Licht trotz Schatten - Mikrospiegel vereinen Gegensätze

(26.7.2006) Wenn die Sonne in die Büros lacht, dann ist das nicht immer vorteilhaft. Die Räume heizen sich auf, Tageslicht blendet bei der Arbeit. Oft die Konsequenz: Mitarbeiter lassen die Rollos runter und schalten ihre Lampen an. Aber Glühbirnen benötigen zumindest tagsüber unnötig Strom - jedenfalls nach Meinung der Firma Von Waitzische Beteiligungen. Gemeinsam mit der Universität Kassel und mit finanzieller Unterstützung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) in Höhe von rund 350.000 Euro entwickelt das Unternehmen "aktive Fenster". Winzige Spiegel zwischen der ansonsten konventionellen Doppelverglasung sollen Tageslicht gezielt in den Raum lenken, etwa an die Decke, aber ansonsten für Schatten im Büro sorgen.

Die Mikrospiegel-Technik entsteht im Labor: Ein Mitarbeiter des Instituts für Nanostrukturtechnologie und Analytik (INA) der Uni Kassel bestückt eine Plasmabeschichtungsanlage. Die Anlage ist eine Plasma-Depositionsanlage (PECVD), die für die Mikrospiegelherstellung eine wesentliche Rolle spielt. Sie befindet sich in einem Reinraum, daher der Anzug und die Haube.

Es werde Licht, aber nicht zu warm: Die Kombination beider Effekte ist neu. "In den Räumen bleibt es taghell, aber ohne direkte Sonneneinstrahlung", weiß DBU-Referent Dr. Jörg Lefèvre. Die Technik helfe, bis zu 20 Prozent des elektrischen Lichtes zu sparen, Klimaanlagen zu entlasten und so die Umwelt zu schonen.

"Jalousien werden überflüssig. Die Mikrospiegel können Schatten erzeugen. Außerdem ist die Arbeitsatmosphäre im Tageslicht behaglicher", nennt Lefèvre weitere Vorteile. Die "aktiven Fenster" sollen einfach und kostengünstig im Aufbau sein, wartungsarm, langlebig und könnten sowohl im Privathäusern als auch in Geschäftsgebäuden nachgerüstet werden. Die Firma plant, die Miniatur-Spiegel elektrisch anzusteuern, so dass die Technik je nach Beleuchtungssituation regelbar ist. Ein Sensor soll das Tageslicht außerhalb der Fenster registrieren und analysieren, um dann die Spiegel gruppenweise neu auszurichten. "Der Lichteinfall wird dann zielgenau ins Innere gelenkt, wie der Strahl einer Taschenlampe, den wir auf einen Spiegel richten", erläutert Lefèvre.

Das Prinzip an sich ist nicht neu: Sogenannte "Mikrospiegelarrays" werden auch in Beamern oder einigen Scannern verwendet. Bislang fand die Technik allerdings nur kleinflächig Anwendung und war teuer. Innovativ ist die Größe, die günstigere Materialzusammensetzung und der einfachere und somit preiswerte Herstellungsprozess. "Die Module selbst werden in mehreren Beschichtungs-, Druck- und Ätzschritten hergestellt", erläutert Prof. Dr. Hartmut Hillmer vom Institut für Nanostrukturtechnologie und Analytik (INA) der Uni Kassel. Die aus dem Verfahren resultierenden geringeren Prozesskosten würden erst eine Anwendung in der Größe erlauben. "Dennoch bleiben die Maße der Spiegel für uns eine Herausforderung", so Hillmer. Deshalb entwickelten Institutsmitarbeiter im ersten Schritt ein Modell aus sechs mal sechs Zentimeter großen Modulen.