Coole Fenster - Fenster mit Beschattung im Spannungsfeld sommerliche Überwärmung, Tageslicht und winterlicher Wärmeschutz in der Klimakrise

Das Fenster und dazugehörige Komponenten wie Sonnen- oder Blendschutz werden als einheitliches Haustechnikelement hinsichtlich unterschiedlicher jahreszeitlicher Erfordernisse bzw. im Hinblick auf die Klimakrise optimiert. Die Ergebnisse dienen als Grundlage für Neuentwicklungen in der Fenster- und Verschattungstechnik, um sommerlichen wie winterlichen Wärmeschutz bei gleichzeitiger Gewährleistung einer ganzjährigen ausreichenden natürlichen Belichtung sicherzustellen.

Kurzbeschreibung

Status

laufend

Ausgangssituation / Motivation

Die Klimakrise ist allgegenwärtig und nach aktuellem Wissenstand nicht mehr aufzuhalten. Schon jetzt gibt es gerade im dicht verbauten, urbanen Raum eine spürbare Zunahme heißer Tage mit Temperaturen deutlich über 30 °C mit darauffolgenden Tropennächten, in welchen die Temperatur nicht unter 20 °C fällt. Solche physiologisch ungeeigneten klimatischen Verhältnisse haben eine negative Auswirkung auf Gesundheit und Behaglichkeit der Nutzer:innen von Wohngebäuden.

Gleichzeitig ist sogar unter den ungünstigsten klimatischen Zukunftsszenarien in der Winterzeit nach wie vor mit einer ausgeprägten Heizperiode zu rechnen. Im Gegensatz zum winterlichen Wärmeschutz ist der Sommerfall erst im letzten Jahrzehnt vermehrt in den Fokus gerückt. Häufig wird darauf unter hohem Energieeinsatz mit der Verwendung von Kleinklimageräten mit schlechtem Wirkungsgrad reagiert. Zum hohen Ressourceneinsatz kommen hier die Probleme der Abwärme und der Lärmentwicklung hinzu.

Dem gegenüber steht das große Potential des außenliegenden Sonnenschutzes, um sommerliche Überhitzung im Innenraum möglichst zu reduzieren. Bei Untersuchungen von Sonnenschutz und Fenster wurde der Fokus bisher meist entweder auf den Schutz vor sommerlicher Überwärmung oder den winterlichen Wärmeschutz gelegt. Diese einseitige Betrachtung ist jedoch problematisch, da beide Fälle gegenläufige Anforderungen an das Fenster stellen. Zudem wird die Tageslichtverfügbarkeit meist nicht mitberücksichtigt.

Inhalte und Zielsetzungen

Daher sollen in diesem Projekt das Fenster und seine Zusatzkomponenten (Sonnenschutz, etc.) erstmals ganzheitlich als Haustechnik-Einheit verstanden werden, die in Abhängigkeit von den Tages- und Jahreszeiten die jeweiligen Anforderungen optimal erfüllt. Hierzu sollen die Aspekte Sonnenschutz, Tageslichtversorgung, Blendschutz, Steuerung, Lüftung und Energieeinsparung (Heiz- und ggf. Kühlfall) integrativ ganzjährig optimiert werden.

Die breite Basis der Sondierung lässt es zu, im Rahmen derer das Potential von Technologien wie z.B. elektrochromer Gläser zu betrachten, die bisher im Wohnbau keine Rolle gespielt haben. Aus diesem Anspruch lässt sich das übergeordnete Projektziel ableiten, welches auch im Sinne der EPBD ("dynamische Fassade") zu verstehen ist:

Ganzheitliche Optimierung der Komponenten des passiven Haustechnikelementes „Coole Fenster" und deren Zusammenspiel, um im urbanen Wohnbau unter künftigen Klimabedingungen ein physiologisch geeignetes Wohnraumklima möglichst ohne den Einsatz aktiver Kühlung sicherstellen zu können.

Methodische Vorgehensweise

Die Methodik dieser Optimierung besteht in einer umfassenden Parameterstudie mit dazugehöriger Sensitivitätsanalyse. Hierbei kommen manuelle bzw. automatisierte statistikbasierte Optimierungsalgorithmen zum Einsatz, die mit Hilfe zeitgemäßer Werkzeuge der Gebäudesimulation anhand eines Mustergebäudes umgesetzt werden.

Erwartete Ergebnisse

Mit Abschluss des Sondierungsprojektes sollen ganzheitlich taugliche, auf technische und wirtschaftliche Machbarkeit hin vorevaluierte Lösungskonzepte für das Haustechnikelement „Coole Fenster" zur Verfügung stehen.

Diese umfassen Konzepte für ein jahreszeitenabhängig, optimiertes Solar- und Tageslichtmanagement mit dazugehöriger Steuerung bei möglichst reduziertem Energieeinsatz und somit geringen CO2-Emissionen, welche als Basis für weiterführende FEI-Projekte und Entwicklungen dienen können. Zur vereinfachten Verwertbarkeit werden die generierten Daten im Rahmen der Sondierung in Form einer Datenbank gebündelt und aufbereitet.

Gebäude mit Fenster mit Beschattung
Fenster mit Beschattung im Spannungsfeld sommerliche Überwärmung / Tageslicht / winterlicher Wärmeschutz in der Klimakrise (Quelle: Peter Schober, Holzforschung Austria)

Projektbeteiligte

Projektleitung

Dipl.-HTL-Ing. Klaus Peter Schober - Holzforschung Austria

Projekt- bzw. Kooperationspartner:innen

DI Heinz Ferk - TU Graz

Kontaktadresse

Holzforschung Austria
Franz Grill-Gasse 6
A-1030 Wien
Tel.: +43 (1) 798 26 23 12
E-Mail: hfa@holzforschung.at
Web: www.holzforschung.at