LEICHT – Entwicklung einer Kombination aus ETFE Folienfassaden und elektrochromen Folien zur Steuerung von Verschattung und Wärmeeintrag in Gebäude
Projektleiter: Dr. Gulnara Konkin
Projektnummer: KK5087805WO1
Laufzeit: 01.09.2022 – 31.08.2024
Aufgabenstellung
Ziel des Projekts war die Entwicklung einer neuartigen Kombination aus ETFE-Fassadenfolien und elektrochromen (EC) Folien, um die Steuerung von Verschattung und Wärmeeintrag in Gebäuden zu optimieren. Bestehende Verschattungssysteme erfordern häufig aufwändige mechanische Konstruktionen, um die Sonneneinstrahlung gezielt zu regulieren. Diese Systeme sind oft durch feste bauliche Rahmenbedingungen eingeschränkt und nur linear oder achsparallel verfahrbar. Eine vielversprechende Alternative stellt der Einsatz elektrochromer Folien dar. Im Gegensatz zu elektrochromem Glas, das nicht in gekrümmter Form gefertigt werden kann, ermöglichen EC-Folien leichte und flexible Verschattungslösungen, die sich an unterschiedlichste Fassadenformen anpassen lassen. Dadurch entstehen neue gestalterische Möglichkeiten, beispielsweise in Form kissenförmiger Verschattungselemente, die sowohl funktionale als auch ästhetische Vorteile bieten. Im Rahmen des Projekts sollten jedoch nicht nur elektrochrome ETFE-Folienfassaden und deren Herstellungsprozess entwickelt werden. Die Firma LEICHT verfolgte darüber hinaus das Ziel, ein geeignetes Verfahren bzw. Software-Tool für die Planung und Auslegung solcher Fassaden zu entwickeln. Dabei musste auch eine mechanische Randfassung für EC-Folie und Folienkissen konzipiert werden, die einen einfachen Austausch der EC-Folien bei Bedarf ermöglicht.
Ergebnisse
Die Elektrochromie wurde in diesem Projekt mithilfe organischer Verbindungen realisiert. Für die elektrochrome Beschichtung kamen organische Verbindungen zum Einsatz, die durch elektrische Spannung eine Farbänderung ermöglichen. Die organischen EC-Farbgeber bieten durch die Zugabe bzw. Mischung unterschiedlicher Polymere eine gewisse Variabilität, sodass Farbnuancen nach den Wünschen von Architekten oder Bauherren angepasst werden können. Die resultierenden Farben lassen sich in einem normierten Farbraum, wie beispielsweise CIELab, charakterisieren.
Im Rahmen des Projekts wurden verschiedene Optionen und Additive erforscht, die Oberflächenstörungen weitestgehend verhindern sollen, um eine effiziente Herstellung der Nano- bis Mikroschichten elektrochromer Polymere auf flexiblen Substratflächen in hoher Qualität zu ermöglichen. Dies wurde durch das kontinuierliche „RzR“-Beschichtungsverfahren realisiert. Zudem konnte die Rezeptur der Beschichtungslösungen durch die Zugabe von Netz- und Verlaufsmitteln sowie weiterer oberflächenaktiver Additive optimiert werden. Diese Additive, die meist nur in geringen Mengen eingesetzt wurden, trugen wesentlich zur Verbesserung der Qualität, Haftung und Gebrauchseigenschaften der Beschichtung bei. Im Einklang mit den Projektzielen wurden zwei Demonstratoren gefertigt: ein DIN-A4-großer Demonstrator, der auf dem Innovationstag in Berlin vorgestellt wurde, sowie ein größerer Demonstrator (500 x 600 mm), der aus drei EC-Folien besteht und für weitere Tests an einen Projektpartner übergeben wurde.
Anwendung
Ein Marktbedarf wird für leichte und flexible Verschattungen von Fassaden aus Membranen bzw. Folien gesehen.
