Über mich – und wie alles begann

Über mich, meinen Weg und darüber, wie aus einer einfachen Frage der dynamische Wärmeschutz und die Idee einer adaptiven Gebäudehülle entstanden sind.

Das kann doch nicht zusammenpassen

Bei der Sanierung meines Hauses wurde eine bereits über 40 Zentimeter starke Außenwand zusätzlich mit 18 Zentimetern Dämmung versehen. Am Ende war der gesamte Wandaufbau fast 60 Zentimeter stark.

Direkt daneben saß ein modernes Fenster mit Dreifachverglasung – praktisch das Beste, was zu bekommen war: 82 Millimeter Rahmentiefe und nur etwa 40 Millimeter Glasaufbau.

Auch energetisch war der Unterschied gewaltig. Die sanierte Wand erreichte einen U-Wert von ungefähr 0,15 W/m²K, das Fenster lag bei rund 1,0 W/m²K. Pro Quadratmeter verlor es damit etwa sechs- bis siebenmal mehr Wärme.

Ich stand davor und dachte: Das kann doch nicht ernsthaft dieselbe Gebäudehülle sein.

Allein die zusätzlich angebrachte Dämmung war mehr als doppelt so dick wie der gesamte Fensterrahmen. Bei der Wand benötigen wir einen massiven Aufbau – beim Fenster sollen wenige Zentimeter genügen.

Wie soll das zusammenpassen?

Und wenn ein so schlankes Fenster energetisch tatsächlich mit dieser Wand mithalten könnte – warum bauen wir dann nicht gleich ganze Häuser aus Fenstern?

Offensichtlich konnte es das nicht. Dieser Widerspruch ließ mich nicht mehr los.

Die Idee war nicht neu

Als ich begann, mich intensiver mit diesem Thema zu beschäftigen, stellte ich fest: Die Idee, den Wärmeschutz eines Fensters zeitweise zu verstärken, gab es schon lange.

Noch bevor sich die durchgehende Wärmedämmung von Gebäuden als Standard durchsetzte, wurde über ganz unterschiedliche Lösungen nachgedacht: dicke Dämmplatten, verschiebbare Elemente, feste Fensterstopfen und sogar innenliegende Dämmrollos.

Das Grundprinzip war immer ähnlich: Das Fenster bleibt nutzbar, solange Licht und Aussicht gebraucht werden. Danach wird eine zusätzliche, möglichst dicke Dämmschicht davorgebracht.

Die Idee war also richtig. Die damaligen Lösungen waren jedoch schwer, sperrig und im Alltag kaum praktikabel.

Für mich stellte sich deshalb die nächste Frage: Wie lässt sich dieselbe Wirkung deutlich leichter, kompakter und einfacher erreichen?

Warum dann überhaupt Fenster?

Wenn selbst ein modernes Fenster pro Quadratmeter sechs- bis siebenmal mehr Wärme verliert als eine gut gedämmte Wand, kam mir zunächst eine beinahe ketzerische Frage:

Warum machen wir die Fenster dann nicht einfach kleiner – oder verschließen sie gleich ganz?

Doch in demselben Buch stieß ich auf diese Diagramme zur Sonneneinstrahlung auf unterschiedlich ausgerichtete Fensterflächen.

Sie zeigten, dass durch ein Fenster nicht nur Wärme verloren geht. Je nach Himmelsrichtung, Tages- und Jahreszeit können mehrere hundert Watt Sonnenleistung auf einen Quadratmeter treffen – bei einem Südfenster im Winter zeitweise sogar rund 800 W/m².

Plötzlich war klar: Ein Fenster hat nicht nur Verluste. Es bringt dem Gebäude auch erhebliche solare Gewinne.

Ein Fenster dauerhaft zu verschließen oder ständig zusätzlich zu dämmen wäre deshalb genauso falsch. Wenn die Sonne nützliche Wärme liefert, muss sie hineingelassen werden. Wenn sie fehlt, muss der Wärmeschutz steigen.

Genau hier begann sich für mich die Idee eines dynamischen Wärmeschutzes zu formen.

Der erste Prototyp

Aus der Idee eines veränderlichen Wärmeschutzes entstanden meine ersten eigenen Konstruktionen.

Der Grundgedanke war bereits vorhanden: Mehrere voneinander getrennte Folien sollten beim Schließen isolierende Luftschichten bilden und sich bei Sonneneinstrahlung wieder aus dem Fensterbereich zurückziehen.

Ein Prototyp dieser Bauart funktionierte bereits. Ich stellte ihn damals auch bei Schüco vor.

Aus dieser Entwicklungsphase entstand schließlich meine erste Patentanmeldung.

Doch ebenso deutlich war: Die Konstruktion war viel zu kompliziert. Zahlreiche einzelne Bauteile, Führungen und bewegliche Elemente machten das System groß, aufwendig und für eine praktische Anwendung kaum geeignet.

Das Prinzip stimmte. Aber die technische Lösung musste wesentlich einfacher werden.

Die erste unabhängige Bestätigung

Bis dahin konnte ich die Wirkung nur näherungsweise abschätzen. Für einzelne Luftschichten gab es Tabellen und Berechnungsansätze. Doch wie mehrere Folien und Luftschichten gemeinsam wirken würden, blieb weitgehend Theorie.

2016 wurde mein System erstmals unabhängig am Fraunhofer ISE untersucht. Der Prototyp wurde vermessen und seine wärmetechnische Wirkung geprüft.

Ermöglicht und finanziert wurde diese Untersuchung durch die Rudolf-Otto-Meyer-Stiftung.

Sie unterstützte das Projekt zu einem Zeitpunkt, als es noch keine unabhängigen Messergebnisse gab. Damit gehörte sie zu den Ersten, die an mich und an die Idee glaubten.

Die Untersuchung bestätigte erstmals, dass die mehrlagige Konstruktion tatsächlich eine deutliche Wärmedämmwirkung erzeugt.

Damit war aus meinen eigenen Überlegungen und Berechnungen erstmals ein unabhängig geprüftes und bestätigtes Prinzip geworden.

Die Wirkung war bestätigt. Jetzt musste aus dem komplizierten Prototyp eine einfache und praktische Lösung werden.

Der entscheidende Schritt: radikal vereinfachen

Nach der Prüfung am Fraunhofer ISE war klar, dass das physikalische Prinzip funktioniert. Die erste Konstruktion war jedoch viel zu kompliziert, um daraus ein praktisches Produkt zu entwickeln.

Deshalb vereinfachte ich das System grundlegend. Aus zahlreichen einzelnen Bauteilen und Führungen entstand eine Konstruktion, die einem normalen Doppelrollo sehr nahekommt.

Die Folien konnten nun ohne aufwendige zusätzliche Mechanik gemeinsam auf- und abgewickelt werden. Dadurch ließ sich das System wesentlich einfacher herstellen, montieren und bedienen.

Der Grundgedanke blieb derselbe: Im geschlossenen Zustand entstehen zwischen den Folien mehrere dämmende Luftschichten. Im geöffneten Zustand verschwindet das System wie ein Rollo und gibt das Fenster wieder frei.

Damit hatte das System im Wesentlichen seine heutige Form erreicht. Im Jahr 2020 folgte dafür eine weitere Patentanmeldung.

Aus einem komplizierten Versuchsaufbau war eine einfache, kompakte und praktisch herstellbare Lösung geworden.

Auch das Fertigungsprinzip musste neu gedacht werden

Die erste Maschine war zunächst ein großer Fortschritt gegenüber der vollständigen Handarbeit.

Dabei wurde jede Folie einzeln abgesenkt, verklebt und zugeschnitten. Danach folgte direkt daneben die nächste Lage. Auf diese Weise konnten auch längere Elemente hergestellt werden, die einzelnen Bahnen mussten jedoch weiterhin nacheinander aufgebaut werden.

Aus rund zwei Stunden Handarbeit wurden damit etwa 30 Minuten. Für einen ersten halbautomatischen Aufbau war das bereits eine deutliche Erleichterung.

Doch auch dieses Verfahren war noch zu aufwendig. Deshalb stellte ich nicht nur die Maschine, sondern das gesamte Fertigungsprinzip erneut infrage.

Bei der heutigen Lösung muss die Breite nur noch einmal zugeschnitten werden. Der mehrlagige Folienverbund ist danach im Wesentlichen bereits fertig. Was früher rund zwei Stunden dauerte und mit der ersten Maschine auf etwa 30 Minuten verkürzt wurde, lässt sich heute in ungefähr ein bis zwei Minuten herstellen.

Der entscheidende Fortschritt lag damit nicht allein in einer besseren Maschine, sondern in einem völlig neu gedachten Herstellungsverfahren.

Wo ich heute stehe

Aus einer einfachen Frage beim Umbau meines Hauses ist über viele Jahre ein konkretes System entstanden. Die Wirkung wurde unabhängig bestätigt, die Konstruktion vereinfacht und auch das Herstellungsverfahren grundlegend weiterentwickelt.

Heute arbeite ich an der technischen Weiterentwicklung und an der Serienreife des dynamischen Wärmeschutzes. Gleichzeitig möchte ich die Idee einer adaptiven Gebäudehülle bekannter machen.

Denn Gebäude müssen nicht dauerhaft dieselben Eigenschaften haben, obwohl sich Sonne, Temperatur und Energiebedarf ständig verändern.

Mein Ziel ist nicht nur ein besseres Fenster, sondern eine Gebäudehülle, die solare Energie nutzt, wenn sie verfügbar ist, und ihre Schutzwirkung erhöht, wenn sie gebraucht wird.