Statt Klimaanlage: Schaum aus Holz soll Gebäude thermisch isolieren und kühlen
Aufgrund des Klimawandels werden viele Weltregionen heißer. Immer mehr Klimaanlagen sind jedoch nicht die einzige Lösung.
(Bild: Krasula/Shutterstock.com)
Der Klimawandel wird praktisch spürbar: Unsere Sommer werden wärmer – und gleichzeitig beginnt die Hitzeperiode gefühlt immer früher. In Weltregionen wie Deutschland, in denen traditionell nur selten Klimaanlagen in Wohnungen und Büros eingebaut wurden, ächzen die Menschen nach technischer Kühlung, um ihr Leben in den warmen Monaten des Jahres erträglicher zu machen. Doch die Verwendung solcher Air-Conditioning-Geräte (ACs) erhöht den Energieverbrauch, was dann wiederum den CO2-Ausstoß verstärkt und den Klimawandel treibt. Wie lässt sich dieser scheinbare Teufelskreis also durchbrechen?
Nanokristalle aus Holzgrundstoff zur Kühlung
Ein deutsch-chinesisches Forscherteam hat nun einen Ansatz entwickelt, mit dem sich ganze Gebäude kühler machen lassen – indem sie sich schlicht weniger stark aufheizen. Dazu haben sie ein Schaummaterial entwickelt, das aus Zellulose-Nanokristallen besteht – also einer speziellen Zusammensetzung aus dem Grundstoff von Holz.
Das Team um Yu Fu, Christoph Gerhard, Kai Zhang und Kollegen von der Universität Göttingen und der Nanjing-Universität für Forstwesen schaffen ein sogenanntes Aerogel, das eine thermische Isolierung eines Gebäudes mit einer integrierten Kühlung kombiniert. Der Schaum soll bis zu 96 Prozent des sichtbaren Lichtspektrums reflektieren und 92 Prozent der Infrarotstrahlung wieder abgeben könen, die in ihn eindringt, heißt es in der Studie der Gruppe, die in "Nano Letters" erschienen ist. Als "Strahlungs-Supercooler" bezeichnen die Forscher ihre Entwicklung, die sie für Energiesparhäuser vorsehen.
Energie sparen bei der Kühlung
Der Schaum ist zudem dynamisch in seinem Verhalten gegenüber der Außenwelt einstellbar. Dies lässt sich über dessen Komprimierung erreichen: Je weniger stark dies erfolgt, desto stärker ist der Kühlungseffekt. In einem Feldversuch überzogen die Forscher eine mit Alufolie überzogene Kiste mit dem Material und platzierten sie zur Mittagszeit in einem Außenbereich. Der Temperaturunterschied zwischen dem Inneren der Kiste und Außen betrug 9,2 Grad Celsius bei direkter Sonneneinstrahlung.
In heißer und feuchter Umgebung mit unterschiedlichen Sonnenbedingungen lag die Reduktion bei immerhin noch 7,4 Grad Celsius. Ersten Berechnungen zufolge könnte die Platzierung des Schaums auf dem Dach sowie an den Außenwänden eines Gebäudes den Kühlenergiebedarf im Schnitt um bis zu 35,4 Prozent senken. Der Schaum besteht aus Zellulose-Nanokristallen, die mit Siliziumwasserstoff-Brücken verbunden sind und dann gefriergetrocknet wurden – daraus ergibt sich dann besagter Schaum, der weiß ist und nur wenig wiegt. Inwiefern sich das Material wirklich für die Verwendung im Bauwesen eignet, muss jedoch noch untersucht werden.
(bsc)