Flüssige Gebäudehülle schützt vor Hitze und Kälte

Forscherteam untersucht den Prototyp eines Glasmoduls Foto: Jan-Peter Kasper

Man stelle sich einmal vor: Wenn im Sommer die Sonne scheint ist es im Inneren des Hauses angenehm Kühl und im Winter bleibt es behaglich warm, auch ohne Heizung. Wie klinkt das? Was nach ferner Zukunftsmusik klingt, könnte bereits in wenigen Jahren Realität werden. Die Grundlagen dafür hat jetzt ein Team von Materialwissenschaftlern der Friedrich-Schiller-Universität Jena gelegt und den Prototypen einer flüssigen Gebäudehülle im Fachmagazins "Advanced Science" vorgestellt.

 

"Die grundlegende Idee besteht darin, Gebäude in eine sehr dünne, flüssige Hülle zu kleiden", erläutert Prof. Wondraczek das Prinzip. 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", so Wondraczek.

 

Flüssigkeit zirkuliert durch dünne Kanäle im Glas

 

Glasmodule von der Dicke einer normalen Fensterscheibe werden 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 dann im Prinzip 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.

 

In dem von der Europäischen Union geförderten Projekts demonstrieren die Forscher, dass das Prinzip der Wärmeregulierung funktioniert: 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 können so Temperaturschwankungen ausgeglichen werden, wobei die Glasmodule und Fenster als großflächige Kühler, Heizer oder Luftwärmetauscher zum Beispiel für den Betrieb einer Wärmepumpe verwendet werden können. Ihre Ergebnisse haben die Forscher zudem durch Computersimulationen untermauert.

 

Um das Verfahren im großen Maßstab zu testen, sollen erste Modellgebäude in Skandinavien und Südeuropa sowie in Jena und Weimar mit den Modulen in der Größe realer Fenster ausgestattet werden. Die Versuche werden etwa ein Jahr umfassen, wobei unterschiedliche Jahreszeiten und Wetterbedingungen abgedeckt werden sollen.

 


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