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LEAD Innovation Blog

Lesen Sie hier unsere neuesten Beiträge über Innovationsmanagement und Innovationen verschiedenster Branchen.

Datum: 12-Sep-2018
Autor: Daniel ZAPFL

Das Fenster der Zukunft und seine 8 neuen Funktionen

 

Das Fenster der Zukunft ist nicht einfach ein Fenster. Sein Isolierglas wird nicht mehr isoliert betrachtet, sondern im systematischen Zusammenhang mit Gebäudehülle und Haustechnik insgesamt. Zu den klassischen Anforderungen Aussicht, Einbruchsicherheit, Belichtung, Dämmung und Belüftung kommen immer neue und höhere Erwartungen hinzu. Zugleich entwickeln sich in raschem Tempo Technologien, die künftig in das Fenster integrierbar sind. Wie werden Ansprüche und Technikpotentiale zusammenfinden? Hier erfahren Sie die 8 aussichtsreichsten Kandidaten für Ihren Technologievorsprung in der Fensterbranche.

Mehr Licht: Fenster als Verstärker

Die Lichtumlenkplatte ist bereits patentiert. Eingebaut wird sie oberhalb des Fensters. Sie ergänzt und verstärkt dessen Belichtungsfunktion. Außen fängt sie mit Linsen das Tageslicht unabhängig vom Einstrahlungswinkel ein. Innen strahlt sie das Licht mittels Prismen an die Decke. Die Umleitung des Lichts wird möglich durch Mikrostrukturtechnik, die an der TU Dortmund entwickelt wurde. Die Lichtumlenkplatte kann nicht nur in Fenster eingebaut werden, sondern auch für den Transport des Lichts vom Dach in den Keller oder in mehrstöckige Gewächshäuser.

Lichtumlenkplatte

Bildquelle: TU Dortmund

 

Zusätzliches Licht: Fenster mit Glasfaser

Jahrhunderte lang hatte das Fenster die Monopolstellung für den Einlass von Tageslicht in Gebäude. Nun ist ein Konkurrent auf den Plan getreten. Sonnenlicht-Kollektoren (nicht zu verwechseln mit Photovoltaik) fangen auf dem Dach das Tageslicht ein und schicken es durch Glasfaserkabel in die Innenräume des Bauwerks. Sie übertreffen damit die verspiegelten Lichtleitschächte und -rohre. Damit wird natürliche Beleuchtung auch in Zonen möglich, die zu weit weg vom Fenster sind, um ausreichend belichtet zu sein. Auch arbeitsgesundheitliche und ökologische Aspekte sprechen dafür, Kunstlicht durch Tageslicht zu ersetzen. Welche Möglichkeiten ergeben sich aus dieser Technologie für die Innovationen von Fenstern? Öffnen sich neue Gestaltungsspielräume, wenn das Fenster von einer seiner Hauptfunktionen entlastet wird? Lassen sich Kombinationen oder Integrationen denken?

Trendsammlung Fenster & Türen

 

Energiegewinn: Fenster als Kraftwerk

Schon jetzt können Fenster mehr Energie ins Haus bringen, als sie nach außen durchlassen. Einen Schritt weiter gehen Technologien, die Fenster für die Energiegewinnung nützen, wie etwa durchsichtige Solarpanele. Oder die Beschichtung mit einem Siliciumfilm und Titandioxid-Nanopartikeln. Auch das Flüssigkristallfenster generiert selbst die Energie, die es benötigt. Mit strukturiertem Glas, in dem eine funktionale Flüssigkeit zirkuliert, arbeitet die Uni Jena. Ebenso vielversprechend ist die Verwendung von Jalousien für die Produktion von Elektrizität. Auch Photobioreaktoren stehen in der Entwicklung und versprechen, die transparente Fassade in ein Kleinkraftwerk zu verwandeln.

 

Flüssig: Fenster als Klimaanlage

Warum muss der Zwischenraum in Fenstern immer nur mit Luft oder Gas gefüllt sein, und nicht mit Wasser? Im Projekt „Fluid Glass“ wird an der Uni Liechtenstein ein Fenstersystem entwickelt, das einen Wasserkreislauf gleichsam durch die Fenster schickt. Dieses „intelligente Glas“ nutzt Wärme und Kälte für die Klimatisierung. Die bisher passive Glasfassade verwandelt sich in einen Sonnenkollektor. Bei starker Sonneneinstrahlung werden dem Wasser Mikropartikel beigegeben, die den Lichteinfall vermindern. Im umgekehrten Fall wirkt das System wie eine Heizung. Schon 2018 soll das System marktreif sein.

 

Filter: Fenster als Vorhänge

Vorhänge haben zwei Funktionen. Dünne semitransparente weiße Vorhänge sollen vor Einblicken schützen und trotzdem möglichst viel Licht durchlassen. Dickere dünklere Vorhänge sollen die eintretende Lichtmenge regulieren. Beide Funktionen können nun auch elektrochrome Fenster übernehmen. Bei schaltbarem Glas wird durch das Anlegen elektrischer Spannung der milchige Normalzustand in einen transparenten Modus verändert. Damit kann man sich vor Blicken schützen, ohne dabei Licht zu verlieren. Daneben gibt es aber auch Funktion des Dimmens für Fenster. Diese verdunkeln sich, sobald eine geringe Spannung angelegt wird. Steuerbar sind mehrere Stufen zwischen glasklar und mittlerem Blau. Nimmt man beide Funktionen zusammen, könnten in Zukunft sowohl die dünnen weißen wie die dicken dunklen Vorhänge überflüssig werden.

 

Oleds: Fenster als Leuchte

Organische Leuchtdioden werden in dünnen, biegsamen Folien verarbeitet. Noch sind sie zu teuer, aber ihre Entwicklung schreitet voran. Als durchsichtige Folien können sie auch auf Fensterscheiben zum Einsatz kommen. Tagsüber wären sie unsichtbar, nachts verwandeln sie das Fenster in eine energiesparende Lichtquelle. Auch gibt es bereits eine Variante, bei der die OLEDs das Licht nur nach innen abgeben, während das Fenster von außen beinahe wie ein normales transparentes Fenster erscheint. Bisher wurden OLEDs nur in der Unterhaltungselektronik eingesetzt. In Zukunft könnte mit ihrer Hilfe die Fensterbranche die Hersteller von Leuchten und Leuchtmitteln konkurrenzieren.

 

Zimmer mit Aussicht: Fenster als Kamera

Für Flugzeuge werden Fensterlösungen entwickelt, die das Fenster zum Verschwinden bringen wollen, ohne die Aussicht zu stören. Fensterlose Flugzeuge hätten einen deutlich niedrigeren Kerosin-Verbrauch. Kameras in der Außenhülle des Fliegers erzeugen Bilder, die live an die hochauflösenden OLED-Screens im Inneren übertragen werden. Sieht aus wie ein Fenster, ist aber keines. Da viele Technologien aus dem High-End Bereich mit der Zeit auf die einfachen Dinge des Alltags übergreifen, wäre es auch für das Fenster möglich, nicht nur die Funktion der Lüftung, sondern auch die der Aussicht eines Tages abzugeben.

 

Interaktiv: Fenster als Touchscreen

Kann man in Zukunft das Fenster auch als Fernseher, Computerbildschirm oder gar interaktiver Touchscreen benutzen? Prinzipiell ja. Dass das funktioniert, hat das Samsung Smart Window bereits bewiesen. Der durchsichtige Monitor wird von Tageslicht oder von LEDs hinterleuchtet. Zum Beispiel kann das Küchenfenster ein Rezept über die Aussicht legen oder die neuesten Statusmeldungen von Facebook. Damit ist es besonders gut geeignet für Augmented Reality. Die Überlagerung von realem und virtuellem Bild wird wohl im Automobilbau früher realisiert werden als im Wohnbau. Aber sag niemals nie!

 

Fazit: Das Fenster der Zukunft und seine 8 neuen Funktionen

Das Fenster entwickelt sich zur Multifunktionsfläche. Zumindest entsteht dieses Bild, wenn man die aktuellen Entwicklungen gemeinsam betrachtet. Wird man ein Fenster das Monitor, Klimaanlage, Vorhang, Kraftwerk, Dimmer und Leuchte ist, überhaupt noch „Fenster“ nennen? Man möchte meinen, all das sei Zukunftsmusik. Doch die aufgezählten Technologien gibt es - dank strategischem Innovationsmanagement - bereits und für die meisten wurde eine Markteinführung in den kommenden 10 Jahren zumindest angekündigt. Gewiss ist, dass die Fensterbranche noch nie vor so vielen Innovations-Herausforderungen und -Potentialen gestanden ist wie heute. Für das Fenster geht gerade ein Fenster auf, mit Ausblick in Richtung Zukunft.

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Lesen Sie hier unseren Artikel über den Trend Lüftung. 

Daniel ZAPFL

Born in Graz, Austria. After positions as project manager & head of innovation of the project management at LEAD Innovation, Daniel Zapfl has been responsible for the success of the innovation projects of our innovation partners since January 2018.

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