Verglaste Fassaden und Bauelemente sind in der Architektur beliebt, wenn es darum geht, Licht in ein Gebäude zu lassen. So lässt sich Tageslicht besser nutzen und weniger künstliche und Energie verbrauchende Beleuchtung benötigt. Um diesen Vorteil zu maximieren, sollten möglichst ganze Wände der Gebäudehülle aus Glaselementen bestehen. Das setzt allerdings voraus, dass die Elemente über eine wirksame Wärmedämmung verfügen und eine gewisse Last tragen können – eine Kombination, die so auf dem Markt bislang nicht verfügbar war.
Die Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) hat nun mit lichtdurchlässigem Aerogel-Granulat gefüllte Glasbausteine entwickelt, die den Bau von ästhetisch ansprechenden und tragenden Fassadenelementen mit großflächigem Tageslichteintrag ermöglichen. Erreicht haben die Empa-Forschenden die Kombination von Festigkeit, Dämmung und Lichtdurchlässigkeit durch versetzte Abstandshalter zwischen den Glasscheiben innerhalb des Glasbausteins, die die statische Stabilität bei minimalem Wärmedurchgang gewährleisten. Der Aerogel-Glasbaustein eignet sich für Anwendungen, in denen gleichzeitig ein hoher Tageslichteintrag, Blendschutz und Schutz der Privatsphäre gefordert sind. Die Koppelung an das Tageslicht kann sich zudem positiv auf den Tagesrhythmus der Gebäudenutzer auswirken. Das gilt für Büros, Bibliotheken und Museen ebenso wie für Foyers, Treppenhauskerne, Turnhallen, Mehrzweckhallen, Wohnhäuser, Krankenhäuser und Sanatorien, aber auch für Zoos, Ställe und Gewächshäuser.
Silikat-Aerogele sind thermische Hochleistungsdämmstoffe, die im Bausektor zunehmend Verbreitung finden. Am gebräuchlichsten sind undurchsichtige Dämmmatten und -putze. Empa-Forscher Jannis Wernery und seine Kollege*innen aus der Abteilung „Building Energy Materials and Components“ hatten bereits 2017 die Idee, den Dämmstoff direkt in einen Baustein zu integrieren und stellten einen neuartigen, mit Aerogel gefüllten Ziegelstein vor, den sogenannten „Aerobrick“. Dank seiner hervorragenden Wärmedämmung spart er Heizkosten, ohne eine zusätzlich auf das Mauerwerk aufgebrachte Dämmschicht. Da Aerogel auch nahezu transparent sein kann, wurde nun auch ein lichtdurchlässiges, isolierendes Bausystem möglich. Mit einer gemessenen Wärmeleitfähigkeit von 53 mW/(m∙K) und einer Druckfestigkeit von fast 45 MPa besitzt der Aerogel-Glasbaustein den Angaben zufolge die höchste Dämmleistung eines Ziegels, die in der Fachliteratur, geschweige denn auf dem Markt zu finden ist. Auch was die Materialkosten angeht, sollen die innovativen Glasbausteine wettbewerbsfähig sein. Die Forschenden haben den Aerogel-Glasbaustein zum Patent angemeldet und sind auf der Suche nach möglichen Partner in der Industrie.
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