Prima Klima: Schaltbares Glas im Klassenzimmer

• Projektbericht: "Joseph-von-Fraunhofer-Gymnasium Cham" mit 125 m² schaltbarem Sonnenschutz ausgestattet

(18.4.2008; fensterbau/frontale-Bericht) Kein blendendes Licht, kein Aufheizen der Räume - 1.300 Schüler können überall unabhängig von Wetter und Sonne ungestört lernen. Dazu kann offensichtlich am Joseph-von-Fraunhofer-Gymnasium in Cham das neu entwickelte Sonnenschutzglas EControl beitragen. Es besteht im Kern aus einer Sandwich-Scheibe mit einer leitfähigen Polymerfolie und nanostrukturierten Beschichtungen. Licht- und Energiedurchlässigkeit lassen sich so durch eine blaue Einfärbung des Glases elektronisch steuern. Das Gymnasium in Cham ist das erste Objekt, an dem das produktionsreife variable Sonnenschutzglas zum Einsatz kommt.

Seit der Gründung im Jahre 1923 wurde das Chamer Gymnasium (Bild) mehrmals erweitert und umgebaut. Im Rahmen der Generalsanierung im Sommer 2007 wurde die Fensterverglasung in den oberen zwei Stockwerken auf der Südseite durch die schaltbare Sonnenschutzverglasung EControl ersetzt. Dort befinden sich unter anderem die Kunst- und IT-Räume.

Gerade für diesen Unterricht sind konstante Lichtverhältnisse bzw. weiches Licht für klare Bildschirmkontraste bei der PC-Nutzung unerlässlich. Bislang erschwerte immer wieder die hohe Sonneneinstrahlung mit grellem Licht das Arbeiten und Lernen.

Konstante Lichtverhältnisse auf Knopfdruck

Mit den neuen Gläsern lassen sich jetzt Licht- und Energiedurchlass ganz nach Bedarf und Wetterlage regulieren: Ein elektronischer Impuls löst auf der nanostrukturierten Beschichtung der Sandwich-Scheibe einen Ionenaustausch aus (elektrochromer Effekt) und das Glas lässt sich in fünf Stufen blau färben. Dafür reicht eine Spannung von wenigen Volt. Diese Reaktion lässt sich auch in die andere Richtung auslösen - und das Fenster ist wieder klar und durchsichtig.

Die leitfähige Polymerfolie verfärbt sich blau, wenn eine elektrische Spannung von drei Volt angelegt wird.

Die Lichttransmission des variablen Sonnenschutzglases liegt zwischen 50 und 15 Prozent. Bei der Regulierung bleiben störende Nebengeräusche aus, denn der Schaltprozess verläuft geräuschlos und fließend über einen Zeitraum von ca. 15 Minuten. So können sich die Schüler jederzeit auf das Lernen konzentrieren.

Steuerung nach Maß

Über ein Steuergerät lassen sich auf Knopfdruck sowohl einzelne Scheiben als auch ganze Fassadenteile mit bis zu 32 Scheiben regulieren. Wird die Elektronik in das Bussystem der Gebäudeleittechnik integriert, ist sogar eine stufenlose Schaltung möglich.

EControl-Glas passt in handelsübliche Rahmen mit Pfosten-Riegel-Konstruktion und ist in Größen von 40 x 40 cm bis 120 x 200 cm erhältlich. Die Fenster im 3. und 4. Obergeschoss des Gymnasiums besitzen bis zu sieben Glaseinheiten mit insgesamt 210 Einzelscheiben unterschiedlicher Größe. "Vor der Produktion der Scheiben erstellten wir ein detailliertes Aufmaß aller Fenster - die charakteristische Außenansicht des mehr als 80 Jahre alten Bauwerks sollte erhalten bleiben", berichtet Dr. Hartmut Wittkopf, Geschäftsführer der EControl Glas GmbH & Co. KG. "Bis zu vier Fenstereinheiten mit je 7 Scheiben werden jetzt über eine zentrale Steuereinheit geschaltet."

Kosten sparen durch intelligenten Sonnenschutz

Durch die mit EControl verglasten Fenster sinken die Kosten für die Klimatisierung und der Einsatz einer Verschattungsanlage erübrigt sich. Zudem fällt der Aufwand für die Wartung geringer aus als bei außenliegenden Sonnenschutzsystemen. Ein weiteres Plus: Im Winter lässt sich das Sonnenlicht zur Erwärmung der Räume nutzen. Je nach Färbung des Glases liegt der solare Energiegewinn (g-Wert) zwischen 36 Prozent und 12 Prozent. Aber auch nach außen gehe kaum Wärme verloren: Der Aufbau des Sonnenschutzglases entspricht dem herkömmlicher Isoliergläser. Mit einem Ug-Wert von 1,1 W/m²K soll es ähnlich effektiv dämmen wie Standard-Wärmeschutzgläser. In Kombination mit einer hochwertigen Wärmeschutzbeschichtung oder Dreifach-Isolierglas seien sogar Werte von 0,5 W/m²K möglich.