Wenn es darum geht, Gebäude energieeffizient zu machen, sind Fenster sicherlich eine Herausforderung. Vor diesem Hintergrund hat ein britischer Wissenschaftler einen neuen Fenstertyp geschaffen − einen, der mit Wasser gefüllt ist.

Das Problem mit den Fenstern

Bei herkömmlichen Fenstern gibt es zwei Hauptprobleme. Zum einen lassen die meisten von ihnen bei kaltem Wetter Wärme entweichen, wodurch die Heizung des Gebäudes natürlich häufiger laufen muss. Zum anderen lassen sie bei heißem Wetter Sonnenlicht herein und erzeugen Wärme, durch die die Klimaanlage eingeschaltet wird.

Dr. Matyas Gutai, Dozent für Architektur an der Loughborough University, glaubt, dass seine Fenster mit „wassergefülltem Glas“ (WFG) diese Schwachstelle beseitigen könnten.

Die Idee hinter den wassergefüllten Fenstern

Jedes Fenster enthält eine vertikale Wasserplatte, die zwischen zwei Glasscheiben versiegelt ist. Wenn Sonnenlicht durch das Glas fällt, erwärmt es das Wasser und verhindert so, dass der Raum selbst so heiß wird, wie es sonst der Fall wäre.

Sobald es eine ausreichend hohe Temperatur erreicht hat, wird das sonnengewärmte Wasser aus dem Fenster gepumpt und durch Rohre in der Wand zu einem Lagertank an einer anderen Stelle im Gebäude geleitet. Gleichzeitig wird kühleres Wasser in das WFG gepumpt, um das abgepumpte Wasser zu ersetzen.

Wenn die Außentemperatur später sinkt, wird das gespeicherte warme Wasser aus dem Tank zurück in die Rohre gepumpt. Dies wiederum erwärmt den Raum, indem Wärme durch die Wände abgestrahlt wird. Alternativ kann dieses warme Wasser auch in den Wasserhähnen des Gebäudes verwendet werden, wodurch die Notwendigkeit verringert wird, den Warmwasserbereiter zu betreiben.

Geringerer Energieverbrauch

Obwohl etwas Strom benötigt wird, um das Wasser hin und her zu pumpen, behauptet Gutai, dass sein Setup immer noch wesentlich weniger Energie verbraucht als die Heizsysteme und Klimaanlagen, die erforderlich wären, um angenehme Raumtemperaturen aufrechtzuerhalten.

Basierend auf Computersimulationen wird geschätzt, dass ein mit WFG ausgestattetes Gebäude (das eine Wärmepumpe innerhalb des Systems verwendet) bis zu 72 Prozent weniger Energie verbrauchen würde als ein ähnliches Gebäude, das mit Doppelglasfenstern und herkömmlichen Heizsystemen ausgestattet ist. Bei einem Gebäude mit Dreifachglasfenstern sinkt diese Zahl auf immer noch beeindruckende 61 Prozent.

Gutai sagt uns, dass in Gegenden mit Temperaturen unter Null im Winter das Wasser vor dem Gefrieren geschützt werden könnte, indem eine zusätzliche Glasscheibe mit einer darin versiegelten Isolierschicht aus Argongas hinzugefügt wird (Argon ist der dritthäufigste Bestandteil der Erdatmosphäre, nach Stickstoff und Sauerstoff). Er fügt hinzu, dass Sonnenlicht und Wärme aus dem Raum auch dazu beitragen sollten, dass das Wasser nicht gefriert. Wenn alles andere fehlschlägt, könnte ein automatisiertes System das gesamte Wasser aus dem Fenster pumpen, wenn die Temperaturen zu niedrig werden.

Weitere Vorteile

Da das versiegelte System keinen Sauerstoff und keine Mikroorganismen eindringen lässt, sollten Algen nicht auf dem Glas wachsen. Als zusätzlichen Vorteil benötigt WFG im Gegensatz zu anderen Systemen zur Reduzierung der Sonnenwärme weder Außenjalousien wie Lamellen, noch müssen die Fenster getönt werden. Darüber hinaus ist das wassergefüllte Glas Berichten zufolge sehr gut in der Lage, Geräusche zu blockieren.
 
Glas gilt derzeit als Schwachstelle in Gebäuden, da es den Energieverbrauch, den thermischen Komfort, die Akustik und andere Aspekte beeinträchtigt. „WFG ändert dieses Paradigma und macht Glas zu einer Chance für nachhaltiges Bauen. Es zeigt uns, dass ein ganzheitliches Denken über Gebäude und Bauteile zu einer effizienteren und nachhaltigeren Umwelt führt,“ so Gutai.
 
Ein Artikel über seine neueste Studie, die in Zusammenarbeit mit Dr. Abolfazl Kheybari von der Universität Kaiserslautern durchgeführt wurde, wurde im Energy and Buildings Journal veröffentlicht.

Loughborough University / newatlas.com