Bachelorarbeit, 2012
35 Seiten, Note: 1.7
1 Einleitung
2 Thematische Grundlagen
2.1 Begriffsabgrenzung
2.2 Forschungsstand
3 Werkstoff Glas
3.1 Die Geschichte des Glases
3.2 Definition
3.3 Glasstruktur
4 Floatglas
4.1 Der Herstellungsprozess von Floatglas
5 Elektrochromes Glas
5.1 Technik elektrochromer Gläser
5.2 Schichtsysteme
5.3 Elektrochrome Schicht
5.3.1 Aufbau und Funktionsweise
5.3.2 Physikalische Eigenschafen
6 Analytische Betrachtungsweise des Systems „elektrochromer Gläser“ nach Wolffgramm
6.1 Technische Analyse nach Wolffgramm
6.2 Symboldarstellung energieändernder Vorgänge
6.3 Struktur und Wirkprinzipien energieändernden Grundvorgänge
6.4 Vorgangsdarstellung „Elektrochromer Gläser“ nach Wolffgramm
6.4.1 Prozesscharakteristik
6.4.2 Symboldarstellung
6.4.3 Wirkfaktor Verarbeitungseigenschaften des Energieträgers
6.4.4 Wirkfaktor Energetische Wirkbedingungen
7 Zusammenfassung und Fazit
Die Arbeit untersucht das technische Potenzial und den Einfluss von elektrochromem Glas im modernen Gebäudebau, um eine Lösung für die sommerliche Überhitzung von Glasfassaden ohne mechanische Sonnenschutzsysteme aufzuzeigen.
5.1 Technik elektrochromer Gläser
Das Grundprinzip elektrochromer Gläser (EC) ist schon einige Zeit bekannt. Wissenschaftlich versteht man folgendes unter diesem Prinzip: „Glas oder Spiegelglas wird mit einem funktionalen Schichtverbund versehen. Wird innerhalb dieses Schichtverbundes die elektrische Ladung verschoben, was natürlich am besten durch das Anlegen einer geeigneten Spannung erfolgt, ändern sich die optischen Eigenschaften dieses Verbundes“ (Monk u.a., 1995).
Einer der stärksten Energieverbraucher in Bürogebäuden sind Heizung, Klimatisierung und Beleuchtung. Während seines Lebenszyklus verbraucht ein Bürogebäude das 12 bis 13-fache der eigentlich errechneten Menge an Energie (vgl. VDI Bericht Nr. 1527, 2000, S.363). In modernen Glasgebäuden ist es meist nicht mehr möglich selbständig ein Fenster zu öffnen. Wenn ein Gebäude fünfmal mehr Energie für Kühlen als für Heizen aufwenden muss, dann ist es als solches nicht mehr wirtschaftlich tragbar. War man früher im Gebäudebau mehr auf Wärme- und Sonnenschutz ausgelegt, ist es aus heutiger Sicht mehr und mehr das Energiemanagement.
Der Großteil der Nutzer in einem Bürogebäude aus Glas, wünscht sich eine große sichtbare Menge an Tageslicht und möchte sich dabei aber auch wohlfühlen. Um diesen Zustand bestmöglichst zu erzielen setzt man die Technik der beschichteten Gläser ein. Gerade in der Automobilbranche findet dieses Prinzip schon seit einigen Jahren Verwendung. Durch organische Moleküle, z.B. Viologen, ist es möglich, EC-Automobil-Rückspiegel herzustellen. Sie verringern gerade bei Nachtfahrten automatisch das einfallende Blendlicht. Die Nutzung dieses Effekts wurde über Jahre erforscht. Aber einen gezielten Einsatz im Gebäudebau bis zur Marktreife konnte erst die Firma Flabeg 1999 vorweisen. Damit war es nun möglich die Technik großflächig in Gebäuden anzuwenden. Seitdem gibt es zahlreiche Firmen die das Prinzip für die Herstellung elektrochromer Gläser nutzen und weiterentwickeln. Eines der bekanntesten und häufig eingesetzten EC-Materialien ist Wolframoxid (WO3). Dieses ändert bei der Reaktion reversibel seine Farbe von Transparent nach Tiefblau, bei der Reduktion von Elektronen und dem gleichzeitigen Einbau von kleinen Ionen, wie Wasserstoff (H+) oder Lithium (Li+). Bei der Oxidation und dem Ausbau der Ionen entfärbt sich das Wolframoxid wieder.
1 Einleitung: Die Einleitung führt in die Bedeutung von Glas als modernem Baustoff ein und definiert die zentrale Fragestellung nach dem Einfluss und Potenzial von elektrochromem Glas im Gebäudebau.
2 Thematische Grundlagen: Dieses Kapitel grenzt zentrale Begriffe wie Werkstoff, Glas und Baustoff voneinander ab und gibt einen Überblick über den aktuellen Forschungsstand bezüglich der energetischen Herausforderungen durch Glasfassaden.
3 Werkstoff Glas: Es erfolgt eine historische Einordnung der Glasherstellung sowie eine wissenschaftliche Definition und Beschreibung der amorphen Glasstruktur.
4 Floatglas: Das Kapitel erläutert den industriellen Herstellungsprozess von Floatglas als Basisprodukt für moderne Glasanwendungen.
5 Elektrochromes Glas: Dieser Kernbereich befasst sich mit der Technik der Schaltbarkeit von Glas, den verschiedenen verfügbaren Schichtsystemen und einer detaillierten Analyse der elektrochromen Schicht.
6 Analytische Betrachtungsweise des Systems „elektrochromer Gläser“ nach Wolffgramm: Anhand der Methodik von H. Wolffgramm wird eine technisch-analytische Untersuchung des Systems durchgeführt, wobei Wirkprinzipien und energetische Prozesse dargestellt werden.
7 Zusammenfassung und Fazit: Das Fazit bewertet die Ergebnisse und das Zukunftspotenzial von elektrochromen Gläsern für das Energiemanagement in der modernen Architektur.
Elektrochromes Glas, Glasherstellung, Floatglas, Gebäudeautomation, Energiemanagement, Sonnenschutz, Wolframoxid, Transmissionsmodulation, Architektur, Wärmeschutz, EControl, Schichtsysteme, Bauphysik, Fassadengestaltung, Technische Analyse
Die Abschlussarbeit beschäftigt sich mit der technischen Innovation elektrochromer Gläser und deren Anwendungsmöglichkeiten zur Verbesserung des Raumklimas und des Energiemanagements im Gebäudebau.
Die zentralen Themen sind die Materialwissenschaft von Glas, der industrielle Herstellungsprozess (Floatglas) sowie die physikalischen und chemischen Vorgänge bei schaltbaren, elektrochromen Verglasungen.
Das primäre Ziel ist es, den Einfluss von elektrochromem Glas auf den Gebäudebau zu klären und zu analysieren, welches technische Potenzial sich daraus für die Zukunft der Architektur ergibt.
Die Arbeit basiert auf einer fundierten Literaturrecherche und einer systematischen technischen Analyse nach der Lehre von H. Wolffgramm, um die Funktionsweise der betrachteten Systeme zu durchdringen.
Der Hauptteil gliedert sich in die technologische Entwicklung von Glas, eine detaillierte Funktionsbeschreibung von elektrochromen Schichtsystemen sowie deren analytische Einordnung in energetische Wirkprinzipien.
Wichtige Begriffe sind insbesondere Elektrochromes Glas, Energiemanagement, Transmissionsmodulation, Wärmeschutz, Fassadentechnik und die spezifischen Materialeigenschaften von Wolframoxid.
Durch das Schließen des Stromkreises kann das automatische Abdunkeln der Scheibe unterbunden werden, was besonders im Winter wichtig ist, um die passive Sonneneinstrahlung zur Erwärmung des Gebäudes zu nutzen.
Als Memory-Effekt (circuit memory) wird die Eigenschaft bezeichnet, dass das Glas seinen Transmissionszustand aufgrund der geringen Elektronenleitfähigkeit des Ionen-Leiters auch ohne dauerhaft angelegte Spannung über Tage oder Wochen stabil beibehält.
Der GRIN Verlag hat sich seit 1998 auf die Veröffentlichung akademischer eBooks und Bücher spezialisiert. Der GRIN Verlag steht damit als erstes Unternehmen für User Generated Quality Content. Die Verlagsseiten GRIN.com, Hausarbeiten.de und Diplomarbeiten24 bieten für Hochschullehrer, Absolventen und Studenten die ideale Plattform, wissenschaftliche Texte wie Hausarbeiten, Referate, Bachelorarbeiten, Masterarbeiten, Diplomarbeiten, Dissertationen und wissenschaftliche Aufsätze einem breiten Publikum zu präsentieren.
Kostenfreie Veröffentlichung: Hausarbeit, Bachelorarbeit, Diplomarbeit, Dissertation, Masterarbeit, Interpretation oder Referat jetzt veröffentlichen!

