Hohe Wärmedämmleistung und viel Tageslicht: Diese gegensätzlichen Anforderungen werden durch versetzte Abstandshalter zwischen den Glasscheiben innerhalb des Glasbausteins erfüllt, (Bild: EMPA)

Glasbaustein – mit lichtdurchlässigem Aerogel

Glasbausteine, die mit lichtdurchlässigem Aerogel gefüllt sind, bieten als tragendes Fassadenelement für Aussenwände eine hohe Wärmedämmung. Ästhetische, grossflächige Oberflächen können so dazu beitragen, den Bedarf an künstlicher Beleuchtung zu verringern.

Verglaste Bauelemente sind eine etablierte Technik, um Licht in verschattete Bereiche eines Gebäudes zu leiten, ohne eine transparente Verbindung wie durch Fenster oder Spiegel zu schaffen.

Insbesondere ermöglichen verglaste Elemente eine gute Nutzung des umweltfreundlichen Tageslichts und reduzieren den Bedarf an künstlicher Beleuchtung. Um diesen Vorteil zu maximieren, sollten sie jedoch vorzugsweise ganze Wände ausfüllen. Dies wiederum setzt voraus, dass sie über eine wirksame Wärmedämmung verfügen und zumindest ihre eigene Last tragen können - eine Kombination, die auf dem Markt nicht erhältlich ist.

Die Erfindung

Mit lichtdurchlässigem Silikat-Aerogel gefüllte Glasbausteine bieten ein neues tragendes Fassadenelement für Aussenwände mit hoher Wärmedämmleistung. Ästhetische und dauerhafte Oberflächen für grossflächigen Tageslichteintrag können geschaffen werden. Diese gegensätzlichen Anforderungen werden durch versetzte Abstandshalter zwischen den Glasscheiben innerhalb des Glasbausteins erfüllt, welche die statische Stabilität bei minimalem Wärmedurchgang gewährleisten.

Der Glasbaustein hat eine gemessene Wärmeleitfähigkeit von 53 mW/(m∙K) und eine Druckfestigkeit von fast 45 MPa. Dies ist die höchste Dämmleistung eines lichtdurchlässigen Ziegels, die in der Literatur, geschweige denn auf dem Markt zu finden ist.

Vorteile

Silikat-Aerogel-Granulat als Dämmstoff bietet eine einzigartige Kombination aus Wasserdampfdurchlässigkeit, hoher Wasserabweisung, sehr niedriger Wärmeleitfähigkeit und hervorragenden optischen Eigenschaften. Ihr Einsatz in Glasbausteinen eröffnet neue architektonische Gestaltungsmöglichkeiten sowohl bei der Renovierung von Gebäuden als auch bei Neubauten mit verglasten Flächen.

Anwendungen

Glasbausteine sind geeignet für:

Räume, die keine Sichtverbindung nach aussen haben sollen (aus Gründen der Privatsphäre, der Sicherheit, der Vermeidung von Störungen usw.), aber dennoch diffuses Tageslicht ins Innere lassen sollen. Beispiele sind Bibliotheken, Galerien, Museen, Foyers, Büros, Treppenhauskerne, Turnhallen, Mehrzweckhallen, Wohnhäuser, Kunstwerkstätten
Räume, in denen Tageslicht für einen gesunden zirkadianen Rhythmus notwendig ist, wie Gebäude für Menschen (Wohnheime, Krankenhäuser, Sanatorien), Tiere (Zoos, Ställe und Tierzuchten) oder Pflanzen (Gewächshäuser)
Orte, an denen ein Maximum an Tageslicht eingebracht und Platz gespart werden soll, z. B. in dicht bebauten Stadtquartieren (mit Hochhäusern und vielen Stadtwohnungen)
Architektonische Elemente zur Gewinnung von Wärme aus Sonnenlicht durch Infrarotstrahlung (Trombe-Wände in der Solararchitektur, Innenhöfe, Atrien)

Die Erfindung wurde von der EMPA (Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt, Überlandstrasse 129, CH-8600 Dübendorf) zum Patent angemeldet.

EMPA-Isolierglasbaustein in Kürze

Lichtdurchlässigkeit: durch Kombination von Aerogel und Glas
Tragendes Bauteil: Hohe Druckfestigkeit (45 MPa)
Hohe Dämmeigenschaft: Niedrige Wärmeleitfähigkeit (53 mW/(m∙K))