Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl-Fenster mit schaltbaren Eigenschaften
Das Fraunhofer FEP hat über vier Jahre das Horizon 2020 Projekt Switch2Save (engl: Lightweight switchable smart solutions for energy saving large windows and glass facades) koordiniert.
In diesem Projekt hatten sich zehn Partner aus sieben europäischen Ländern zusammengefunden, um neue Ansätze für energieeffiziente Bürogebäude zu erarbeiten. Die Lösungen verfolgten das Ziel, die Fenster von Bestandsgebäuden mit Oberflächen auszustatten, die ihre Eigenschaften an äußere Umwelteinflüsse anpassen können. Die Transparenz kann so verändert werden, dass ein möglichst großer Teil des einfallenden Sonnenlichts ins Innere gelangt, um die Heizung bei kaltem Wetter zu unterstützen. Im entgegengesetzten Fall, an warmen Sommertagen, wird das Licht weitgehend daran gehindert, das Fenster zu passieren, was wiederum zu einer Entlastung der Klimaanlage beiträgt. Die Forscher behielten dabei stets im Auge, dass die Beschichtungslösungen auf leichte und flexible Substrate anwendbar sind. Dadurch können die beschichteten Folien später in einfacher Weise in vorhandene Fenster integriert werden.
Dieser Ansatz wurde durch theoretische Betrachtungen flankiert. Gebäudesimulationen für verschiedene in Europa präsente Klimabedingungen förderten die Erkenntnis zu Tage, dass die neuen Lösungen vor allem für die Kühlung der Innenräume bedeutend sind. Damit sind sie primär in südlichen Ländern wichtig, auch außerhalb Europas. Allerdings haben hochisolierte Gebäude mit großer Fensterfläche auch in Mittel- und Nordeuropa einen hohen Kühlbedarf, weshalb auch dort schaltbare Beschichtungen einen Beitrag zur Energieeffizienz leisten können. Das gewinnt insbesondere vor dem Hinter-grund der allgemeinen Klimaerwärmung an Bedeutung.
Das Fraunhofer FEP war inhaltlich vor allem für die thermochromen Beschichtungen verantwortlich. Diese besondere Variante schaltbarer Fenster kommt ganz ohne zusätzliche Steuerung aus. Sie reagiert allein auf die Umgebungstemperatur. Hier konnte das Fraunhofer FEP große technologische Fortschritte erzielen. Erstmals ist es gelungen, diese anspruchsvolle Technologie als kontinuierlichen Rolle-zu-Rolle-Prozess durchzuführen. Dank ausgefeilter Sensorik konnte man schon während des Prozesses Rückschlüsse auf die späteren Eigenschaften der Beschichtungen ziehen. Wenngleich die Thermochromie nicht in die finalen Demonstratoren Eingang fand, konnten wichtige Erkenntnisse gesammelt werden zu Einsatzszenarien und zu verbliebenen technischen Herausforderungen.
