Für moderne Glasfassaden sind Doppel- und Dreifach-Isoliergläser mit Low-E- oder Sonnenschutzbeschichtungen derzeit Stand der Technik. Die Low-E-Schichten blockieren jedoch nicht nur die Wärmestrahlung, sondern reflektieren auch Radiowellen. Die Mobilfunksignale werden durch den Faraday-Käfig-Effekt im Raum hin- und her reflektiert, nur ein kleiner Teil der Sendeleistung verlässt das Gebäude. Besonders der für Sprach- und Datenübertragung sowie für Navigation relevante Frequenzbereich (0,5-3,7 GHz), der Basis für Mobilfunk, WLAN und Navigationssysteme ist, wird von modernen Isoliergläsern abgeschirmt.

Auf den schlechten Empfang reagieren die Endgeräte durch eine Maximierung der Sendeleistung, was die Benutzer stärkeren elektromagnetischen Feldern aussetzt und die Batterielaufzeit der Geräte senkt.

Segmentierte Low-E-Schichten verbessern Funkempfang erheblich

Ein Team des Fraunhofer ISE entwickelte gemeinsam mit Industriepartnern Isolierglas, bei dem die Low-E-Schichten per Laser in etwa 50 Mikrometer schmalen Linien entfernt sind. Durch diese Segmentierung der Low-E-Schichten mit nahezu unsichtbaren Rastermustern wird das Isolierglas transparent für Funkwellen. Während die langwellige Wärmestrahlung zurück ins Gebäude reflektiert wird, lässt das Glas die noch längeren Funkwellen durch.

In einer Prototyp-Fassade erprobten und bewerteten die Forschenden verschiedene Arten und Konfigurationen von funktransparenten Verglasungen. Dabei stellten sie eine Erhöhung des übertragenen Signals um einen Faktor von 100 bis 100.000 fest. Insbesondere die erreichbare LTE-Download-Geschwindigkeit konnte um mehr als den Faktor 50 gesteigert werden. Daher müssen Smartphones und Tablets ihre Leistung in deutlich geringerem Maße hochfahren, um Daten zu empfangen, was den Elektrosmog in Gebäuden reduziert und den Energieverbrauch der Geräte senkt.

Der U-Wert erhöht sich durch die Strukturierung der Wärmeschutzschicht nur geringfügig um etwa 0,1 W/(m²*K). »Das heißt, dass der Mobilfunkempfang deutlich verbessert wird, ohne die Wärmedämmung wesentlich zu beeinträchtigen. Dies ist besonders relevant für moderne Bürogebäude mit gutem energetischem Standard und großen Glasflächen«, erklärt Thomas Kroyer, Gruppenleiter Beschichtungstechnologien und -systeme am Fraunhofer ISE.

Die Lösung ist für Wärme- und Sonnenschutzschichten in Doppel- und Dreifachverglasungen im Baubereich sowie im Automobilbereich einsetzbar. Die Industriepartner des Fraunhofer ISE Glas Arnold und isophon glas bieten das entwickelte Produkt bereits auf dem Markt an.  

Auf der Messe BAU (17.- 22. April, Messe München), der Weltleitmesse für Architektur, Materialien und Systeme, präsentiert das Fraunhofer ISE in Halle C2, Stand 528, ein Muster eines funktransparenten Isolierglases.