Sonnenschutz mit thermotropen Schichten

Transparente Fassadenbereiche sind ein Schwerpunkt moderner, tageslichtorientierter Architektur. Hierfür werden innovative Systeme zur effizienten bedarfsorientierten oder saisonalen Steuerung der natürlichen Licht- und Energieströme gesucht. Die im Winter erwünschte Funktion großer verglaster Fassaden, viel Licht und Wärme ins Gebäude zu bringen, kann im Sommer zum Problem werden. Der Überschuss an Licht und Wärme muss oft durch aufwändige Maßnahmen abgeblockt oder mit hohem Energieaufwand von Klimaanlagen abgeführt werden. Gewünscht ist daher eine wirksame solare Transmission der Fassade, die sich abhängig von der Jahreszeit ändert oder die bedarfsorientiert regelbar ist. Mit aktiv schaltbaren Schichten kann - im Gegensatz zum herkömmlichen Sonnenschutz - der Strahlungsenergie- und Lichtfluss direkt in der Verglasung den klimatischen und nutzungsbedingten Anforderungen dynamisch angepasst werden. Selbsttätig schaltende Verglasungen erfüllen ihre Schutzfunktion ohne aufwändige Steuer- und Regeleinrichtungen. Sogenannte thermotrope oder thermochrome Materialien ändern ihre optischen Eigenschaften beim Überschreiten einer gewissen Schwellentemperatur. Bei den meisten Systemen wird die bei tiefen Temperaturen klare Schicht beim Überschreiten der Schalttemperatur weiß-lichtstreuend und reflektiert die einfallende Strahlung diffus. Abbildung 1 zeigt schematisch das Wirkungsprinzip einer thermotropen Schicht. Wird eine thermotrope Schicht in eine Verglasung integriert, ist es möglich, die Transmission einer Verglasung an die klimatischen Gegebenheiten anzupassen. Liegt ein unerwünscht hohes Angebot an Sonnenstrahlung und Wärme vor, so reduziert sich selbsttätig die Transmission der Verglasung. Thermotrope Schichten lassen sich mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Materialien realisieren. Der nachfolgende Beitrag gibt einen Überblick über die verschiedenen Systeme und Anwendungsbeispiele. Eine Übersicht über schaltbare Verglasungen allgemein mit einigen Beispielen thermotroper Verglasungen gibt (Nitz 2002).