Diese Fenster wissen, ob du im Raum bist

Der Betrieb von Gebäuden verursacht fast dreissig Prozent des weltweiten CO₂-Ausstosses. Forschende der Universität Kassel haben nun intelligente Fenster entwickelt, die für eine angenehme Raumtemperatur im Sommer wie im Winter sorgen und das Tageslicht je nach Bedarf in den Raum lenken. Damit senken sie den CO₂-Ausstoss beim Heizen, Kühlen und Beleuchten von Gebäuden um bis zu dreissig Prozent.

Millionen intelligente Mikrospiegel

Tageslicht gilt als gesünder und hilft, Energie zu sparen, weil kein künstliches Licht angeschaltet werden muss. Doch wahrscheinlich kennt jeder die unangenehmen Auswirkungen von Sonnenlicht, das direkt in einen Raum strahlt. Die Sonne kann blenden und störende Reflexionen auf Computerbildschirmen verursachen. In der Folge werden Jalousien heruntergelassen und künstliches Licht angeschaltet.

Das intelligente Mikrospiegelfeld, das die Forschenden aus Kassel nun entwickelt haben, ist diesen Herausforderungen gewachsen. Millionen von unsichtbaren Mikrospiegeln sind zwischen den Fensterscheiben eingearbeitet, die das einfallende Sonnenlicht je nach Tages- und Jahreszeit sowie Anzahl und Position der Personen im Raum reflektieren.

Die winzigen Spiegel reagieren auf verschiedene Bedingungen. Das System verfügt über Sensoren, die den hellsten Bereich des Himmels erkennen, Temperatur und Helligkeit im Raum messen und feststellen, ob und wo sich Personen im Raum befinden. Ein Mikroprozessor steuert daraufhin automatisch die winzigen Spiegel im Fenster, sodass das Licht auf die optimale Weise einfallen kann.

Und so reagiert das System auf die verschiedenen Jahreszeiten und die Anwesenheit von Personen:

• Es ist Sommer und niemand ist im Raum: Alle Mikrospiegel schalten sich senkrecht und reflektieren so die gesamte Sonneneinstrahlung nach aussen. Der Raum bleibt automatisch kühl, es werden Energie und Kosten für die Klimatisierung gespart.
• Es ist Sommer und Personen befinden sich im Raum: Bewegungssensoren im Raum erkennen die Anzahl und Position der anwesenden Personen. Die oberen Spiegel öffnen sich und reflektieren das Tageslicht an die Decke. Die unteren Spiegel bleiben geschlossen, reflektieren das Sonnenlicht weiterhin nach aussen und sorgen so dafür, dass der Raum kühl bleibt. Der Deckenbereich, der vom Tageslicht angestrahlt wird, kann mit der Person mitwandern, wenn sie sich im Raum bewegt.
• Es ist Winter und niemand befindet sich im Raum: Alle Spiegel öffnen sich und reflektieren das Sonnenlicht auf eine Wand. Die Wand wird als Strahlungsheizung genutzt und hilft, Heizkosten zu sparen.
• Es ist Winter und es sind Personen im Raum: Alle Spiegel leiten die Sonneneinstrahlung auf die Decke um, so dass niemand geblendet wird. Die Decke wird zur Strahlungsheizung, dadurch wird Energie gespart.

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Ein weiterer Vorteil der Technologie: Da sich das Mikrospiegelfeld zwischen den Fensterscheiben befindet, können ihm Wettereinflüsse oder Fensterputzen nichts anhaben.

Intelligente Verglasungen gab es zwar auch schon zuvor, doch laut den Forschenden ist dies die erste Entwicklung, die sowohl im Sommer als auch im Winter für einen optimalen Lichteinfall und angenehme Temperaturen sorgen kann. Die Entwicklung ist noch nicht marktreif, doch die Autoren sehen bereits jetzt verschiedene Anwendungsmöglichkeiten – nicht nur in Gebäuden, sondern auch in Autos, Flugzeugen oder Zügen.