Elektrochrome Fenstergläser - Verschattung auf Knopfdruck

Elektrochrome Fensterscheiben sind eine der verschiedenen Innovationen, welche momentan für Fenstergläser entwickelt werden. Bei diesen Gläsern kann mit elektrischer Spannung die Lichtdurchlässigkeit der Gläser gesteuert werden. Der Vorteil dieser Lösung gegenüber den Rollläden ist, dass sich das Glas blau verfärbt und aber durchsichtig bleibt.

1. Wie funktionieren diese Fenster?

In der folgenden Grafik ist der Aufbau eines elektrochromen Verbundglases dargestellt.
Das elektrochrome Verbundglas besteht aus zwei 4mm dicken Verbundgläsern welche mit transparenten, leitfähigen Oxiden beschichtet (z.B. fluor dotiertes Zinnoxid) sind. Das eine Glas ist zudem mit einer Wolframoxidschicht belegt und die andere Scheibe mit einer so genannten Gegenelektrode. Zwischen diesen beiden Gläsern befindet sich eine Lithium-ionenleitfähigen Polymerfolie. Die beiden Elektroden sind am Schaltkreis angeschlossen und können über elektrische Impulse aktiviert werden.

Werden die Elektroden mit elektrischem Strom aktiviert, so wandern die Lithium-Ionen gegen die Wolframoxidschicht und Verdunkeln das Glas. Damit kann weniger Licht und weniger Energie durch das Glas passieren. Der gesamte Verdunkelungsvorgang nimmt ca. 12 Minuten in Anspruch.
Da in Mitteleuropa der winterliche Wärmeschutz nicht vernachlässigt werden kann, muss zusätzlich noch ein Wärmeschutzglas hinter dieses elektrochrome Element gebaut werden, so dass der gesamte Fensteraufbau die folgende Form annimmt.

Wie bei „normalen“ Wärmeschutzfenstern ist der Scheibenzwischenraum mit einem Gas gefüllt, damit eine optimale Wärmedämmung erreicht werden kann.

2. Bauphysikalische Werte elektrochromer Fenster

Die bauphysikalischen Werte dieser Fenster sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst.

2-fach Verglasung 3-fach Verglasung
U-Wert 1.1 W/m2K 0.5 W/m2K
g-Wert (hell) 36% 31%
g-Wert (dunkel) 12% 10%
Lichttransmission (hell) 50% 45%
Lichttransmission (dunkel) 15% 14%

Diese Werte zeigen deutlich, dass im abgedunkelten Zustand deutlich weniger Licht und Energie durch das Glas kommt.

3. Vergleich der Energietransmission mit normalen Gläsern

Vergleicht man die Energietransmission elektrochromer Fenster mit normalen Fenstern, so resultieren die in der folgenden Grafik dargestellten Werte (violett: elektrochrome Fenster; blau: normale Fenster).

Der Energiefluss elektrochromer Fenster ist im Winter vergleichbar mit den Werten für normale Fenster. Im Sommer ist die Energietransmission aber deutlich geringer wegen der eingebauten Möglich-keit der Verschattung und des geringeren g-Wertes. Damit leisten diese Fenster einen guten Beitrag für den sommerlichen Wärmeschutz und für eine Reduktion des Energieverbrauches, weil wegen des geringeren sommerlichen Wärmeeintrages deutlich weniger gelüftet werden muss.



4. Behaglichkeit


Das oben dargestellte Beispiel zeigt, wie diese elektrochromen Gläser am Bau wirken. Die blaue Farbe ist typisch für elektrochrome Fenster, wobei der Verschattungseffekt deutlich wird. Diese Fenster sind gut für eine Verschattung indirekter Sonneneinstrahlung. Weniger geeignet sind diese Fenster für direkte Sonneneinstrahlung. Verglichen werden können diese Effekte mit der Sonnenbrille, welche ebenfalls nur wenig Schutz für direkte Sonneneinstrah-lung bietet. Aus diesem Grund kann bei den elektrochromen Fenstern trotzdem nicht auf den konventionellen Sonnenschutz zum Beispiel mit Rollläden verzichtet werden, was natürlich deutliche Effekte auf die Wirtschaftlichkeit elektrochromer Fenster hat.




12. April 2009; Albert Müller

Verwendete Quellen:
NZZ: 25. Februar 2009 „Licht und Schatten auf Knopfdruck“
Webpage der Firma EControl-Glas & Co. KG (www.econtrol-glas.de)
Produktkatalog Pilkington „EControl-Glas“