Automatischer Wechsel: Smarte Dachbedeckung ist Heizung und Klimaanlage zugleich

Das Wärmemanagement von Gebäuden ist extrem energieintensiv und dementsprechend problematisch in Sachen Klimaschutz. Dies gilt insbesondere in Regionen mit großen Klimaschwankungen. Denn hier muss teilweise im Winter geheizt und im Sommer gekühlt werden. Eine besondere Rolle spielt in diesem Zusammenhang auch das Dach. Denn hier kommt ein Großteil der Wärme in Form von Sonnenstrahlen an. Gleichzeitig entweicht viel Wärme über die große Dachfläche. Schon seit einiger Zeit gibt es daher verschiedene Dachbauweisen, die Gebäude im Sommer ohne externe Energiezufuhr herunterkühlen. Das Problem allerdings: Die Funktionsweise lässt sich auch im Winter nicht abstellen. Dadurch entstehen an kalten Tagen unnötig hohe Heizkosten. Eine mögliche Lösung für diese Problematik haben nun Forscher des Berkeley Lab in den Vereinigten Staaten gefunden: Ein Material, das ab einer bestimmten Temperatur seine Eigenschaften verändert.

Durch die Zugabe von Wolfram wurde der gewünschte Effekt erreicht

Die Neuentdeckung trägt den Namen temperature-adaptive radiative coating – kurz: TARC. Als Basis dient ein Material namens Vanadiumdioxid. Hier entdeckten die Forscher bereits vor einigen Jahren eine interessante Eigenschaft: Bis zu einer Temperatur von 67 Grad Celsius ist das Material durchlässig für Wärmestrahlung. Sobald diese Temperatur aber überschritten wird, werden die Wärmestrahlen reflektiert. Im Labor konnten die Forscher dann noch entscheidende Verbesserungen erreichen. So ersetzten sie 1,5 Prozent des Vanadiums durch Wolfram. Dadurch sank die Temperaturschwelle, bei der sich die Materialeigenschaft verändert auf nur noch 22 Grad Celsius. Überzogen wurde das Material dann noch mit einer Bariumfluorid- und Silberschicht. Dadurch erreichten die Forscher den gewünschten Effekt: Steigen die Temperaturen auf über dreißig Grad, wird neunzig Prozent der Wärmestrahlung reflektiert. Bei weniger als 15 Grad sind es hingegen lediglich noch zwanzig Prozent.

Auch Smartphone-Akkus könnten von der Technologie profitieren

Durch verschiedene Tests fanden die Forscher heraus, dass eine solche Dachbeschichtung in zwölf von fünfzehn Klimazonen zu erheblichen Energieeinsparungen führen würde. Besonders stark fällt der Effekt in Regionen mit großen Temperaturschwankungen zwischen Sommer und Winter aus. Im Durchschnitt könnte ein US-Haushalt den Berechnungen der Forscher zufolge rund zehn Prozent des Elektrizitätsverbrauchs einsparen. Bei den aktuell stark steigenden Energiepreisen könnte dies für viele Hausbesitzer durchaus attraktiv sein. Selbiges gilt auch für die kürzlich ebenfalls von Forschern präsentierten smarten Fenster, die ebenfalls je nach Bedarf wärmen und kühlen können. Die TARC-Beschichtung kann theoretisch zudem auch in vielen anderen Bereichen eingesetzt werden. So ist es etwa denkbar, Smartphones an der Außenseite damit zu beschichten. Dies könnte helfen, die Lebensdauer der Akkus zu verlängern. Auch bei Autos und Satelliten wäre eine sinnvolle Nutzung denkbar.

Via: Inceptive Mind