Neuer Sonnenschutz entwickelt
Energie sparen mit Fassadenelementen aus Textil

Wenn die Sonne auf ein mehrstöckiges Bürogebäude mit textilen Sonnenschutzelementen scheint, fühlt sich das für manche Mitarbeitende sehr behaglich an, andere fühlen sich trotzdem geblendet. Woran liegt das? Je nachdem aus welcher Richtung das Sonnenlicht auf den Sonnenschutz fällt, ändert sich der Lichtdurchgang, von Fachleuten Transmissionsgrad genannt, in das jeweilige Büro. Das heißt, der gleiche Sonnenschutz hat je nach Position der Fensterseite des Raumes und der Mitarbeitenden eine andere Wirkung. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sprechen hier von Winkelselektivität des Sonnenschutzes: Diese tritt auf, wenn bei gleichem „klassischen“ Einfallswinkel die Transmission definiert variiert, abhängig davon aus welcher Richtung die Einstrahlung erfolgt.

"Wir möchten die optimale Transmission für jede Richtung erreichen"

Bei Textilien ist diese Eigenschaft besonders ausgeprägt: „Textilien haben im Unterschied zu Folien die Eigenschaft, dass ihre Transmissionsgrade bei gleichem klassischen Einfallswinkel per se unterschiedlich sind, je nach Einstrahlungsrichtung. Dies liegt daran, dass Gewebe aus Fadensystemen aufgebaut sind, die in verschiedenen Vorzugsrichtungen verlaufen“, erklärt Projektmitarbeiter Bastian Baesch von den Deutschen Instituten für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF).

 „Mit unseren Untersuchungen streben wir an, dass die Transmission aus unterschiedlichen Richtungen für die Anwendung optimal ist. Wir suchen also Textilstrukturen, mit denen der Lichteinfall in den Raum nach verschiedenen Kriterien optimiert werden kann", so Baesch. Im Forschungsvorhaben EnOB:Textil KFFS (Entwicklung von schaltbaren textilen Fassadenkomponenten mit verbesserten Bewertungsmethoden) haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler dies untersucht.

Aktuelle Bewertungsverfahren sind nicht praxistauglich

Das Problem bei der Entwicklung eines neuen Fassadenelements aus Textil: Wie misst man auf standardisierte und damit vergleichbare Weise die bei einem Sonnenschutz relevanten Größen wie Transmissions-, Reflexions- und Absorptionswerte?

Die aktuellen Normen beziehen sich bisher im Wesentlichen auf senkrechten Lichteinfall, wie er etwa bei Beleuchtung von Dachfenstern direkt von der Sonne vorkommen kann, aber bei vertikalen Fassaden sehr selten ist. Dabei kommt schräg einfallendes Licht bei Fenster- und Fassadensystemen – sowohl von der Sonne wie vom Himmel - wesentlich häufiger vor. Dies kann in der Praxis dazu führen, dass trotz eines nach Norm gemessenen niedrigen Transmissionsgrades, der Sonnenschutz an einer üblichen senkrechten Fassadenfläche mit schrägem Lichteinfall nicht den gewünschten Effekt erzielt. Wenn die Sonnenschutzelemente bereits vorher nach einem normierten, an der Praxis orientierten Verfahren gemessen werden könnten, würde dies die Arbeit von Herstellern sowie Architektinnen und Architekten erleichtern.

Projektergebnisse fließen in Normen ein

Ziel der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler war es zunächst, ein geeignetes Bewertungsverfahren für so genannte „winkelselektive, schaltbare, textile Fassadenelemente“ zu entwickeln. Dazu definierten sie, mit welchen Verfahren und Messgrößen Material und Gewebe der Textilelemente charakterisiert werden sollten. Zudem optimierten sie die Messmethoden und entwickelten Bewertungsmetriken. Somit war es möglich, winkelabhängige Transmissionswerte zu validieren. „Durch unsere Arbeit ist es jetzt möglich, die lichttechnischen Eigenschaften von Sonnenschutztextilien genau zu bestimmen. Außerdem konnten wir Fehlerquellen und Einflussgrößen bei Messungen identifizieren und optimieren“, erklärt Projektleiterin Dr. Helen Rose Wilson vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE). Erkenntnisse aus dem Projekt sind mittlerweile in die relevanten Normen EN14500 und EN14501 eingeflossen.

Neues Textilelement passt sich an Nutzerbedürfnisse an

Die Liste der Anforderungen an textile Fenster- und Fassadenelemente ist lang (Abb.3): Diese sollen ausreichend Tageslicht ins Gebäude lassen, aber auch verhindern, dass die Bewohnerinnen und Bewohner von der Sonne geblendet werden. Außerdem sollen sie dabei unterstützen, das Gebäude bei kalten Temperaturen mit Sonnenenergie zu heizen, aber bei heißen Außentemperaturen dafür sorgen, dass es in den Innenräumen nicht zu warm wird. Möglich wird dies durch die Schaltbarkeit der Elemente: Je nach Solareinfall und -intensität werden Position und Anordnung der textilen Komponenten geändert. „Die Nutzerinnen und Nutzer profitieren davon, da die Schaltbarkeit für mehr Komfort sorgt. Außerdem können sie Energiekosten, zum Beispiel bei Klimaanlagen, einsparen“, so Wilson. Die erforderliche Technologie ist also bereits vorhanden. „Dann fehlte nur noch das passende Textil dazu“, bringt Wilson es auf den Punkt.