Natürliche Beleuchtung durch "intelligentere" Fenster

Aufgrund des erhöhten Heiz-, Kühl- und Beleuchtungsbedarfs werden beinahe 18% der Kohlenstoffdioxid- und 10% der Kohlenstoffmonoxid-Emissionen Gebäuden zugeschrieben. Deshalb ist es wichtig, die Baubranche in ein nachhaltigeres Verfahren der Gestaltung, Erstellung und Renovierung umzuwandeln.

Um dieses Bedürfnis zu erfüllen, wurde im Rahmen des SMART_WIN_II-Projekts eine entsprechende Verglasungstechnologie mit gesteigerten Möglichkeiten zur Lieferung dreier optischer Versionen – der durchsichtigen, der reflektierenden und der streuenden Modi – realisiert. Die letzteren Modi können einen gesteigerten Anpassungsumfang des Lichteinfalls, eine beinahe komplett reflektierende Beschaffenheit bzw. eine Verglasung mit nur einer reflektierenden Fläche, anbieten.

Die Verglasung mit verschiedenen optischen Beschaffenheiten in unterschiedlichen Bereichen oder die einfache Nachbildung schafft eine neue Art der Nutzung des optischen und thermischen Verhaltens der Fenster. Im Gegensatz zu den meisten konventionellen Technologien verfügen Flüssigkristalle über ein gesteigertes Potenzial, die Nachbildung insbesondere bei Fensterungssystemen zu ermöglichen.

Um ein verstärktes Wissen über die Einflüsse von Fensterungssystemen zu erlangen, wurde ein Modellstruktursystem entwickelt. Dieses wurde zur Ausführung von Simulationen mit zahlreichen Parametern genutzt, einschließlich Sendebereich, Strukturanzahl, Strukturgröße und äußere Umstände. Die gewonnenen Ergebnisse ermöglichten den Wissenschaftlern, Entscheidungskriterien für das leistungsstärkere strukturierte System zu bestimmen.

Außerdem wurden die optimale Struktur und die Strukturwirkungen der Wärmebelastung des Fensters durch Sonneneinwirkung definiert. Dies heißt im Einzelnen, dass der visuelle Komfort weiter gesteigert werden könnte, wenn bei einer hohen Außenlichthelligkeit nur spezifische Bereiche anstelle der gesamten Oberfläche abgedunkelt werden. Somit könnte eine bessere Nutzung des Tageslichts anstelle von künstlichem Licht erreicht werden.

Neben der Versorgung mit Tageslicht ermöglicht diese Technologie auch den visuellen Kontakt zur äußeren Umgebung, Sonnenschutz und Blendreduzierung und bietet so eine angenehme Arbeitsumgebung. Dieses neue Verfahren zur Manipulation der optischen Eigenschaften von Tageslichtsystemen durch den Einsatz abstimmbarer Schichten von Flüssigkristallen kann zu einer neuen Kategorie von Tageslichtsystemen mit erhöhtem Vermarktungspotenzial führen.