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Dec 28, 2023

Das umschaltbare Fenstermaterial bleibt klar und blockiert gleichzeitig die Sonnenhitze

Wenn Sonnenlicht durch die Fenster eines Gebäudes fällt, kann es zu Innentemperaturen kommen

Wenn Sonnenlicht durch die Fenster eines Gebäudes fällt, kann es zu einem Anstieg der Innentemperaturen kommen, der so weit geht, dass die stromhungrige Klimaanlage des Gebäudes eingesetzt werden muss. Ein neues schaltbares Fenstermaterial blockiert jedoch die einströmende Wärme und bleibt dabei weitgehend transparent.

Erstens gibt es bereits Fenster mit elektrochromem Glas, das bei Bedarf elektronisch getönt wird. Je dunkler das Glas jedoch wird, desto schwieriger wird es, durchzusehen. Darüber hinaus blockieren solche Fenster zwar teilweise das sichtbare Spektrum des Sonnenlichts, aber nicht unbedingt das Infrarotspektrum, das die Wärme erzeugt.

Hier kommt das neue Material ins Spiel.

Es wurde von Wissenschaftlern der Nanyang Technological University in Singapur und der Hebräischen Universität Jerusalem in Israel entwickelt und besteht aus einer kostengünstigen Mischung aus Titandioxid, Wolframtrioxid, Neodym-Niob und Zinnoxid. Diese wird als Beschichtung auf gewöhnliches Fensterglas aufgetragen und an einen Stromkreis angeschlossen.

Wenn die zusätzliche Wärme des Sonnenlichts benötigt wird, beispielsweise in den Wintermonaten, bleibt das Material ausgeschaltet. Dadurch kann die gesamte Infrarotstrahlung des Sonnenlichts durchgelassen werden. In den wärmeren Monaten hingegen wird der Strom eingeschaltet – Simulationen zufolge blockiert das Material dann bis zu 70 Prozent der einfallenden Infrarotstrahlung, lässt aber dennoch bis zu 90 Prozent des sichtbaren Lichts der Sonne durch.

Während bestehende elektrochrome Fenster Berichten zufolge nach drei bis fünf Jahren Gebrauch ihre Funktionalität verlieren, haben Tests mit wiederholten Ein-/Aus-Zyklen gezeigt, dass das neue Material deutlich länger halten dürfte.

Darüber hinaus könnten Fenster mit dieser Technologie auch mit einer elektronisch schaltbaren Folie beschichtet werden, die vom selben Team entwickelt wurde und Kohlenstoff-Nanopartikel verwendet, um die Umgebungswärme von der Außenumgebung entweder zu leiten oder den Durchgang zu blockieren.

„Mit der Möglichkeit, sowohl die von der Sonne abgestrahlte Infrarotwärme als auch die durch das Fenster geleitete Wärme zu steuern, gehen wir davon aus, dass diese Technologie in gemäßigten Klimazonen besonders nützlich sein wird, da Gebäudenutzer damit den Wärmeverlust oder -gewinn je nach Bedarf regulieren können.“ die wechselnden Jahreszeiten zu erleben und trotzdem viel von der Aussicht zu genießen“, sagt Dr. Ronn Goei von Nanyang, Erstautor eines Artikels über die Forschung.

Dieses Papier wurde kürzlich in der Zeitschrift ACS Omega veröffentlicht.

Quelle: Nanyang Technological University