Projekt 24505/01

Entwicklung einer kombinierten Reinigungs- bzw. Beschichtungstechnologie für Gewächshäuser zur Verbesserung der Energieeffizienz

Projektträger

Bohle AG
Dieselstr. 10
42781 Haan
Telefon: 02129/5568-105

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Die mittel- und langfristigen, umweltrelevanten Ziele des geplanten F&E-Vorhabens waren, eine signifikante Erhöhung der Energieeffizienz, ein erhöhtes Pflanzenwachstum sowie eine Reduzierung der Reini-gungszyklen in Gewächshäusern zu erreichen.
Unmittelbares Ziel war es deshalb, ein funktionelles Glas zu entwickeln, das den spezifischen Anforderungen an ein Gewächshausglas besser gerecht wird, als es dem derzeitigen Stand der Technik ent-spricht. Zu diesen Anforderungen gehören
eine hohe Lichttransmission des neuen Glases im Bereich von 380-780 nm
kein oder nur geringes Nachlassen der Lichttransmission über die gesamte Lebensdauer des Gewächshauses durch
gute Witterungs- bzw. Korrosionsbeständigkeit des Glases
schmutzabweisende Oberfläche, einfache Reinigung oder Selbstreinigung des Glases


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Projektziel sollte durch die Applikation von Schichten mit bestimmten Eigenschaften und mittels eines Screenings der verschiedenen Varianten auf der Innen- und Außenseite von Gläser erreicht werden.
Dazu sollten Eigenschaften des beschichteten Glases wie Hydrophilie und Hydrophobie optimal kombiniert werden, um ein möglichst funktionales Glas mit niedrigen Herstellungskosten bei gleichzeitig möglichst hoher Transmission des beschichteten Glases und Langzeitbeständigkeit der Beschichtungen ge-währleisten zu können.
Es wurden parallel zwei Hauptforschungswege verfolgt.
Zum einen wurden die unterschiedlichen Beschichtungen und ihre Kombinationen in ihren Eigenschaften wie Transmissionsverbesserung, Langzeitstabilität, Abriebfestigkeit und Chemikalienbeständigkeit auf handelsüblichem Floatglas unter Laborbedingungen untersucht und optimiert.
Zum anderen wurde ein Außenbewitterungsversuch aufgebaut, mit dem zum einen unterschiedliche Glassorten mit zum Teil deutlich verbesserter Transmission ebenso wie unterschiedlich beschichtete Gläser dieser Glassorten betreffs ihres Verhaltens unter Außenbedingungen untersucht wurden.


Ergebnisse und Diskussion

Das wissenschaftlich-technische Arbeits- und Aufgabenprogramm wurde von den Projektpartnern gemeinsam bearbeitet.
Dabei wurden folgende Ergebnisse erzielt:
1. In dem durchgeführten Forschungsprojekt ist es den Projektpartnern gelungen, die Applikation von transmissionserhöhenden Pyrosil®-Schichten so weit zu optimieren, dass eine Transmissionsverbesserung um 2,8 % pro beschichteter Seite erreichbar ist
2. Es wurden darüber hinaus funktionale Mehrschichtsysteme untersucht, welche entweder hydrophobe oder hydrophile Eigenschaften aufweisen und daher leichter zu reinigen bzw. selbstreinigend sind. Diese Mehrschichtsysteme haben allerdings aufgrund ihrer Komplexität nicht nur positive Eigenschaften, sondern auch Nachteile wie z. B: die verminderte Transmission ganz besonders im UV-Bereich für die TiO2-Schichten oder die deutlich höheren Herstellungskosten der untersuchten Mehr-schichtsysteme im Vergleich zu den Einschichtsystemen.
3. Das Standard-Hydrophobierungsmittel ClearShield® der Bohle AG wurde in Richtung höherer Temperaturbeständigkeit und höherer Lebensdauer optimiert.
4. Es wurde ein Außenbewitterungs-Versuchsstand aufgebaut, mit dem es möglich ist, die Veränderung der Transmission und damit das Alterungsverhalten unterschiedlicher Gläser und unterschiedlich beschichteter Gläser vergleichend zu untersuchen. Dieser Versuchsstand liefert seit nun mehr gut 11 Monaten sehr interessante und zum Teil überraschende Ergebnisse betreffs der Eigenschaften der untersuchten unterschiedlichen Gläser und Beschichtungen.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Vorstellung der Projektergebnisse ist auf entsprechenden Fachtagungen ebenso vorgesehen wie durch Veröffentlichung in fach- und anwendungsspezifischen Zeitschriften. Dazu ist bereits die Anmeldung eines Posterbeitrages mit zugehöriger Veröffentlichung zu den 4. Thüringer Grenz- und Oberflächentagen erfolgt.


Fazit

1. Die Versuche zur Wirksamkeit von hydrophoben Beschichtungen im Bereich des Gewächshausglases können noch nicht abschließend bewertet werden. Die normalerweise positiv zu erwartende Auswirkung auf den Verschmutzungsgrad und damit auf die Transmission der beschichteten Gläser konnte bisher nicht nachgewiesen werden. Dazu ist eventuell eine längere Untersuchungsdauer notwendig. Daher und auch, um die positiven Ergebnisse, die bisher für die transmissionsverbessernd mit Hilfe der Pyrosil®-Technologie beschichteten Gläser erhalten worden sind, in ihrer Aussagekraft zu festigen, wird der Außenbewitterungs-Versuchsstand in der beschriebenen Form mit den im Rahmen dieses Projektes untersuchten Gläsern weiterbetrieben werden. Darüber hinaus ist eine Erweite-rung des Versuchsstandes geplant, in deren Planung die bisherigen Ergebnisse und gewonnenen Erkenntnisse zur Vermeidung von Problemen einfließen werden.
2. Das wichtigste Ergebnis dieses Projektes ist, dass die transmissionserhöhende Pyrosil®-Beschichtungstechnologie gut geeignet erscheint, um die Eigenschaften von Gewächshausgläsern dauerhaft deutlich zu verbessern. So wird die Transmission deutlich und dauerhaft erhöht. Das Verschmutzungsverhalten der hydrophilen Pyrosil®-beschichteten Scheiben ist deutlich positiver als das unbeschichteter Scheiben, da sich nur eine sehr dünne gleichmäßige Verschmutzungsschicht bildet. Durch die erzielbare dauerhaft höhere Transmission durch den Einsatz der Pyrosil®-Beschichtungstechnologie auf Gewächshausgläsern würde sowohl der Energiebedarf eines Gewächshauses verringert als auch das Pflanzenwachstum entsprechend verbessert und damit der Ertrag erhöht.

Übersicht

Fördersumme

67.113,00 €

Förderzeitraum

14.12.2006 - 14.12.2007

Internet

www.bohle.de

Bundesland

Nordrhein-Westfalen

Schlagwörter

Klimaschutz
Ressourcenschonung
Umweltforschung
Umwelttechnik