Glas wird smart und intelligent

Fakt ist, dass das Thema Smart Glass gerade in der Gebäudearchitektur aktuell noch sehr stiefmütterlich behandelt wird, obwohl bereits heute technisch vieles möglich wäre. Verschiedene Varianten von Smart Glass kennt man beispielsweise vom Smartphone. In einem Beitrag der Huffington Post aus dem Jahre 2014 prognostiziert der Autor, dass dank der Glastechnologie bei Smartphones und Tablets schon bald die Möglichkeit bestehen könnte, diese komplett transparent herzustellen. Auf intelligentes Glas trifft man heute bereits in vielen Autos. Hier werden beispielsweise interaktiv Informationen von Messsensoren und den ins Fahrzeug integrierten Kameras auf die Front- oder Seitenscheiben gebracht. Die Vernetzung mit den Smartphones und Tablets der Insassen ist selbstverständlich möglich. Auch die Lichtdurchlässigkeit des Fahrzeugglases lässt sich unter Einfluss von Sonnenlicht (photochromes Glas), Hitze (thermochromes Glas) oder elektrischer Spannung (elektrochromes Glas) verändern.

Intelligentes Glas im Gebäude
Natürlich ist dies alles auch im Gebäudesektor denkbar. Doch in Bezug auf intelligentes Glas im Gebäude ist heute zum Beispiel oft nur die Möglichkeit gemeint, bei Trennwänden zwischen Transparenz und Transluzenz, also Blickdichtigkeit, umswitchen zu können. Vor allem in der Büroarchitektur, wo hauptsächlich in teuren Metropolen auf relativ kleinen Flächen durch mobile Trennwände immer wieder neue Räume entstehen können, werden Gläser mit diesen Eigenschaften zunehmend zu wichtigen Gestaltungsmitteln. Per Wandschalter oder Fernbedienung können die Nutzer zwischen durchsichtig oder nicht durchsichtig wählen. Dieser Effekt lässt sich beliebig oft wiederholen, denn bei den Gläsern sorgen Flüssigkristalle in einer leitenden Schicht für diesen Effekt. Sobald elektrische Spannung erzeugt wird, wechselt das Glas von opak zu transparent. Je nach Wunsch sind so auf Knopfdruck ungestörte oder offene Konferenzsituationen, Kundengespräche oder Arbeitsgruppensitzungen möglich. Nach dem Ausschalten der Stromversorgung ordnen sich die Kristalle neu und das Glas erhält wieder seine opake Glasfläche.

Flächiges Glas wird zum Leuchtmittel
Ein anderes Thema, ebenfalls aus diesem Bereich, ist die Beleuchtung. Denn eine gute und effiziente Beleuchtung erleichtert unseren Alltag. Dies gilt nicht nur für Flure und Treppenhäuser, sondern für den Objektbau als Ganzes. Mit OLED (organische Licht emittierende Dioden) findet zunehmend eine neue Lichttechnik Einzug ins Gebäude. OLEDs geben im Gegensatz zu herkömmlichen LEDs und allen anderen Lichtquellen ihr Licht über die gesamte Fläche ab. Sie sind somit die ersten echten Flächenlichtquellen, was völlig neue Gestaltungsmöglichkeiten erlaubt. Ihr Licht ist in etwa mit dem des Himmels vergleichbar, während jenes herkömmlicher Lichtquellen eher dem Sonnenlicht gleicht. OLEDs sind sehr dünn und haben meist eine «Dicke» zwischen nur 0,7 und 1,8 Millimeter. Da sie nur gut 30 Grad warm werden, ist eine Kühlung nicht nötig. Damit ermöglichen OLEDs auch Anwendungen mit Materialien, die bislang in Verbindung mit Licht nicht genutzt werden konnten. Und sie ermöglichen Licht an Stellen, die bislang nicht unbedingt mit Beleuchtung in Verbindung gebracht wurden. So lässt sich beispielsweise in Zukunft die Fensterscheibe im Bürogebäude «einschalten », wenn angenehmes Umgebungslicht gewünscht wird. Auch eine Rundumbeleuchtung in der heimischen Glasdusche ist denkbar, wenn dort OLEDs integriert sind. Diese können auch in 3-D-Form hergestellt werden, beispielsweise in Form eines Trinkglases. Stellt der Nutzer dieses dann auf eine Theke, beginnt es mittels einer dort installierten Induktionsfläche zu leuchten.

OLED bringt Licht in jedes Ecke
OLEDs bestehen aus zwei Glasscheiben. Auf die Glasscheiben werden während der Produktion sehr dünne Schichten aus kohlenwasserstoffbasierten Chemikalien aufgedampft. Kohlenwasserstoff zählt zu den organischen Chemikalien, daher erklärt sich der Name. Die Produktion ist Hightech. Die zahlreichen Schichten, die das Licht erzeugen, sind dünner als ein menschliches Haar, das 1000 Mal der Länge nach geteilt wurde. Tatsächlich werden in der Produktion einzelne Atome aufeinandergestapelt, um später das natürliche Licht zu erzeugen. Normalerweise wird eine Schicht Aluminium als Kathode verwendet, weshalb die OLED im ausgeschalteten Zustand wie ein Schminkspiegel aussieht. Ersetzt man das Aluminium durch Silber, das nach dem Verdampfen nicht so stark reflektiert, erscheint die OLED transparent. Diese Möglichkeit, Licht aus einem scheinbaren durchsichtigen Glas zu erzeugen, ohne dass die Lichtquelle im ausgeschalteten Zustand sichtbar ist, lässt sich nur mit dieser Technik erreichen.

Intelligentes Glas – auch für die Fassade
In die Fassade integriert, ist intelligentes Glas in der Lage, Energiekosten zu senken, denn Sonnenlicht kann je nach Bedarf entweder geblockt oder durchgelassen werden. Zudem kann solch ein Glas gerade in Gebäuden mit großen Glasfassaden – Bürokomplexe oder Wolkenkratzer – eine echte Alternative zu mechanischen Jalousien sein. Und wenn die hierzu nötige Technologie aus dem Gehäuse direkt in das Glas wandert, spart man sogar Platz, der sich so für andere Dinge nutzen lässt. Gearbeitet wird auch an speziellen Beschichtungen, die Glas entspiegeln und selbstreinigend machen. Diese Beschichtungen könnten beispielsweise die Leistungsfähigkeit von Solarzellen erhöhen und so die Gewinnung von Sonnenenergie deutlich steigern. Leider sind viele dieser Entwicklungen noch nicht über das Prototypenstadium hinausgekommen und haben Marktreife erlangt. Und häufig sind die Material- und Installationskosten zu hoch und die Lebensdauer noch zu kurz.