Griffith University: Wärmeabsorbierende Baumaterialien statt Klimaanlagen

Mit dem richtigen Baumaterial werden Klimaanlagen überflüssig

Ein Team von Ingenieuren der Griffith University in Australien hat ein neuartiges Material vorgestellt, das Wärme absorbieren kann, um Gebäude zu kühlen und so die häufige Nutzung von Klimaanlagen zu reduzieren.

Das Team der Griffith School of Engineering and Built Environment in Brisbane führte ein einjähriges Experiment durch, bei dem festgestellt wurde, dass Phasenwechselmaterialien (Phase Change Materials, kurz PCMs) die Eigenschaft haben, ein Vielfaches mehr an Wärme aufzunehmen als Beton. Die Ergebnisse wurden im Fachjournal Building and Environment veröffentlicht. Dr. Ruwan Fernando, Co-Autor der Studie, erklärte, dass sich die Nachfrage nach Klimaanlagen reduzieren ließe, wenn die Gebäude einen Teil der Wärme speichern und nachts wieder abgeben würden, sobald es kühler wird.

"Die International Energy Agency schätzt, dass weltweit etwa ein Zehntel der gesamten Energie für die Klimatisierung verwendet wird", so Dr. Fernando. "Noch beunruhigender ist der steigende Bedarf an Klimaanlagen in Ländern mit großer Hitze und hoher Luftfeuchtigkeit. Während wir in erneuerbare Technologien wie Solar- und Windkraft investieren, ist es gleichzeitig notwendig, auch die Effizienz zu erhöhen, mit der wir unsere derzeitige Energie nutzen. PCMs speichern jeweils ein Vielfaches mehr an Wärme als herkömmliche Baustoffe wie Beton. Sie haben außerdem eine sehr lange Lebensdauer." 

PCMs werden aktuell eher mit kühlenden Gelkissen gegen Migräne oder Kissen mit Kühlmaterialien in Verbindung gebracht, jedoch werden sie von der Bauindustrie immer häufiger in neuen Formen adaptiert, die darauf abzielen, den Einsatz von Klimaanlagen zu reduzieren. Das Forschungsteam hat die thermische Leistung in einem groß angelegten Versuchsmodell getestet, welches sowohl die Computermodellierung verschiedener PCM-Typen und Materialstärken als auch ihre Isolierung validierte. 

"Wir haben in den Fällen, in denen dies eine praktikable Alternative zur Klimatisierung darstellte, auch die großflächige Verwendung von Belüftungsmodellen in Betracht gezogen", so Dr. Fernando. "Insgesamt wurden mehr als 37.000 Simulationen mit eigens entwickelter Software durchgeführt. Aus den Simulationen wurden mehr als ein halbes Terabyte an Daten gewonnen, die die Wärmeleistung jeder Konstruktion im Laufe eines Jahres anhand realer Wetterdaten detailliert beschreiben." 

Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen, dass einige australische Klimazonen von Phasenwechselmaterialien sehr profitieren könnten und dass diese bei richtiger Auswahl des Materials und der Konfiguration eine hohe Kapitalrentabilität bieten können.