Transparenter Sonnenschutz mit stählerner Markise, gaschromen Fenstern, mikrostrukturierten Oberflächen,...

(17.6.2003) Das schöne Sommerwetter der vergangenen Tage bereitete nicht nur Freude. In modernen Glasgebäuden stöhnen Mitarbeiter über Hitze und blendendes Licht. Abhilfe können u.a. transparente Sonnenschutzsysteme schaffen. Sie schützen vor sommerlicher Wärme und beispielsweise störenden Lichtreflexen auf dem Monitor. Auf der internationalen Fachmesse für Fassadentechnologie fgm (19. - 21. Juni in Stuttgart) stellen Fraunhofer-Forscher zwei neue Jalousiesysteme sowie ihre Aktivitäten auf dem Gebiet Sonnenschutz für Fassaden vor.

Tageslicht ist gut für's Wohlbefinden. Die Menschen sehen besser als bei elektrischem Licht, fühlen sich wohler und arbeiten effektiver. Stimmen Lichtverhältnisse und Raumklima am Arbeitsplatz, werden Angestellte seltener krank, das belegen wissenschaftliche Untersuchungen. Natürliche Beleuchtung kann sogar teilweise künstliche ersetzen. So lassen sich die Energiekosten senken. "Doch viel Tageslicht führt nicht automatisch zu hohem visuellen Komfort", schränkt Tilmann Kuhn vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg ein. Großzügige Glasfassaden und Fenster können die Arbeitsbedingungen auch beeinträchtigen: Im Sommer ist es in den Büros oft unerträglich heiß und Lichtreflexe erschweren das Arbeiten am Computer. Das soll ein transparenter Sonnenschutz verhindern, den Fraunhofer-Forscher gemeinsam mit der Firma Clauss Markisen Projekt GmbH entwickelt haben. Die "stählerne Markise" schützt vor Wärme und Lichtreflexen auf dem Bildschirm.

Der neue Sonnenschutz besteht aus gerollten Edelstahlhohlprofilen. "Die Profile sind so geformt, dass sie bei einem Sonnenstand von 20 Grad über dem Horizont die direkte Sonneneinstrahlung ausblenden. Die Räume heizen sich nicht so stark auf. Das senkt die Klimatisierungskosten", erklärt Projektleiter Tilmann Kuhn die Vorzüge des Systems. Trotzdem sind die Büroräume hell. Die Mitarbeiter können sogar nach draußen schauen. Das ermöglicht die spezielle Konstruktion des Sonnenschutzes: Zwischen den nur 4 Millimeter breiten Profilen ist jeweils ein kleiner Abstand. Durch diese vielen kleinen Zwischenräume hat man eine gute Sicht. Ein weiterer Vorteil: Der Sonnenschutz hält Wind bis zu einer Geschwindigkeit von 55 km/h stand. Deshalb können auch höhere Gebäude mit außenliegendem Sonnenschutz ausgestattet werden.

Die "stählerne Markise" hat übrigens auf der europäischen Leitmesse für Sonnenschutz - der R+T 2003 in Stuttgart - einen Innovationspreis gewonnen.

Doch nicht immer kann die optimale Lösung eines außen anliegenden Sonnenschutzes gewählt werden. In diesen Fällen müssen innenanliegende Jalousien vor zu viel Wärme im Büro schützen. Besonders effektiv ist die "Genius-Lamelle", die Forscher des ISE gemeinsam mit ihren Kollegen von der Firma Hüppe Form in Oldenburg entwickelt haben. Die Lamelle reflektiert das Licht sehr gut und verhindert so, dass sich die Räume zu stark aufheizen. ^"Sogar bei teilweise geöffneten Lamellen bietet das System einen guten Sonnen- und Blendschutz", betont Kuhn.

Fraunhofer-Wissenschaftler haben noch einen anderen Weg gefunden, um Gebäude vor zu viel Sonne zu schützen: Gaschrome Fenster. Die Fenster lassen sich auf Knopfdruck verdunkeln. Für die blaue Färbung sorgen dünne Wolframoxid-Schichten. Ein Elektrolyseur zersetzt dazu Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Wird der Edelgasfüllung im Scheibenzwischenraum der gaschromen Verglasung ein wenig Wasserstoff beigemengt, so färbt sich die Wolframoxidschicht blau. Durch Beimengung von Sauerstoff verschwindet die Farbe wieder. Die erforderlichen Konzentrationen des Schaltgases liegen unter einem Prozent, so dass der Elektrolyseur klein gehalten und mühelos in die Fassade integriert werden kann. Die gaschromen Fenster stehen kurz vor der Marktreife und werden derzeit vom Industriepartner INTERPANE in einer Pilotserie gefertigt.

An einem ähnlichen System arbeiten auch die Forscher des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Polymerforschung IAP in Golm. Sie wollen intelligente Kunststoffschichten nutzen, um die Lichtdurchlässigkeit von Verglasungen gezielt zu verändern. Ihre Kollegen vom Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP in Stuttgart setzen auf thermotrope Systeme. Hier verändern die Gläser bei einer bestimmten Temperatur ihre Transmission. An heißen Sommertagen sind die Scheiben milchig weiß, an kalten, aber sonnigen Wintertagen bleiben sie transparent, damit die Solarenergie genutzt werden kann.

Eine elegante Möglichkeit, unerwünschte Lichteinstrahlung herauszufiltern, sind mikrostrukturierte Oberflächen. Die feinen Strukturen lenken das Licht in eine gewünschte Richtung. Steht die Sonne im Sommer hoch, werden die Strahlen von den schräg hervorragenden, winzigen »Nasen« reflektiert. Die flach einfallende Wintersonne kann dagegen durch die Scheibe dringen. So gelangen Licht und Wärme in die Räume. Ähnlich wie die Edelstahlhohlprofile der "stählernen Markise" haben auch die "Nasen" der Mikrostruktur einen kleinen Abstand. So können die Mitarbeiter trotz Sonnenschutz aus dem Fenster schauen.

"Je mehr Tageslicht in einem Gebäude genutzt wird, desto wichtiger ist das Ausbalancieren von Tageslichtversorgung, Blendschutz und sommerlichem Wärmeschutz", betont Kuhn. Die Entwicklungen der Fraunhofer-Forscher eröffnen den Architekten neue Möglichkeiten, mit großzügigen Glasflächen zu arbeiten, ohne dass später die Angestellten im Büro im Sommer unter Hitze und blendendem Licht leiden müssen.

Auf der fgm in Stuttgart sind der rollbare Sonnenschutz und die "Genius-Lamellen" in Halle 4, Stand 4.0.218 zu sehen. Außerdem informieren die Fraunhofer-Forscher über weitere Aktivitäten im Bereich Sonnenschutz für Fassaden.