MOTIVE - Modellierung, Optimierung, und technische Integration von Vakuumglas-Elementen

Ausgangssituation/Motivation

In den Bemühungen um Energieeffizienz des Gebäudesektors werden weltweit verschiedene neuartige Technologien im Gebäudehüllenbereich erforscht und erprobt. So gibt es auch innovative Technologien im Bereich von transparenten Bauelementen. In Österreich gibt es Bestrebungen, die Technologieführerschaft im Bereich transparente Gebäudeelemente anzustreben, bzw. bisherige Erkenntnisse und Technologien weiter vorwärts zu bringen.

Inhalte und Zielsetzungen

Das Projekt MOTIVE („Modellierung, Optimierung und technische Integration von Vakuumglas-Elementen") befasste sich mit der Applikation von neuartigen, hoch-wärmedämmenden Gläsern in neuen (bzw. Neubau-) Fenstern und verglasten Bauteilen. In einem bereits abgeschlossenen Projekt (VIG-SYS-RENO) wurde das Potential von Vakuumgläsern für den Einsatz in Sanierungen und Gebäudemodernisierungen untersucht.

Im vorliegenden Forschungsvorhaben standen dem gegenüber die Technologie­entwicklung rund um die neue Entwicklung „Vakuumgläser" für neue Bauprodukte (Fenster, Balkontüren, etc.) im Vordergrund. Da Vakuumgläser sowohl aus Sicht der Hochbaukonstruktion, der Bauphysik, wie auch der Statik ein vom typischen Verhalten von herkömmlichen (Isolier)-Gläsern abweichendes Verhalten zeigen (Gesamtglasdicke, Randverbund, Einbindung, Abstandhalter, Dauerhaftigkeit), erfordert die Implementierung dieser Technologien ein Hinterfragen der bestehenden Praxis der Fenster-/Türen-/Stock-/Wandanschlussdetaillierung und – Ausführung.

Methodische Vorgehensweise

Im Zuge dieses Projektes wurden die Anforderungen an die Neukonzeption solcher Konstruktionen und Anschlussdetails erfasst und dokumentiert:

Dazu wurden zunächst typische Bestandskonstruktionen von hoch-effizienten, zeitgemäßen Verglasungsformen auf Ihre Tauglichkeit für Vakuumgläser evaluiert. Darauf aufbauend wurden eigene Detaillierungsvarianten für Vakuumverglasungen in Holz- und Holz/Alu-Rahmen entwickelt und unter Zuhilfenahme von State-of-the-Art Technologien und Projektbearbeitungsmethoden (normatives Assessment, Einbeziehung von Fachmeinungen, Wärmebrückensimulation und andere) vorevaluiert und weiter optimiert.

Die vielversprechendsten Ansätze aus diesen Bemühungen wurden in eine ausführbare Konstruktion übertragen und ein Mock-Up wurde gebaut. Dieses Mock-Up wurde mittels experimenteller und simulationsgestützter Bewertung und Analyse ausführlich getestet. Hierzu gehörten thermische und statische Versuche, sowie begleitende numerische 2D- und 3D- Wärmebrückensimulation, um auf das Verhalten der Konstruktion in typischen Belastungsszenarien rückschließen zu können.

Erwartete Ergebnisse

Aufbauend auf den ermittelten Prinzipien und Ergebnissen dieser Studie wurden Empfehlungen für die weitere Forschung – und Entwicklung im Bereich „Zeitgemäße Fenster mit Vakuumgläsern" ausgearbeitet und ein Leitfaden für die Konstruktion von Fenstern und Verglasungen mit Vakuumgläsern abgeleitet.

Den Prozess hat eine umfassende Praxis- und Stakeholder-Kommunikation begleitet, um Möglichkeiten für künftige industrielle Umsetzung und Markteinführung von entsprechenden, für Vakuumgläser optimierten Fenster- und Verglasungsprodukten zu schaffen.

Projektleitung

Univ.Prof. DI. Dr. A. Mahdavi, Univ.Ass. DI. Dr. U. Pont, Abteilung Bauphysik und Bauökologie, TU Wien

Projekt- bzw. KooperationspartnerInnen

Holzforschung Österreich

Technische Universität Wien
Abteilung Bauphysik und Bauökologie
Univ.Ass. DI. Dr. U. Pont
Karlsplatz 13/4
A-1040 Wien
E-Mail: ulrich.pont@tuwien.ac.at
Web: www.bpi.tuwien.ac.at