Flüssige Gebäudehülle schützt vor Hitze und Kälte
Zirkulierende Flüssigkeit in Glasmodulen reguliert Wärmefluss effizient
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Forscher bei der Arbeit an der Gebäudehülle 2.0 (Foto: Jan-Peter Kasper) |
Jena (pte012/25.11.2016/11:30) Materialforscher der Universität Jena http://uni-jena.de haben Prototypen für intelligente Fassaden vorgestellt. Die Glasmodule enthalten eine zirkulierende Flüssigkeit und können den Wärmefluss in Gebäuden regulieren. Die Vorteile: Wenn im Sommer die Sonne scheint, sorgen eine intelligente Fassade und ebensolche Fenster für angenehme Kühle im Inneren. Im Winter dagegen bleibt es warm, auch ohne dass eine zusätzliche Heizung notwendig ist.
Vorteil duch flexible Nutzbarkeit
"Die grundlegende Idee besteht darin, Gebäude in eine sehr dünne, flüssige Hülle zu kleiden", so Forscher Lothar Wondraczek. Die Flüssigkeit diene dabei zunächst als Puffer- und Speichermedium für Wärme, kann darüber hinaus aber auch weitere Funktionen wie zum Beispiel einen Farbwechsel oder solarthermischen Wärmeaustausch übernehmen. "Die Module lassen sich einerseits als Fensterverglasung einsetzen, wofür eine möglichst geringe Sichtbarkeit der Kanalstrukturen entscheidend ist. Andererseits können sie direkt in Gebäudefassaden integriert werden."
Die Forscher haben Glasmodule von der Dicke einer normalen Fensterscheibe mit dünnen Kanälen versehen, durch die eine farblose Speicherflüssigkeit auf Wasserbasis fließt. Die nur wenige Millimeter tiefen und breiten Kanäle verlaufen parallel und sind bei Anpassung der optischen Eigenschaften der Flüssigkeit im Glas kaum sichtbar. Eine solche Scheibe kann eine oder mehrere beliebige Scheiben einer herkömmlichen Doppel- oder Dreifachverglasung ersetzen. Notwendig werden hierbei allerdings zusätzliche Flüssigkeitskanäle und Anschlüsse in der Rahmenkonstruktion, an denen derzeit mehrere der Industriepartner arbeiten.
Kontinuierlicher Flüssigkeitsfluss
In ihrer vorgelegten Arbeit demonstrieren die Experten das System der Wärmeregulierung: Wärmebildaufnahmen und weitere Untersuchungen an ersten Glasmodulen belegen, dass - durch den kontinuierlichen Flüssigkeitsfluss durch die Kapillaren - je nach Anwendungsziel Wärme sowohl aufgenommen als auch abgegeben werden kann. Binnen weniger Minuten lassen sich so Temperaturschwankungen ausgleichen, wobei die Glasmodule und Fenster als großflächige Kühler, Heizer oder Luftwärmetauscher zum Beispiel für den Betrieb einer Wärmepumpe verwendet werden können. Computersimulationen bestätigten die Funktion.
Was sich im Laborversuch als aussichtsreich erwiesen hat, soll nun auch im großen Maßstab getestet werden. Bereits in wenigen Wochen werden erste Modellgebäude mit den Modulen in der Größe realer Fenster ausgestattet. Neben Prüfständen in Skandinavien wird dabei auch in Südeuropa sowie in Jena und Weimar getestet. Diese Versuche werden etwa ein Jahr umfassen, wobei unterschiedliche Jahreszeiten und Wetterbedingungen abgedeckt werden.
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