Glas-Hybrid-Elemente mit transluzenten Zwischenschichten zur Verbesserung der Energieeffizienz von Gebäudehüllen

Ziel des Projektes war die Schaffung von Grundlagen für die Entwicklung von transluzenten, wärmedämmenden Fassadenelementen. Diese Elemente sollen primär nicht die transparenten Fenster- und Fassadenbauteile ersetzen, sondern als neuartiger Raumabschluss die Nutzung des Tageslichts verbessern und so den Komfort eines Gebäudes erhöhen. Für die Verwendung als zukunftsfähiges Bauelement müssen diese Bauteile einen hohen Wärmedurchgangswiderstand aufweisen. Zum Erreichen dieses Zieles wurden geeignete Materialien auf ihre Eignung untersucht. Das Grundprinzip der Glas-Hybrid-Elemente besteht in der Anordnung geeigneter Füllkörper und -materialien zwischen zwei Deckschichten aus Floatglas. Zur Entkopplung der Füllkörper von den Deckschichten wurde im Aufbau beidseitig eine Schaumstofflage eingefügt. Die Einzelteile dieser Konstruktion werden verklebt. Die Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit erfolgte an unterschiedlichen Varianten in einem speziell dafür entwickelten Versuchsstand. Variiert wurden der Luftdruck in den Röhren, die Röhrengeometrie sowie die Füllung der Röhreninnen- und -zwischenräume. Die Ergebnisse dieser Versuche dienten zur Validierung der parallel durchgeführten numerischen Simulationen. Die aus den Versuchen gewonnenen Ergebnisse wurden zur Anpassung und Verifizierung der für die Simulation benötigten Materialdatenbank verwendet. Zur Präzisierung der Simulation wurden auch die Effekte der Konvektion und der Wärmestrahlung berücksichtigt. Auf diese Weise konnte die Abweichung der berechneten Werte von den Ergebnissen der Versuche deutlich verringert werden. Grundsätzlich ist es gelungen, einen der Zielstellung des Projekts entsprechenden Typus eines Sandwichelements zu entwerfen. Im Verlauf der Bearbeitung des Projektes wurde deutlich, welches Potenzial ein Elementaufbau besitzt, bei dem der Zwischenraum der beiden Decklagen evakuiert wird. Für diesen Lösungsweg ist die Schaffung eines gasdichten Randverbundes notwendig. In Zusammenarbeit mit dem Günter-Köhler-Institut für Fügetechnik und Werkstoffprüfung GmbH entstand eine neuartige Variante eines solchen Randverbundes.