Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Das Projekt KOMET hatte zum Ziel, ein kosteng\u00fcnstiges, hoch w\u00e4rmeged\u00e4mmtes Verglasungssystem mit einer integrierten saisonalen Verschattungseinrichtung auf Basis von Prismenstrukturen zu entwickeln und zu bewerten. Dazu waren in einem innovativen Fertigungsverfahren geeignete mikrostrukturierte Folien in Isolierverglasungen zu integrieren, gro\u00dfformatige Prototypen zu fertigen und auf Leistungsf\u00e4higkeit sowie Gebrauchstauglichkeit zu testen. Damit das System sowohl als transparente W\u00e4rmed\u00e4mmung als auch als Fensterelement eingesetzt werden kann, wurde als weiteres Ziel eine lichttechnische Optimierung definiert: Als Ma\u00dfnahme zur Vermeidung von visuellen St\u00f6rungen (Lichtzerlegung, Verzerrung und Blendung), die von prismatischen Strukturen verursacht werden, wurde der Einsatz von lichtstreuenden Gl\u00e4sern als Innenscheibe der Verglasung untersucht.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Projekt wurde in folgende Arbeitspakete aufgeteilt und durchgef\u00fchrt:<\/p>\n
– Paket 1 – Voruntersuchungen an Folienmaterialien: Eignungsuntersuchungen an Folien (Strukturier-barkeit von Materialien, mechanische Eigenschaften, optische Eigenschaften, UV-Langzeitbest\u00e4ndigkeit).
\n– Paket 2 – Modellierung von Verglasungskomponenten und -systemen: Optische und thermische Mo-dellierung von Verglasungen, thermische Geb\u00e4udesimulationen (TRNSYS).
\n– Paket 3 – Herstellung mikrostrukturierter Folien: Fertigung einer Pr\u00e4gewalze, Herstellung der Folie.
\n– Paket 4 – Messung und Charakterisierung von Verglasungskomponenten und -systemen: Optische Laborcharakterisierung von Folie, Scheiben und Verglasungen, thermische Laborcharakterisierung von Verglasungen (g-Wert, U-Wert).
\n– Paket 5 – Verglasungsintegration: Fertigung von klein- und gro\u00dfformatigen Prototypen, Pr\u00fcfung der Isolierglasbest\u00e4ndigkeit (Gasdichtheit, Feuchtigkeitsaufnahme, Fogging).
\n– Paket 6 – Langzeituntersuchungen im Geb\u00e4ude und Bewertung: Messung der Leistung und Pr\u00fcfung der Gebrauchstauglichkeit von Prototypen als transparenten W\u00e4rmed\u00e4mm-Modulen und Lichtelemen-ten am ISFH-Testgeb\u00e4ude \u00fcber 18 Monate.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die folgenden Ergebnisse wurden im Projekt erzielt:<\/p>\n
o\tEin geeigneter Folienaufbau wurde definiert und die mikrostrukturierte Folie erfolgreich hergestellt.<\/p>\n
o\tMit der Preisangabe f\u00fcr die hergestellte Folie von 20 \u0080\/m\u00b2 wurde das wesentliche Projektziel der Kos-tenreduktion der Sonnenschutzvorrichtung erreicht.<\/p>\n
o\tDie Folie wurde in eine Isolierverglasung integriert, wobei ein thermisches Schrumpfverfahren erstma-lig auf strukturierte Folien angewandt wurde. Die Isolierglasbest\u00e4ndigkeit (Gasdichtheit, Feuchtig-keitsaufnahme) hat sich als ausreichend erwiesen, mit Testergebnissen die vergleichbar oder sogar besser als von konventionellen 3fach-Verglasungen sind. Zun\u00e4chst auftretende Fogging-Effekte konnten anhand einer Konditionierung der Folie vor dem Einbau beseitigt werden.<\/p>\n
o\tGro\u00dfformatige Prototypen bis 1800 x 680 mm wurden in den beiden Konfigurationen transparente W\u00e4rmed\u00e4mm-Module und Lichtelemente erfolgreich gefertigt.<\/p>\n
o\tDie energetischen Kennwerte der Prototypen wurden experimentell bestimmt: Der Gesamtenergie-durchlassgrad (g-Wert) f\u00fcr direkte Strahlung variiert von 0.62 bei tiefstehender Sonne (Winter) bis 0.10 bei hochstehender Sonne (Sommer) in der Ausf\u00fchrung als transparente W\u00e4rmed\u00e4mmung und von 0.51 bis 0.10 in der Ausf\u00fchrung als Lichtelement. Damit wurden die Simulationsergebnisse best\u00e4tigt und der effektive Schalteffekt nachgewiesen. Der gemessene U-Wert von 0.5 bis 0.8 W\/m\u00b2K (in Abh\u00e4ngigkeit von Gasf\u00fcllung und Glasbeschichtung) ist vergleichbar mit dem D\u00e4mmstandard von herk\u00f6mmlichen 3fach- Verglasungen. Gegen\u00fcber den vor Projektbeginn vorliegenden Verglasungs-modellen mit Prismenplatte wurde etwa eine Halbierung des U-Werts erzielt.<\/p>\n
o\tIm Rahmen der Langzeituntersuchungen im Geb\u00e4ude als transparente W\u00e4rmed\u00e4mmung wurde das energetische Verhalten der Prototypen (D\u00e4mmwirkung und saisonale Abh\u00e4ngigkeit der solaren Ge-winne) best\u00e4tigt und ihre Gebrauchstauglichkeit erfolgreich gepr\u00fcft. Aus den Testergebnissen von zwei aufbaugleichen Verglasungen mit eingelegter Prismenplatte und eingespannten Prismenfolie konnte au\u00dferdem die Vergleichbarkeit des Schalteffekts zwischen Mikro- und Makrostrukturen nach-gewiesen werden.<\/p>\n
o\tIm Rahmen der Langzeituntersuchungen im Geb\u00e4ude als Lichtelement wurde verdeutlicht, dass der Einsatz von lichtstreuenden Scheiben die Schaltungsmechanismen der Prismenverglasung nicht be-eintr\u00e4chtigt und eine effektive Sonnenschutzfunktion erzielt werden kann. Die positive Auswirkung der Prototypen sowohl auf den thermischen als auch auf den visuellen Komfort konnte ebenso gezeigt werden. Aufgrund der hohen Leuchtdichten, die im Winter am Fenster auftreten, kann aber ein unein-geschr\u00e4nkter Blendschutz nicht ganzj\u00e4hrig gew\u00e4hrleistet werden.<\/p>\n
o\tMit Hilfe einer dynamischen thermischen Simulation konnte zum einen das Potential des TWD-Systems zur Einsparung von Heizw\u00e4rme als platzsparende Alternative zur konventionellen opaken D\u00e4mmung, zum anderen die Effektivit\u00e4t der sonnenstandsabh\u00e4ngigen Verschattung als Ma\u00dfnahme zur Vermeidung von sommerlichen \u00dcberhitzungseffekten belegt werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Zur Verbreitung der Projektergebnisse wurden die folgenden Beitr\u00e4ge bei Fachtagungen pr\u00e4sentiert:<\/p>\n
o\tGiovannetti F., Fischer K.H.C. (2008), Integration of Microstructured Light-Redirecting Films into Glazing Systems, Proceedings Eurosun 2008, Lisbon (elektronische Ausgabe)
\no\tGiovannetti F., Fischer K.H.C. (2008), Integration mikrostrukturierter Lichtlenkungssysteme in Ver-glasungen. Tagungsband 2. Internationales Anwenderforum Energieeffizient + Bestand, Bad Staf-felstein.
\no\tNitz P., Giovannetti F., Weinl\u00e4der H., Wienold J. (2008), Neue Verglasungstechniken f\u00fcr Tageslicht und W\u00e4rmed\u00e4mmung. Tagungsband FVS-Jahrestagung Energieeffizientes und solares Bauen, Berlin.
\no\tGiovannetti F., Fischer K.H.C. (2009), Isolierverglasungen mit mikrostrukturierten Lichtlenkfolien: Untersuchungen an gro\u00dfformatigen Prototypen. Tagungsband 19. Symposium Thermische Solar-energie, Bad Staffelstein
\no\tGiovannetti F. (2009), Verglasungen mit integrierten Sonnenschutzfolien, Tagung Zukunftsper-spektive im Fassadenbau, Linz (elektronische Ausgabe)
\no\tGiovannetti F., Glazing systems with light-redirecting prismatic films for seasonal shading (2009). FVEE Jahrestagung Forschen f\u00fcr globale M\u00e4rkte erneuerbarer Energien, Berlin.
\no\tGiovannetti F. (2009), Hochw\u00e4rmeged\u00e4mmte Verglasungen mit mikrostrukturierten Lichtlenkfolien zur saisonaler Verschattung direkter Sonnenstrahlung, Tagung Heizen und K\u00fchlen mit Sonnen-energie, Hochschule Bremerhaven.
\no\tGiovannetti F., Rockendorf G. (2010), Bewertung innovativer transparenter W\u00e4rmed\u00e4mmung f\u00fcr die Fassadensanierung. Tagungsband 20. Symposium Thermische Solarenergie, Bad Staffelstein. Eingereicht.<\/p>\n
Des Weiteren wurde in den Zeitschriften Glaswelt und Glas, Fenster und Fassade sowie auf der Inter-netseite www.bine.info \u00fcber das Projekt berichtet.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Zusammenfassend wird festgestellt, dass Verglasungen mit im SZR eingespannten mikrostrukturierten Folien sowohl in ihrer Funktion als Lichtelement als auch als TWD- Modul entwickelt, hergestellt und in ihren realen Anwendungen erfolgreich getestet wurden. Verglasungen mit Abmessungen bis ca. 200 x 70 cm stehen jetzt f\u00fcr Demo- und Pilotprojekte zur Verf\u00fcgung. Das Verfahren l\u00e4sst sich auf Folien mit unter-schiedlichen Strukturen und entsprechenden Lichtlenkfunktionen \u00fcbertragen. F\u00fcr das weitere Vorgehen ist die Herstellung von gro\u00dfformatigen Pr\u00e4gewerkzeugen f\u00fcr die Fertigung von Folien mit fenster\u00fcblichen Abmessungen notwendig.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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