Gebäudetechnik 27.06.2003, 18:25 Uhr

Kühlen Kopf bewahren

In modernen Stahl-Glas-Büros bringt die Sommersonne die Nutzer heftig ins Schwitzen, und Reflexe stören bei der Bildschirmarbeit. Abhilfe schaffen da verschiedene neue Sonnenschutzsysteme. Fraunhofer-Forscher stellten letzte Woche ihre jüngsten Entwicklungen vor.

Tageslicht ist gut fürs Wohlbefinden. Stimmen Lichtverhältnisse und Raumklima am Arbeitsplatz, werden Angestellte seltener krank – das ist durch wissenschaftliche Untersuchungen längst belegt. Natürliche Beleuchtung kann sogar teilweise künstliche ersetzen. So lassen sich auch die Energiekosten erheblich 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, zudem erschweren Lichtreflexe das Arbeiten am Computer. Das soll ein transparenter Sonnenschutz verhindern, den Fraunhofer-Forscher gemeinsam mit der Firma Clauss Markisen entwickelt haben. Die „stählerne Markise“ schützt vor Wärme und Lichtreflexen auf den Monitoren.
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 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 mm 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 außen liegendem Sonnenschutz ausgestattet werden.
Doch nicht immer ist die Einrichtung eines optimalen, also außen liegenden Sonnenschutzes möglich. Dann kommen innenliegende Jalousien zum Einsatz, um vor zu viel Wärme im Büro zu 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 haben die Mitarbeiter trotz des Sonnenschutzes Sichtverbindung nach draußen.
„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. wip
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