HarWin

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Neue Materialien für das Fenster der Zukunft

Unter dem immer größer werdenden Einfluss von Klimawandel und Ressourcenverknappung wird vor allem in punkto Energie- und Materialverbrauch bei der Errichtung und Nutzung von Gebäuden in den nächsten Jahrzehnten großer Handlungsbedarf bestehen. Das Projekt „HarWin“ beabsichtigt nun, Leichtbaufenster aus neuartigen Polymer-Glas-Verbundmaterialien zu entwickeln, die den Vorgaben der EU-Kommission durch die „Energy-efficient Buildings-Initiative“ (EeB) Rechnung tragen, Gebäude durch den Einsatz neuer Materialien und Technologien energieeffizienter zu gestalten. Die energetischen Aspekte umfassen eine deutliche Reduktion des Materialeinsatzes und des Gewichts, die Recyclierbarkeit aller Komponenten, eine verbesserte Nutzung des Tageslichts und eine gezielte Kontrolle der Wärmeflüsse durch die Verglasung und den Rahmen. Die technologischen Ziele sind eine einfache Integration der Leichtbaufenster in bestehende und neue Gebäude sowie Kostenreduktion bei der Herstellung.

HarWin ist ein im 7. Forschungsrahmenprogramm gefördertes Forschungsprojekt zur Umsetzung des Ziels der EU-Kommission, Gebäude durch den Einsatz neuer Materialien und Technologien energieeffizienter zu gestalten. Die Grundlage für das Projekt HarWin legte der Bayerische Forschungsverbund FORGLAS (Multifunktionale Werkstoffe aus Glas für energieeffiziente Gebäudetechnologien), in dem die Projektpartner einen Teil der Materialien erforschten, die bei HarWin zum Einsatz kommen. Der Forschungsverbund wurde von der Bayerischen Forschungsstiftung gefördert. Das Ziel des daraus entwickelten EU-Projektes besteht nun darin, diese Materialien zu optimieren und zu laminierten Glasscheiben weiterzuentwickeln. Entscheidende Komponenten der neuen Polymer-Glas-Verbundmaterialien sind Glaspartikel in Kugelform, welche die Wärmeleitung senken, Schalldämmung ermöglichen, Feuchtigkeit regulieren und die mechanischen Eigenschaften der Fenster steigern. Eine große Herausforderung besteht darin, diese Funktionseigenschaften mit ausreichender Transparenz des neuen Fensterglases zu verbinden.

Die neuen Leichtbaufenster werden aus folgenden Schichten bestehen:

Schema der Leichbaufenster im EU-Projekt HarWin

Steckbrief

Projektziel und Arbeitsfelder

Das aktuell für den Leichtbau verfügbare Verbundglas ist zwar im Gegensatz zu klassischem Fensterglas besonders ressourceneffizient in der Herstellung, jedoch für Fenster im Gebäudebereich ungeeignet. Die Wärmeleitung ist zu groß, eine Geräuschdämmung nicht realisierbar. HarWin setzt sich daher zum Ziel, bestehendes Verbundglas bei gleichzeitig geringstmöglichem Gewicht weiterzuentwickeln, um eine optimale Nutzung des Sonnenlichts für den Energiehaushalt von Neu- und Altbauten zu gewährleisten. Es soll dabei nicht bei einem reinen Forschungsvorhaben bleiben, vielmehr streben die Partner eine direkte industrielle Umsetzung der Ergebnisse nach Ablauf des Projekts an.

Das HarWin-Konsortium hat sich folgende Etappenziele gesteckt:

  • Entwicklung neuer, leichter Verbundmaterialien für Fensterverglasung und Rahmen
    Die laminierten und beschichteten Glasscheiben kombinieren Licht-, Wärme- und Schallregulierung. Faserverstärkte Strukturen sorgen für ausreichende Stabilität von Fensterglas und -rahmen. Mit der Hilfe von Computersimulationen wird die Anwendbarkeit der neuen Fenster in verschiedenen Gebäudearten, bei unterschiedlichen klimatischen Bedingungen und bei Neu- wie Altbauten überprüft.
  • Integration von Komponenten zur Nutzung von Sonnenenergie      
    Zum Einsatz kommen Schichten, die UV-Licht in sichtbares Licht umwandeln können, sowie Materialien, die eine reversible Wärmespeicherung und -abgabe ermöglichen. Transmission, Reflexion und Absorption von Licht und Wärme werden auf beiden Seiten des Fensters dem Bedarf an Komfort angepasst.
  • Ökobilanz: Lebenszyklus- und Leistungsanalyse                                
    Die Haltbarkeit der neuen Fenster sowie die Leistungsfähigkeit der einzelnen Bestandteile und der Gebäude werden im Zuge der Entwicklung von Material und Komponenten analysiert. Die Resultate der Analysen bestimmen die Auswahl der Materialien, Funktionalitäten und die Integration des neuen Produkts in verschiedene Gebäude.

Die neuen Fenster sollen über folgende Eigenschaften verfügen:

  • Reduziertes Gewicht
  • Reduzierter Materialverbrauch
  • Geringerer Energieverbrauch in der Herstellung
  • Verwendung von recycelbaren Materialien
  • Schall- und Wärmedämmung
  • Wärme- und Feuchtigkeitsregulierung
  • Große Bruchsicherheit
  • Hohe Transparenz
  • Größenskalierbarkeit für vielfältige Einsatzmöglichkeiten

Zielgruppe

Die Projektergebnisse aus HarWin sind für folgende Akteure von Bedeutung:

  • Europäischer Bausektor (Hersteller von Fenstern, Architekten, Bauträger, Bauherren, etc.)
  • Akteure im Energiesektor
  • Politische Entscheidungsträger
  • Interessierte Öffentlichkeit

Durch wissenschaftliche Publikationen, die Teilnahme an Fachkonferenzen und -messen, die Organisation von regelmäßigen Workshops und die Erstellung von öffentlichkeitswirksamem Informationsmaterial informiert das HarWin-Konsortium alle betroffenen Akteure über die Projektergebnisse.

BayFOR als Partner

Die Bayerische Forschungsallianz war intensiv an der Entwicklung und professionellen Ausgestaltung des EU-Antrags beteiligt und unterstützt HarWin nun während der gesamten Projektlaufzeit als Partner des internationalen Konsortiums beim Projektmanagement und der Verbreitung der Projektergebnisse.

Dr. Panteleïmon Panagiotou, Fachreferatsleiter bei der BayFOR, verantwortet federführend das Projektmanagement von HarWin.

Dr. Nico Riemann unterstützte die Koordinatorin Prof. Dr. Monika Willert-Porada während der Antrags- und Verhandlungsphase und ist im Rahmen des Arbeitspakets „Dissemination and Exploitation“ für die Verbreitung der Projektergebnisse zuständig. Hierbei übernimmt die BayFOR die Presse- und Öffentlichkeitsarbeit für HarWin sowie Aufgaben zur Aufbereitung der wissenschaftlichen Projektergebnisse und deren Kommunikation an die entsprechenden Zielgruppen.

Miriam Lorenz ist als Projektmanagerin mit dem administrativen und finanziellen Management sowie der Organisation der projektinternen Kommunikation beauftragt.

Laufzeit und Förderung

Das Verbundprojekt HarWin (Harvesting solar energy with multifunctional glass-polymer windows)  ist am 1. September 2012 gestartet und hat eine Laufzeit von 36 Monaten. Das Gesamtbudget beträgt 4,9 Mio. Euro. Innerhalb des 7. Forschungsrahmenprogramms der EU-Kommission wird HarWin mit 3,4 Mio. Euro gefördert.

Ausgeschrieben wurde das Thema „Smart Windows“ in der Bekanntmachung der Energy-efficient Buildings-Initiative (EeB-Initiative), welche 2009 als Folge der Weltwirtschaftskrise ins Leben gerufen wurde. Die EeB-Initiative ist verantwortlich für die Umsetzung der Ziele der EU-Kommission, den Energieverbrauch von Gebäuden zu senken sowie den Bausektor in Europa zu stärken.

Konsortium

Die Leiterin des Lehrstuhls für Werkstoffverarbeitung an der Universität Bayreuth, Prof. Dr. Monika Willert-Porada, koordiniert das Projekt. Das multinationale Konsortium setzt sich aus elf Partnern aus Belgien, Deutschland, Finnland, Italien, Polen, der Schweiz und Großbritannien zusammen. Mit der Universität Bayreuth sind insgesamt sechs Akteure aus Bayern darin vertreten. Um den wissenschaftlichen und wirtschaftlichen Herausforderungen gleichermaßen Rechnung zu tragen, arbeiten in HarWin Universitäten, Forschungsinstitute sowie innovative KMU und Großfirmen eng zusammen.Die Partner liefern dabei Expertise aus den folgenden Bereichen:

  • Werkstoffwissenschaften und Werkstofftechnik
  • Maschinenbau und Produktionstechnologien
  • Computersimulationen zum Verständnis des Zusammenspiels von Umwelteinflüssen, Materialeigenschaften, Gebäuden und der verbundenen Infrastruktur

Damit deckt das Konsortium die gesamte Wertschöpfungskette ab, die für die Entwicklung neuer Fenster und Fassaden notwendig ist. Zur Verbreitung der Projektergebnisse und um die Expertise weiterer Industriepartner außerhalb des Konsortiums zu nutzen, wird ein reger Austausch mit einem externen Industriearbeitskreis angestrebt.Das Konsortium basiert auf dem durch den Bayerischen Forschungsverbund FORGLAS gebildeten Netzwerk und setzt somit die in FORGLAS gewonnenen Ideen und Entwicklungen auf europäischer Ebene fort. Die Universität Bayreuth, das Fraunhofer Institut für Silicatforschung sowie die beiden KMU Eckart GmbH und Centrosolar Glas GmbH & Co. KG waren schon in FORGLAS an der Entwicklung von funktionalisierten, glasbasierten Materialien für energieeffiziente Gebäudetechnologien beteiligt.

Akademische Partner und Forschungseinrichtungen
Universität Bayreuth, Deutschland
Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC, Deutschland
Joint Research Centre  -  Europäische Kommission (JRC-IECS), Italien
West Pomeranian University of Technology, Polen

Unternehmen
> Centrosolar Glas GmbH & Co. KG., Deutschland
Eckart Pigments KY, Finnland
GLASSX AG, Schweiz
InGlas Produktions GmbH, Deutschland
Integrated Environmental Solutions, Großbritannien
Isomatex SA, Belgien
Bayerische Forschungsallianz, Deutschland

Assoziierte Partner (aus Bayern)

Eckart GmbH, Deutschland
Neue Materialien Bayreuth, Deutschland

Weitere Informationen

Projektflyer

Offizielle Webseite von HarWin: www.harwin-fp7.eu

Die Partner des HarWin-Konsortiums

Karte: © gabou.eu, Fotolia

Kontakt in der BayFOR

Dr. Panteleimon Panagiotou

Dr. Panteleimon Panagiotou
Fachbereichsleiter Informations-/Kommunikationstechnologien |
Natur- & Ingenieurwissenschaften
Tel.: +49 (0)89 9901888-130
E-Mail: harwin@bayfor.org

 

 

Dr. Nico Riemann

Dr. Nico Riemann
Stellvertretender Fachbereichsleiter und wissenschaftlicher Referent Informations-/Kommunikationstechnologien | Natur- & Ingenieurwissenschaften
Telefon: +49 (0)911 50715-910
E-Mail: riemann@no-spam-pleasebayfor.org, harwin@no-spam-pleasebayfor.org

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