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Clevere Fenster-Ideen für ein Plus an Funktion

05.06.2017

Foto: pixabay©MichaelGaida (CC0 1.0)

Unter dem Schlagwort intelligentes Fenster können heutige Ausführungen weit mehr - so etwa vor Sonne mit reflektierender Beschichtung als auch vor Einbrechern durch eingebaute Sensoren schützen – das Portfolio an neuartigen Einsatzbereichen ist groß.

Fenster können in heutiger Zeit nicht nur statisch vor Kälte schützen, einen Raum passiv heizen und gleichzeitig wärmedämmend wirken, sondern haben zahlreiche andere Funktionen und Möglichkeiten. Um bei hoher sommerlicher Sonneneinstrahlung Überhitzung und der Ausbildung treibhausklimatischer Effekte entgegenzuwirken, sind intelligente Flachglas-Systeme mittlerweile per Knopfdruck elektronisch dimmbar. Sogenanntes elektrochromes Glas (EC-Glas) ist in der Lage, sich selbst gleich einer virtuellen Sonnenbrille bei höherer Sonneneinstrahlung abzudunkeln.

Dabei färbt sich eine äußere Glasschicht bei hoher UV-Einwirkung blau ein, ohne an Durchsichtigkeit einzubüßen. Bei gleichbleibendem Lichteinfall kann das Spezialglas als willkommener Sichtschutz dienen.

Aus der Erkenntnis heraus, dass der Grad der Lichtbrechung und -diffusion durch elektrische Spannung verändert werden kann, ist der Grad an Lichtdurchlässigkeit je nach angelegter Spannung individuell konfigurierbar. Hierfür ist eine Floatglas-Scheibe zum Innenraum hin notwendig. Auf ihr wird anschließend eine Wärmedämmschicht aufgetragen.

Hinzu tritt ein elektrochromer Verbundaufbau nach außen hin. Dieser besteht aus zwei weiteren Scheiben, auf deren Innenseite jeweils eine hauchdünne Oxidbeschichtung – meist Wolframoxid - aufgedampft wird. Dazwischen befindet sich eine lithiumionenleitfähige, beschichtete Folie.

Auf Fenster-Knopfdruck kann eine elektrische Spannung von bis zu fünf Volt einen notwendigen Ionenaustausch aktivieren und für eine allmähliche Blaufärbung und gedrosselte Lichtdurchlässigkeit der Verglasung sorgen. Die Energieemission wird dabei reduziert.

Ein Dimm-Schalter ermöglicht eine stufenlose Tönung der Glasfront. Sie kann damit auf smarte Weise binnen weniger Minuten dem jeweiligen Lichteinfall individuell angepasst werden. Die Einsatzmöglichkeiten von elektrochromen Gläsern beschränken sich im Moment noch auf geneigte und vertikale Fassaden, vor allem in horizontalen Dachverglasungen.

Aber intelligente Fenster können noch mehr. Weniger dem Aspekt von Temperaturausgleich und Sichtschutz durch Tönung, sondern vielmehr einem umfassenden Sicherheitsaspekt geschuldet, bieten andere Fensterinnovationen dagegen besonderen Schutz vor ungebetenen Gästen.

Vor dem Hintergrund, dass sich rund 70 Prozent aller Hauseinbrüche durch Aushebeln von Fenstern ereignen, werden mittlerweile Sensoren - unauffällig und von außen nicht einsehbar - in Fensterrahmen verbaut.
Sie sind in der Lage, den jeweiligen Zustand eines Fensters selbsttätig zu erkennen – ob geöffnet, geschlossen, gekippt oder durch Glasbruch beschädigt – und die entsprechenden Informationen etwa im Rahmen einer Smart Home-Verbundlösung an den Eigentümer zu übermitteln.


Foto: fotolia© georgejmclittle (#91859696)

Eingebaute Fenstersensoren und damit die Fenster selbst werden somit zum zentralen Bestandteil integrierter Glasüberwachung. Sie gewährleistet, dass geschlossene und gekippte Fenster gesichert werden und 24-Stunden-Statusinformationen über eine Smart Home-App an das Smartphone des Nutzers direkt transportiert werden können. Als sicherheitstechnisches Element zum wirksamen Einbruchschutz können derart smarte Fenster dann in einem nächsten Schritt in ein umfassendes, übergeordnetes Sicherheitssystem integriert werden.

Im vernetzten Smart Home wird dann fast die komplette Technik zum Einbruchschutz via App per Funktechnik von der Ferne aus regel- und kontrollierbar – smarte Fenster inklusive. Ergänzend etwa zu einer Funk-Alarmanlage und Webcam-Überwachung tragen intelligente Fenster zu einem umfassenden Sicherheitskonzept bei.

Wird bei scharfgestellter Anlage ein Fenster etwa gekippt gibt es noch keinen Alarm. Wird es anschließend geöffnet oder beschädigt, löst das sofortigen Alarm aus. Dabei kann jederzeit auf ein zentrales Haus-Display zurückgegriffen und die Alarmanlage je nach Bedarf mittels Funkfernbedienung aktiviert oder deaktiviert werden.

Ein weiteres Anwendungsbeispiel, smarte Fenster sinnvoll zu nutzen sind sogenannte Wendefenster, die sich - in einem charakteristischen Rahmen befestigt - bei geschlossenem Flügel drehen lassen. So werden entsprechende Lichteinfallwinkel erzeugt, die für Sommer wie Winter über entsprechende Energiedurchlassgrade verfügen. Damit kann Wärme optimal aufgehalten, gespeichert und bei Bedarf als Energielieferant weiter genutzt werden.

Die Sommerseite verfügt über einen Energiedurchlassgrad von 0,39 und lässt so nur 40 Prozent der Wärme nach innen – im Gegensatz zur Winterseite mit einem Energiedurchlassgrad von 0,65. Sie verwertet damit 65 Prozent der Sonnenenergie.

Neuartiges, selbstdimmendes Liquid-Glas (LC-Glas) kann verschiedene Transparenz-Grade annehmen. Zwischen zwei Flachglasscheiben des Glasverbunds wird dabei eine Schicht aus Flüssigkristallen in stromleitende Folien eingebracht. Unter Spannung befinden sich die Kristalle in relativer Ordnung zueinander. Bei Stromunterbrechung lösen sich die geordneten Verbundstrukturen in ein strukturloses Nebeneinanderher der Kristalle auf.

Die Folge: Die Glasscheibe verliert an Transparenz und wird stumpf. So können Fensterscheiben mittels Stromzufuhr gedimmt und binnen weniger Sekunden zum Sichtschutz umfunktioniert werden.

Gegenüber EC-Glas benötigt LC-Glas jedoch ständige Stromzufuhr, um die transparente Fensterfunktion zum Durchblick aufrecht zu erhalten. Demgegenüber ist beim EC-Glas nur Energie beim Dimm- und Transparenzprozess selbst notwendig. Ansonsten behält EC-Glas seine volle Transparenz.

Neuartige Alternativen zu EC- und LC-Gläsern sind Verbund-Flachgläser, zwischen denen eine Harzschicht in Sandwich-Technik eingebracht wird. Mit zunehmender Temperatur sorgen integrierte polymere Mikrokapseln für eine Zustandsveränderung der eingelagerten Harzschicht. Sie äußert sich in veränderter Lichtstreuung, wodurch einfallendes Licht gedimmt wird.

Gerade bei anfallenden, umfassenden Renovierungsarbeiten kann es aus energetischen Überlegungen sinnvoll erscheinen, grundlegend über eine Einbindung moderner, smarter Fenster in ein übergeordnetes Smart Home-Konzept nachzudenken. Innovative Fensterglas-Lösungen machen eine Einbindung in ein integriertes, funkferngesteuertes Überwachungs-, Heizungs- und Lüftungssystem möglich und technisch realisierbar.

Dabei können moderne Fenster mit LC- und EC-Glas per Knopfdruck vom Smartphone aus im Winter als Wärmeschutzglas und im Sommer als Sonnenschutz- bzw. Klimaschutzglas fungieren.

Schaltbare Fenster-Beschichtungen regeln den Licht- und Energieeintrag in Gebäuden erheblich und tragen überdies durch eingebaute Sensoren zum Gebäudeschutz wesentlich bei. Smartglas-Konzepte können so maßgeblich ihren Beitrag dazu leisten, für Sonnen- und Blendschutz im Smart Home-Verbund zu sorgen, Wohnen sicherer zu machen und gleichzeitig im Rahmen erhöhter Energie-Effizienz Haus-Betriebskosten reduzieren helfen.