Phase-Change-Materials (PCMs) werden inzwischen in fertige Bauprodukte wie Porenbetonsteine, Faserplatten oder Putze eingebracht. Eine besondere Anwendung ist die Integration der Latentwärmespeicher in Glasfassaden, insbesondere, wenn dabei die Transluzenz der Fassade erhalten bleibt.
Die Firma GlassX AG entwickelt und vertreibt Gläser, bei denen PCMs im Scheibenzwischenraum zum Einsatz kommen. Bei GlassXcrystal handelt es sich um ein gläsernes, dreischichtiges Fassadenelement, das speichert, wärmt und kühlt.
Zentrales Element von GlassXcrystal ist ein Wärmespeichermodul, das die solare Energie aufnimmt, speichert und zeitverzögert als angenehme Strahlungswärme wieder abgibt. Als Speichermaterial wird PCM in Form eines Salzhydrates verwendet. Entsprechend eines definierten Schmelzpunktes von 26° schmilzt bzw. gefriert das Salzhydrat und gibt dann die gespeicherte Wärme zeitverzögert an den Innenraum ab. Je nach Aggregatzustand verändert es dabei seine Durchsichtigkeit.
Das PCM aus Salzhydrat besitzt die zehnfache Speicherkapazität von Beton und ist daher nicht nur ästhetisch, sondern auch physikalisch ein überaus interessantes Baumaterial sowohl für Neubauten als auch für Altbausanierungen. Als Überhitzungsschutz werden prismatisch ausgeformte Plexiglasplatten eingesetzt, welche die steil stehende Sommersonne reflektieren und die flach stehende Wintersonne transmittieren.
Die passivsolaren Glaselemente der GlassX AG gehen auf ein im Jahr 2000 fertig gestelltes Haus in Ebnat-Kappel (Schweiz) zurück. Nach Fertigstellung wurde das Gebäude durch die EMPA Messtechnik über 12 Monate hinweg ausgewertet. Die Ergebnisse bestätigen die positiven Eigenschaften des Latentspeichers in der praktischen Anwendung. Das bei diesem Forschungsprojekt eingesetzte Speichermaterial Parafin ist jedoch durch das nicht brennbare und transluzente Salzhydrat ersetzt worden.
Die GlassX-Elemente an den Alterswohnungen in Domat/Ems sind die Nullserie der Serienproduktion. Mit den Berechnungsmethoden des schweizerischen Minergie-P-Standard (Passivhausstandard) können einzelne Bauteile verglichen werden. Für diese Berechnungen wurden die 148 m² GlassX-Elemente an dem Gebäude hypothetisch durch opake Wände mit U-Werten von 0,3 bis 0,1 W/m²K ersetzt. Bei einem U-Wert von 0,1 für die Wand hat sich durch den Einsatz der GlassX-Elemente die Energiekennzahl fast halbiert, von 27 kWh auf 14,5 kWh. Mit einer anderen Strategie wäre diese Einsparung ebenfalls möglich gewesen: An dem Gebäude wäre dann auf den nicht verglasten Flächen eine doppelt so dicke Dämmung mit 40 cm anstatt 20 cm jedoch unwirtschaftlicher gewesen.
Diese Berechnungen zeigen unter anderem, dass die GlassX-Elemente mit einem U-Wert von 0,47 W/m²K in der Südfassade nicht nur ganzjährig den Wohnkomfort steigern und für ein stabiles Raumklima sorgen, sondern durch die bereits in der Fassade gespeicherten solaren Gewinne, enorm effizient sind.
In Berlin Mitte wird derzeit ein Wohn- und Bürohaus N7 fertig gestellt. Die Architekten C. Fischer haben sich nach eingehenden Simulationen und Wirtschaftlichkeitsberechnungen für eine Ganzglas-Fassade mit GlassXprism entschieden; Die im SZR integrierten Prismen vermeiden durch Totalreflektion der sommerlichen Solarstrahlung, die Überhitzung der Wohn- und Arbeiträume. Im Winter wird durch die Prismengeometrie die Solarstrahlung transmittiert, wodurch solare Wärmegewinne realisiert werden. Das Ergebnis: Von blendfreiem Tageslicht erhellte Wohn- und Arbeitsräume mit einem stabilen Raumklima und somit geringen Kühl- und Wärmelasten.|