Wasser als Klimapuffer 29.11.2016, 12:01 Uhr

Häuser können auch mit Wasser gedämmt werden

Noch mühen sich Hausbesitzer, ihre Häuser mit Styropor vor Energieverlusten zu schützen. Demnächst könnte es Wasser sein, mit dem Gebäude im Sommer gekühlt und im Winter gedämmt werden. Daran arbeiten zurzeit Materialwissenschaftler. Die ersten Module werden jetzt bei Wind und Wetter erprobt.

Forschungslabor bei Schott: In einem Netzwerk arbeiten Materialwissenschaftler derzeit an einem Glas, in dem Wasser in feinsten Röhrchen verläuft. Das Glas kann in Fenster und als Fassadendämmung eingesetzt werden. Es kann dämmen und kühlen zugleich.

Forschungslabor bei Schott: In einem Netzwerk arbeiten Materialwissenschaftler derzeit an einem Glas, in dem Wasser in feinsten Röhrchen verläuft. Das Glas kann in Fenster und als Fassadendämmung eingesetzt werden. Es kann dämmen und kühlen zugleich.

Foto: Schott

In die Fensterscheiben und Fassadenmodule, die Materialwissenschaftler mehrerer Universitäten und Industriepartner entwickelt haben, sind dünne Rohre integriert, in denen Wasser zirkuliert. Im Sommer fängt es die Wärmestrahlen der Sonne ab, sodass es im Inneren des Gebäudes kühl bleibt. Eine herkömmliche Klimaanlage ist dann überflüssig.

Im Winter isoliert das Wasser, das dann mit einem Frostschutzmittel versetzt ist. „Die grundlegende Idee besteht darin, Gebäude in eine sehr dünne, flüssige Hülle zu kleiden“, erläutert Prof. Lothar Wondraczek von der Universität Jena das Prinzip. Die Materialwissenschaftler der Friedrich-Schiller-Universität Jena koordiniert die Forschungsarbeiten. Partner sind unter anderem die Bauhaus Universität Weimar und das Unternehmen Schott Technical Glass Solutions. Alle Partner finden Sie hier

Duschwasser aus der Fassade

Das Wasser in den Fenster und Fassadenelementen dient vor allem als Puffer- und Speichermedium für Wärme. Die Flüssigkeit kann aber auch zusätzliche Funktionen übernehmen. Wenn sie ihre sommerlichen Temperaturen in einem Wärmetauscher an einen Nutzwasserkreislauf abgibt, erspart man sich zumindest einen Teil der Energie, die sonst zu diesem Zweck verbraucht wird.

Fassadenglas von Schott: Gemeinsam mit Materialwissenschaftlern aus Jena und Weimar arbeitet das Unternehmen jetzt an Glasmodulen, die Wasser enthalten. Das Wasser dient als Klimapuffer.

Fassadenglas von Schott: Gemeinsam mit Materialwissenschaftlern aus Jena und Weimar arbeitet das Unternehmen jetzt an Glasmodulen, die Wasser enthalten. Das Wasser dient als Klimapuffer.

Foto: Schott

In der Übergangszeit, also im Herbst und Frühling, erwärmt sich das Fassadenwasser ebenfalls. Dann kann seine Temperatur für den Betrieb einer Wärmepumpe genutzt werden, die die Heizungsanlage unterstützt. Auch optische Aufgaben kann das Wasser übernehmen, indem es beispielsweise eingefärbt wird.

Die Kanäle sind kaum sichtbar

Zunächst wollen die Thüringer Forscher Module entwickeln, die herkömmliche Doppel- oder Dreifachverglasungen ersetzen. Die nur wenige Millimeter tiefen und breiten Kanäle verlaufen parallel und sind kaum sichtbar. Notwendig sind Flüssigkeitskanäle und Anschlüsse in der Rahmenkonstruktion, an denen derzeit mehrere Industriepartner arbeiten.

„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.

Test in allen Klimazonen

Wärmebildaufnahmen an ersten Glasmodulen belegen in Laborversuchen, dass Wärme sowohl aufgenommen als auch abgegeben werden kann. Binnen weniger Minuten können so Temperaturschwankungen ausgeglichen werden. Die Flüssigfassaden sollen nun im großen Maßstab getestet werden.

Wasser in Glasmodulen kann im Sommer kühlen und im Winter dämmen.

Wasser in Glasmodulen kann im Sommer kühlen und im Winter dämmen.

Foto: Schott

Bereits in wenigen Wochen werden erste Modellgebäude mit den Modulen in der Größe realer Fenster ausgestattet. Testinstallationen sind in Skandinavien, Südeuropa sowie in Jena und Weimar geplant. Diese Versuche werden etwa ein Jahr umfassen, sodass sämtliche Jahreszeiten und Wetterbedingungen abgedeckt werden.

In Fassaden lassen sich sogar Algen züchten

Zur Internationalen Bauausstellung in Hamburg wurde 2013 bereits ein Gebäude mit Flüssigfassade fertiggestellt. Das spektakuläre Algenhaus ist teilweise mit gläsernen Behältern verkleidet, in denen Wasser zirkuliert. Zusätzlich sind darin Algen angesiedelt, die, mit den nötigen Nährstoffen versorgt, im Sonnenlicht prächtig gedeihen. Von Zeit zu Zeit werden sie ausgesiebt und in einem Reaktor in Biogas für die Heizungsanlage umgewandelt. Das Konzept stammt von dem Hamburger Unternehmen Strategic Science Consult.

Das Algenhaus in Hamburg hat eine

Das Algenhaus in Hamburg hat eine „flüssige“ Fassade, in der Algen wachsen.

Foto: Strategic Science Consult

Und warum Flüssigfassaden noch so nützlich sind? Das meist als Fassadendämmung eingesetzte Styropor ist ausgesprochen feuergefährlich. Denn in 80 Prozent wird das günstige und feuergefährliche Polystyrol eingesetzt. 

Wer grüne Fassaden bevorzugt, der sollte sich dieses Hochhaus in Medellin anschauen: Es ist komplett bewachsen.

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