Statt Klimaanlage 22.02.2017, 12:51 Uhr

Ultradünne Folie auf dem Dach kühlt das ganze Haus

Eine wirklich coole Folie haben US-Forscher entwickelt. Auf Dächer gespannt schafft sie es bei sengender Hitze, Gebäude im Innern auf angenehme 20 °C zu kühlen. Brauchen wir in Deutschland nicht? Auch mit dem Material beschichtete Solarzellen würden effizienter. Und Autos lassen sich ebenfalls damit kühlen. 

Coole Folie: Sie reflektiert das Sonnenlicht zu 96 %. In den Kunststoff Polymethylpenten werden Glaskügelchen eingebettet und auf der Rückseite wird noch eine reflektierende Silberschicht aufgetragen. Legt man sie aufs Dach soll sie nach Angaben der Forscher bei 37 °C Außentemperatur das Innere des Gebäudes auf 20 °C abkühlen können.

Foto: University of Colorado Boulder

Mehrere Hundert Quadratmeter der Folie haben die Wissenschaftler schon selbst hergestellt. Eine industrielle Fertigung würde nach ihrer Einschätzung zwischen 25 bis 50 US-Cent pro Quadratmeter kosten.

Foto: University of Colorado Boulder

Grafik der kühlenden Folie: Sie strahlt vor allem Infrarotstrahlung in die Umgebung ab, wie sie von sonnenerwärmten Gegenständen ausgeht.

Foto: Yao Zhai/University of Colorado

Eine Art Klimaanlage, die weder Strom noch Wasser verbraucht, hat ein Team der University of Colorado in Boulder vorgestellt. Dabei handelt es sich nicht um ein technisches Gerät, sondern um eine Spezialfolie. Woraus sie besteht?

Man nehme den transparenten Kunststoff Polymethylpenten, mixt Glaskügelchen hinein und zieht den Kunststoff ultradünn aus. Auf die Rückseite der Folie wird dann noch eine reflektierende Schicht aufgetragen. So beschreibt das Entwicklerteam der University of Colorado grob zusammengefasst sein Erfolgsrezept.

Und dabei soll die Produktion gar nicht mal teuer sein – wenn die nur ein zwanzigstel Millimeter dicke Folie erst einmal industriell hergestellt wird: Die Ingenieure und Materialwissenschaftler gehen von 25 bis 50 US-Cent pro Quadratmeter aus. Die Erfinder selbst haben nach eigenen Angaben bereits mehrere Hundert Quadratmeter davon produziert.

Folie reflektiert Sonnenlicht zu 96 %

Die Folie kann zweierlei: Sie reflektiert das Sonnenlicht zu 96 % und strahlt Wärme ab. Ersteres übernimmt die hauchdünne Silberschicht, mit der die Rückseite der Folie verspiegelt ist. So wird verhindert, dass sich das Haus unter der Folie weiter aufheizt. Die eingebetteten winzigen Glaskügelchen von acht Mikrometer Durchmesser im Innern der Folie verstärken die Infrarotstrahlung, wie sie von sonnenerwärmten Gegenständen ausgeht, und strahlen sie in die Umgebung ab. Weil die Energie für die Infrarotstrahlung dem erwärmten Gegenstand unter der Folie entzogen wird, kühlt dieser mit der Zeit immer weiter ab.

Unter optimalen Bedingungen erzielt die Folie den Rechnungen der Wissenschaftler zufolge eine Kühlleistung von 92 Watt pro m2. Lege man 20 m2 davon auf einem Hausdach aus, könne man bei 37 °C Außentemperatur das Innere des Gebäudes auf 20 °C abkühlen, so die Forscher.

Allerdings dürfte das vor allem für amerikanische Häuser gelten, die oft aus Holz gebaut sind und in Sachen Wärmedämmung nicht an europäische Standards herankommen.  Und auch der Effekt, dass die Folie im Winter die eigentlich erwünschte Aufheizung eines Daches verhindert, gilt wohl vor allem in den USA.

Deshalb könnte die Folie in Europa wohl eher was für schlecht oder gar nicht gedämmte Gebäude wie Gewerbehallen sein. Oder für das Abdecken von Gletschern in den Alpen, die unter der starken Sonneneinstrahlung leiden.

Solarzellen mit der Folie beschichten

Aber die Wissenschaftler aus Boulder schlagen eine weitere Anwendung für ihre Folie vor: Sie könne auch Solarzellen kühlen und schützen, sagt Xiaobo Yin, der die Entwicklung geleitet hat. Überhitzen die Paneele in direktem Sonnenlicht, senkt dies ihren Wirkungsgrad und ihre Lebensdauer. Ein bis zwei Prozent Effizienzsteigerung hält er durch den Folieneinsatz für möglich. „Auf große Flächen übertragen macht das einen deutlichen Unterschied.“ Die Silberschicht würde dann nicht auf die Rückseite der Folie aufgetragen, schließlich wird das Licht für die Stromproduktion benötigt.

Aber auch das Erhitzen von in der Sonne stehenden Autos ließe sich mit der Folie verhindern und so die Klimaanlage entlasten.

Klimadecken für Gebäude

Mehr Sinn für gedämmte Gebäude als die Folie macht eine Erfindung von Fraunhofer Forschung: Sie haben eine Klimadecke entwickelt, die in nur wenigen Minuten für ein angenehmes Raumklima sorgt und dafür bis zu 70 % weniger Energie als eine herkömmliche Klimaanlage benötigt. Und die Fraunhofer-Ingenieure versprechen: Zugluft und Kondenswasser gibt es auch nicht.

Cool Brick: Keramikstein aus dem 3D-Drucker sorgt über seine Poren für Kühlung im Haus. Muss dafür allerdings zunächst von außen befeuchtet werden. 

Cool Brick: Keramikstein aus dem 3D-Drucker sorgt über seine Poren für Kühlung im Haus. Muss dafür allerdings zunächst von außen befeuchtet werden.

Foto: emerging objects

Gedanken zur Passiv-Klimatisierung haben sich auch Designer aus Kalifornien gemacht. Ihre Lösung: ein Backstein, der aus dem 3D-Drucker kommt. Das dahinterstehende Prinzip der Verdunstungskühlung nutzten Menschen bereits vor mehreren tausend Jahren. Die Erfinder hoffen, dass die Steine Klimaanlagen in Häusern künftig überflüssig machen.

 

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