Wissen News Energieeffiziente Hausbeschichtung, die dem Chamäleon nachempfunden ist
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23. September 2023, 05:53 Uhr
Ob Winter oder Sommer, bisher gibt es zwar Beschichtungen für Gebäude, die die Energieeffizienz steigern und damit klimafreundlich sind. Allerdings gilt das bisher überwiegend für eine bestimmte Jahreszeit. Ein Forschungsteam hat sich für einen modifizierten Anstrich die Eigenschaften eines Chamäleons angeschaut.
Eine energieeffiziente, kostengünstige Beschichtung soll Gebäude über die Jahreszeiten hinweg ideal witterungsbedingt schützen. Dafür hat sich ein Forschungsteam die Eigenschaften des Namaqua-Chamäleons aus der südwestafrikanischen Wüste zunutze gemacht.
Diese Chamäleon-Art ändert seine Farbe, um seine Körpertemperatur zu regulieren, sobald sich die äußeren Bedingungen ändern. Die Tiere erscheinen bei heißen Temperaturen hellgrau, um das Sonnenlicht zu reflektieren und kühl zu bleiben. Wenn sich die Temperaturen abkühlen, färben sie sich dunkelbraun, um stattdessen Wärme zu absorbieren. Laut dem Forschungsteam das perfekte Beispiel für eine passive Temperaturregelung.
In der Bauindustrie gibt es bereits einige Beispiele dafür, beispielsweise kühlende Farben oder farbige Stahlfliesen, die Gebäude entweder kühl oder warm halten können. Jedoch sind sie auf eine klimatische Bedingung ausgelegt und können nicht zwischen verschiedenen Modi wechseln.
Egal zu welcher Jahreszeit: Ein Chamäleon-ähnlicher soll die Lösung sein
Das wollte das Forschungsteam ändern. Zur Herstellung der Beschichtung mischten die Forscher thermochrome Mikrokapseln, spezielle Mikropartikel und Bindemittel zu einer Suspension, die sie auf eine Metalloberfläche sprühten oder pinselten. Bei einer Erwärmung auf 20 Grad Celsius begann die Oberfläche, sich von dunkel- zu hellgrau zu verändern. Sobald sie 30 Grad erreicht hatte, reflektierte der helle Film bis zu 93 Prozent der Sonnenstrahlung.
Selbst bei einer dauerhaften Erhitzung von etwa 80 Grad Celsius über einen Tag hinweg nahm das Material keinen Schaden. Anschließend wurde die Beschichtung in Außentests an Miniaturgebäuden in Hundehüttengröße über alle vier Jahreszeiten hinweg getestet. Verglichen wurde es mit herkömmlichen Beschichtungen wie normaler weißer Farbe, einer passiven Strahlungskühlungsfarbe und blauen Stahlfliesen.
Im Winter war die neue Beschichtung etwas wärmer als das passive Strahlungskühlsystem, obwohl beide unter wärmeren Bedingungen ähnliche Temperaturen hielten. Im Sommer war die neue Beschichtung deutlich kühler als die weiße Farbe und die Stahlfliesen. Im Frühjahr und Herbst war die neue Beschichtung das einzige System, das sich an die stark schwankenden Temperaturen anpassen konnte und im Laufe des Tages von Heizung auf Kühlung umschaltete. Dieses System kann somit Energieeinsparungen über die Jahreszeiten hinweg ermöglichen.
Studie
Die Studie wurde am 20. September 2023 veröffentlicht: "Warm in Winter and Cool in Summer" Scalable Biochameleons Inspired Temperature Adaptive Coating with Easy Preparation and Construction (engl. "Warm im Winter und kühl im Sommer" Skalierbare Biochameleons inspiriert durch temperaturadaptive Beschichtung mit einfacher Vorbereitung und Konstruktion).
pk
