Kunststoffrecycling zur natürlichen Temperaturanpassung in Gebäuden im Jahresverlauf

BerlinForscher der Princeton University und der UCLA haben ein passives System entwickelt, das im Sommer Gebäude kühlt und im Winter wärmt. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie am 27. Juni im Fachjournal Cell Reports Physical Science. Dieses neuartige System steuert die Wärmeabstrahlung durch das gezielte Anvisieren bestimmter Wellenlängen, was Energie spart und den thermischen Komfort verbessert. Jyotirmoy Mandal, Professor an der Princeton University, erklärte, dass ihre Methode die Art und Weise nutzt, wie Strahlung in der Umgebung funktioniert.

Laut Mandal verlieren Gebäude den Großteil ihrer Wärme durch Strahlung an die Umwelt. Indem wir die Art und Weise anpassen, wie ihre Oberflächen mit Licht interagieren, können wir neue Methoden zur Wärmeverwaltung in Gebäuden entdecken.

Strahlungswärme ist überall. Wir spüren sie von der Sonne oder einem erhitzten elektrischen Draht. Viele Gebäude arbeiten bereits daran, sie zu regulieren. Zum Beispiel:

Verwenden Sie Jalousien, um Sonnenlicht abzuschirmen, und streichen Sie Dächer und Wände weiß, um die Sonnenstrahlen zu reflektieren.

Das Kühlen von Gebäuden hat eine lange Tradition. In Orten wie Santorini in Griechenland und Jodhpur in Indien verwenden die Menschen Dächer und Wände, die das Sonnenlicht reflektieren. Heutzutage sind Kühlbeschichtungen für Dächer weitverbreitet, aber es ist schwieriger, Wände und Fenster zu kühlen. Dächer können die Wärme leicht in den Himmel abstrahlen, während Wände und Fenster oft anderen Gebäuden und heißen Oberflächen zugewandt sind.

Laut Aaswath Raman, einem außerordentlichen Professor der UCLA, verlieren Wände und Fenster Wärme an den Himmel und nehmen gleichzeitig Wärme aus dem Boden auf. Bei kaltem Wetter wird ihnen die Wärme von ihrer Umgebung entzogen.

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Die Forscher entdeckten eine Methode, um die Wärmeströmung zu verstehen. Sie fanden heraus, dass Wärme von Gebäuden durch einen kleinen Teil des Infrarotspektrums in den Himmel gelangt, den sie als "atmosphärisches Transmissionsfenster" bezeichneten. Auf Bodenniveau bewegt sich Wärme jedoch durch das gesamte Infrarotspektrum, was sie "Breitband" nannten.

Mandal erklärte, dass spezielle Beschichtungen, die Wärme gezielt regulieren, dazu beitragen können, Gebäude im Sommer kühler und im Winter wärmer zu halten.

Für dieses System benötigen Sie gängige, günstige Materialien. Einige Beispiele sind:

Polyvinylfluorid wird für Gebäudeverkleidungen verwendet und Polypropylen findet man in Haushaltskunststoffen.

Raman erläuterte, dass Materialien wie Polypropylen in einem bestimmten Teil der Atmosphäre entweder Wärme abgeben oder aufnehmen. Diese weit verbreiteten und leicht zu produzierenden Materialien könnten bald dazu beitragen, Gebäudetemperaturen zu regulieren.

Die Energieeinsparungen sind beträchtlich. Sie können dabei helfen, die Kosten für Klimaanlagen zu senken und die Anzahl der hitzebedingten Todesfälle zu verringern.