„Flüssige“ Fenster sparen 50 Prozent Energie
Ingenieure der University of Toronto haben „flüssige“ Fenster entwickelt, die den Energieverbrauch von Gebäuden entscheidend senken. Sie lassen sich elektrisch steuern, sodass sie je nach Bedarf unterschiedliche Spektren des Lichts durchlassen oder blockieren.
03.03.2023
An kühlen hellen Tagen wird das Fenster für sichtbares Licht auf „Durchgang“ geschaltet, während Wärmestrahlung blockiert wird, um ein Entweichen durchs Fenster zu verhindern. An heißen Tagen lässt sich direkte Sonnenstrahlung dimmen, während infrarotes Licht reflektiert wird, um ein Überhitzen des Innenraums zu verhindern.
Vorbild ist Haut des Tintenfischs
Fenster, deren Durchlass sich für Licht elektrisch verändern lässt, gibt es bereits. Doch diese thermochromen Scheiben lassen sich lediglich verdunkeln. Die zu blockierenden beziehungsweise durchzulassenden Frequenzen des Lichts lassen sich nicht gezielt steuern. Vorbild bei der Entwicklung war für Ingenieur Raphael Kay der Tintenfisch. Dieser verändert das Aussehen seiner Haut unter Lichteinfluss, um Schaden von sich abzuwenden. Genauso machen es die Fenster, die Kay gemeinsam mit Ben Hatton und Alstan Jakubiec sowie Charlie Katrycz entwickelt hat, allerdings nicht automatisch. Die Steuerbefehle müssen Menschen oder Sensoren geben.
Die steuerbare Fensterscheibe besteht aus einer Kunststoffplatte, in der feinste Kanäle mäandern. Die Flüssigkeit, die darin auf Knopfdruck zirkuliert, ist mit maßgeschneiderten Pigmenten angereichert, die bestimmte Frequenzen des Lichts blockieren. Mehrere dieser Kunststoffplatten werden übereinandergelegt. Jede ist auf eine bestimmte Frequenz getrimmt. Deren Dichte sorgt dafür, dass abgestuft blockiert wird, dass also mal mehr, mal weniger Strahlung einer bestimmten Frequenz passieren kann.
Zwei Schichten bringen 50 Prozent
„Wenn wir nur eine Schicht hätten, die sich auf die Modulation der Übertragung von Nahinfrarotlicht konzentriert – also nicht einmal den sichtbaren Teil des Spektrums berührt – könnten wir jährlich etwa 25 Prozent Heiz-, Kühl- und Beleuchtungsenergie einsparen. Wenn wir zwei Schichten haben, Infrarot und sichtbar, sind es eher 50 Prozent. Es ist einfach und kostengünstig, ermöglicht aber auch eine unglaubliche kombinatorische Steuerung. Wir können dynamische, flüssige Gebäudefassaden entwerfen, die im Grunde alles tun, was in Bezug auf ihre optischen Eigenschaften gewünscht ist“, so Kay.
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