Langlebig und robust Forscher entwickeln kühlende Farbe
Klimaanlagen verbrauchen viel Energie. Eine neue Farbe aus Zement, Nanopartikeln und Wasserbindungsmitteln könnte eine Alternative sein – denn sie hat einen erstaunlichen Effekt.
Gebäude klimafreundlich zu kühlen – das ist in heißen, feuchten tropischen Regionen, aber auch hierzulande eine große Herausforderung. Herkömmliche Systeme stoßen schnell an ihre Grenzen oder verbrauchen so viel Energie, dass sie aus finanzieller oder umwelttechnischer Sicht nicht sinnvoll sind. Ein internationales Forscherteam hat eine Alternative entwickelt: eine Farbe auf Zementbasis, die ohne Stromzufuhr Räume um mehrere Grad Celsius abkühlen kann. Die dazugehörige Studie wurde in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht.
Zwei Kühlmechanismen kombiniert
Die neu entwickelte Farbe mit dem Kürzel CCP-30 nutzt dabei zwei physikalische Effekte: Zum einen die sogenannte radiative Kühlung – dabei wird Wärme in Form von Infrarotstrahlung abgegeben. Zum anderen die sogenannte evaporative Kühlung – dabei verdunstet gespeichertes Wasser, wodurch dem Gebäude Wärme entzogen wird. Diese Kombination macht die Farbe besonders wirkungsvoll und ist daher besonders in Gegenden mit hoher Luftfeuchtigkeit interessant.
Im Inneren der Farbe steckt ein schwammähnliches Material mit vielen kleinen Poren (Calciumsilikathydrat). Dadurch kann es Wasser gut speichern. Zusätzlich enthält die Farbe winzige Teilchen, die das Sonnenlicht fast komplett zurückwerfen (Bariumsulfat), sowie Stoffe, die Wasser binden und halten können (Polyvinylalkohol und Lithiumchlorid). Das Ergebnis ist eine stabile und robuste Oberfläche, die sich bei kleinen Schäden selbst repariert. Das macht sie, indem sie Feuchtigkeit aus der Luft aufnimmt und dadurch kleine Risse wieder verschließt – ähnlich wie etwa Beton, der bei Nässe nachhärtet. Darüber hinaus kann sie Wasser speichern, ohne aufzuquellen oder abzubröckeln.
Überzeugende Testergebnisse
In einem Test in Singapur wurden drei gleiche Häuser mit verschiedenen Farben gestrichen: mit normaler weißer Farbe, mit einer speziellen reflektierenden Farbe und mit CCP-30. Das Ergebnis: Im CCP-30-Haus war es tagsüber bis zu sieben Grad kühler, die Klimaanlage verbrauchte bis zu 40 Prozent weniger Strom – schon nach einem Monat.
Auch langfristig blieb die Farbe stabil und zuverlässig: Trotz Sonne, Regen und hoher Luftfeuchtigkeit zeigte sie keine Schäden und blieb wirkungsvoll. In Simulationen zeigte sich zudem, dass der Kühleffekt noch stärker wird, wenn nicht nur das Flachdach oder die Dachterrasse, wie in einigen Ländern üblich, sondern auch die Fassaden gestrichen werden.
Laut den Forschern ist das Material günstig in der Herstellung, langlebig und lässt sich mit gängiger Zementtechnologie verarbeiten. Auch die Umweltbilanz stimmt: Trotz des Materialaufwands spart die Farbe durch geringeren Energieverbrauch deutlich CO2 ein – und das langfristig.
Noch ist die Entwicklung nicht marktreif. Das könnte sich laut Forscher in den kommenden Jahren jedoch ändern.
- researchegate.net "Passive cooling paint enabled by rational design of thermal-optical and mass transfer properties" (Englisch)
- science.org "Passive cooling paint enabled by rational design of thermal-optical and mass transfer properties" (Englisch)
