Wärmereflektierende Sonnenschutzfarbe

Wie wäre es, wenn die Gebäudekühlung in warmen Regionen nicht durch eine Klimaanlage, sondern durch die Gebäudefarbe erledigt werden könnte? Wahrscheinlich würde der Energieverbrauch sinken, denn Klimaanlagen müssten weniger Leistung aufbringen oder man könnte ganz auf sie verzichten. Aussicht auf Erfüllung dieses wünschenswerten Szenarios kommt von der Purdue University in Lafayette, einer Stadt im Mittleren Westen der USA. Hier haben die Forscher Xiulin Ruan und Joseph Peoples einen Farbstoff entwickelt, der Sonnenstrahlen und die darin enthaltene Wärmeenergie zu 95 Prozent reflektieren können soll und damit größtenteils davon abhält, von der Bausubstanz absorbiert zu werden.

Gallerie

Farbe, die die Wärmeenergie reflektiert, existiert bereits. Jedoch kommen heute erhältliche Produkte auf einen Reflektionsgrad von nur etwa 80 bis 90 Prozent. Die Forscher aus Lafayette haben darum mit Inhaltsstoffen experimentiert, um den Grad zu erhöhen. Die sechsjährige Studie baute dabei auf Forschungsergebnissen auf, die bereits seit den 1970er-Jahren gesammelt wurden. Die aktuelle Studie betrachtete über 100 verschiedene Materialkombinationen, an deren Ende eine Auswahl von zehn Materialien übrig blieb. Getestet wurden dann ca. 50 Rezepturen für jedes Material. Im Resultat fiel die Wahl auf eine Formel, die auf Calziumcarbonat basiert, einem häufig vorkommenden Material in Gestein und Muschelkalk.

Die Verbindung wurde als Füllstoff verwendet, wodurch sich die Farbe im wesentlichen wie handelsübliche weiße Farbe verhält, jedoch mit stark verbesserten Kühleigenschaften. Die Füllstoffe absorbieren aufgrund ihrer sogenannten „großen Bandlücke“ fast keine ultravioletten Strahlen, was ein Resultat ihrer speziellen Atomstruktur ist. Auch weisen sie eine hohe Konzentration an Partikeln unterschiedlicher Größe auf, wodurch die Farbe Licht mit einem größeren Wellenlängenbereich streuen kann.

Vergleichstests mit dem neuen Farbstoff haben ergeben, dass Oberflächen, die damit beschichtet sind, bis zu 18 Grad Fahrenheit (circa 10 Grad Celsius) kühler sein können als die Umgebungstemperatur – wobei keine Energie für den Kühlungseffekt aufgebracht werden muss. In weiteren geplanten Studien soll erforscht werden, inwieweit sich eine Verwendung der Farbe auf Oberflächen von Häusern, Straßen und Autos effektiv auf den Bedarf an Klimaanlagen auswirken könnte. Eine Reduzierung von Klimaanlagen würde vielerorts bedeuten, dass weniger Energie aus Kohle verbraucht wird, was zu einer Verringerung der Kohlendioxidemissionen führen könnte.

Fachwissen zum Thema