„HarWin“ erforscht Leichtbaufenster aus Polymer-Glas-Verbundmaterialien

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(9.11.2012) Im Angesicht von Ressourcenverknappung ist vor allem der verantwortungsbewusste Umgang mit Energie in der Gesellschaft bereits tief verankert. Doch bezüglich der Ener­gieeffizienz von Gebäuden sind noch längst nicht alle Möglich­keiten ausgelotet. Das Projekt „HarWin“ (Harvesting solar energy with multifunctional glass-polymer windows) hat sich zum Ziel gesetzt, Leichtbaufenster aus neuartigen Polymer-Glas-Verbundmaterialien zu entwickeln, die den Energiever­brauch von Gebäuden durch „intelligente“ Nutzung von Tages­licht drastisch senken.

Zur Umsetzung dieses ambitionierten Vorhabens hat die Euro­päische Kommission rund 3,4 Mio. Euro für eine Projektlaufzeit von 36 Monaten zur Verfügung gestellt. Die Leiterin des Lehr­stuhls für Werkstoffverarbeitung an der Universität Bayreuth, Prof. Monika Willert-Porada, koordiniert das Projekt. Im Kick-off-Meeting am 2.10. legten die Projektpart­ner - fünf Forschungsinstitutionen und sechs Industrieunternehmen aus Deutschland, Finnland, Belgien, Polen, Großbritannien und der Schweiz - den Fahrplan für die kom­menden drei Jahre fest. Die Bayerische Forschungsallianz war maßgeblich an der Ent­wicklung des EU-Antrags beteiligt und unterstützt HarWin beim Projektmanagement und der Verbreitung der Projektergebnisse.

Bisher verfügbares, für den Leichtbau benötigtes Verbundglas, das im Gegensatz zu klassischem Fensterglas besonders ressourceneffizient in der Herstellung ist, ist für Fenster im Gebäudebereich ungeeignet. Die Wärmeleitung ist zu groß, eine Geräusch­dämmung nicht realisierbar. „Konkretes Ziel des HarWin-Projektes ist es, mit Hilfe von neuen glasbasierten Zusätzen die Wärmeleitung von laminierten und beschichteten Glasscheiben zu senken und Schalldämmung zu ermöglichen“, so Prof. Willert-Porada. Es soll dabei nicht bei einem reinen Forschungsvorhaben bleiben, vielmehr streben die Partner eine direkte industrielle Umsetzung der Ergebnisse an. Damit erfüllt HarWin auch die Vorgaben der Europäischen Kommission, die mit ihrer „Energy-Efficient-Buil­dings”-Initiative den Ressourcenverbrauch von Gebäuden in Europa durch eine Opti­mierung des Materialeinsatzes bei Fenstern senken will. Zudem soll die Maßnahme zur Stärkung des europäischen Bausektors führen.

Neue Materialien und Technologien für intelligente Fenster

Das neue Verbundglas nutzt Glaspartikel, die Licht je nach Bedarf absorbieren oder reflektieren. Des Weiteren beabsichtigt das Projektteam, Materialien zu verwenden, die sich zur Wärmespeicherung und -abgabe eignen. Die Wissenschaftler erwarten von diesen „intelligenten“ Fenstern neben Wärme- und Schalldämmung weitere herausra­gende Eigenschaften: Sie sollen transparent, leicht und ästhetisch ansprechend wie klassisches Fensterglas sein. Dennoch müssen sie für die industrielle Verwendung auch Stabilität aufweisen sowie feuchte- und wärmeregulierend wirken. Mit der neuen Ent­wicklung will das Konsortium teure Mehrfachverglasungen überflüssig machen. Dies würde dann einen entscheidenden Beitrag zur Ressourceneffizienz leisten, da die Her­stellung weniger Material benötigt. Ein weiterer Vorteil sei die erhebliche Gewichtsre­duktion. Die neue Bauweise der Fenster ermöglicht ein breiteres Spektrum an Funktio­nen und somit einen größeren Einsatzbereich. Der Anspruch von HarWin ist hoch: Die neuen Materialien sollen sowohl für den Einsatz in Wohn- als auch in Gewerbegebäu­den geeignet sein. Darüber hinaus sollen die Fenster recyclingfähig sein. Schließlich sind diese sowohl für die Nutzung in neuen Gebäuden als auch in Altbauten vorgese­hen.

Die Grundlage für das EU-Projekt HarWin legte ein Bayerischer Forschungsverbund, der seit Dezember 2009 von der Bayerischen Forschungsstiftung mit 2,2 Mio. Euro geför­dert wird: In „FORGLAS“ (Bayerischer Forschungsverbund Multifunktionale Werkstoffe aus Glas für energieeffiziente Gebäudetechnologien) entwickelte Prof. Willert-Porada zusammen mit 16 Projektpartnern einen Teil der Materialien, die nun bei HarWin zum Einsatz kommen sollen - siehe Baulinks-Beitrag „Forschungsverbund Forglas gestartet: Glas für energieeffiziente Gebäudetechnologien“ vom 16.12.2009.

Drei Unternehmen und das Fraunhofer-Institut für Silikatforschung in Würzburg, die an FORGLAS beteiligt waren, wirken ebenfalls im HarWin-Konsortium mit. Das Know-how aus FORGLAS, verbunden mit dem hochaktuellen Thema „Energieeffizienz“, hat eine entscheidende Rolle dabei gespielt, dass HarWin starten kann: „Der Steigerung der Energieeffizienz in Gewerbe- und Wohngebäuden kommt eine zentrale Rolle im 7. For­schungsrahmenprogramm der EU zu“, so Prof. Willert-Porada. „Diesem Umstand ist unter anderem zu verdanken, dass wir in HarWin die in FORGLAS entwickelten multi­funktionalen Werkstoffe nunmehr auf europäischer Ebene mit maßgeblicher Beteiligung bayerischer Institute und Firmen für ein neues Anwendungsgebiet – Leichtbaufens­ter – untersuchen und einsetzen können.“