Leichte Verbundelemente aus Dünnglas mit 3D-gedrucktem Biopolymerkern für materialeffiziente Isolierverglasungen in der Gebäudehülle; Teilvorhaben Nachhaltigkeitsanalyse : Akronym: L3ICHTGLAS

Abstract

Das Verbundprojekt L3ICHTGLAS verfolgte das Ziel, ein neuartiges Fenstermodul für Gebäudehüllen zu entwickeln, das auf Dünnglas und einer additiv gefertigten, biobasierten Kernstruktur basiert. Durch den Einsatz von deutlich dünnerem Glas sollte der Materialeinsatz reduziert und damit sowohl Ressourcenverbrauch als auch Treibhausgasemissionen in der Produktion verringert werden. Die mechanisch geringere Stabilität des Dünnglases wurde durch eine innovative Kernstruktur aus biobasiertem Polymer kompensiert. Das Projekt kombinierte materialwissenschaftliche Entwicklung, konstruktive Auslegung und Nachhaltigkeitsbewertung in einem integrierten Ansatz. Die EurA AG war im Projekt für die Nachhaltigkeits- und Kostenanalyse verantwortlich. Hierfür wurden Methoden der Lebenszyklusanalyse (LCA) und der Lebenszykluskostenrechnung (LCC) angewendet, um ökologische und ökonomische Auswirkungen über den gesamten Lebenszyklus des Fenstermoduls zu untersuchen – von der Rohstoffgewinnung über Produktion und Nutzung bis zur Entsorgung oder zum Recycling. Ziel war es, bereits während der Entwicklung zentrale Einflussfaktoren zu identifizieren und Optimierungspotenziale systematisch zu bewerten. Die Ergebnisse zeigen, dass das L3ICHTGLAS-Konzept insbesondere in der Herstellungsphase deutliche ökologische Vorteile bietet, da die Reduktion der Glasmenge die energieintensive Glasproduktion erheblich verringert. Gleichzeitig entstehen zusätzliche Umweltwirkungen durch die Polymerstruktur, Klebstoffe und den additiven Fertigungsprozess. In der Gesamtbilanz erwies sich jedoch vor allem die Nutzungsphase als entscheidender Faktor, da der Wärmeverlust des Fensters und damit der Energiebedarf für Heizung oder Kühlung den größten Einfluss auf Umweltwirkungen und Lebenszykluskosten hat. Bereits geringe Unterschiede im Wärmedurchgangskoeffizienten können die Vorteile der materialeffizienten Konstruktion überlagern. Insgesamt zeigt das Projekt, dass materialeffiziente Leichtbaukonzepte im Bauwesen ein erhebliches Innovationspotenzial besitzen, ihre ökologische und wirtschaftliche Vorteilhaftigkeit jedoch stark von bauphysikalischer Performance, Produktionsprozessen und Skalierungseffekten abhängt. Die im Projekt entwickelten Bewertungsansätze liefern eine fundierte Grundlage für die Weiterentwicklung nachhaltiger Bauprodukte und zukünftige Forschungs- und Demonstrationsvorhaben.