist ihnen zufolge relativ einfach: Es genügen zwei Glasscheiben, bei denen die einander zugewandten Seiten mit einer dünnen, transparenten Elektrode bedeckt sind. Darauf wird eine hauchfeine Schicht aus Metallo-Polyelektrolyten aufgebracht. Das geht verhältnismäßig simpel durch Eintauchen in eine wässrige MEPE-Lösung. Die Scheiben werden dann aufeinandergelegt und die dazwischen befindliche, störende Luftschicht durch das Einfüllen eines sirupartigen, neutralen Materials verdrängt. Zum Schluss wird das System abgedichtet. Farbe und Transparenz der Fenster lassen sich verändern, indem man die MEPE über die Elektrode mit niedrigen Spannungen von 1 bis 1,5 Volt schaltet. Einfache Batterien genügen dafür.