Kurzfassung

Thermochrome und infrarotreflektierende Beschichtung (TIB) – Dachziegel als Schneeersatz

Lisa Reichel, Athina Georgi

zur Arbeit

Das Projekt basiert auf dem Prinzip des thermochromen Effekts von Farbpigmenten und soll den natürlichen Albedo-Effekt künstlich simulieren.

Die zugrundeliegende Intention ist, die voranschreitende Erwärmung unseres Planeten zu verlangsamen.

Umso weiter sich die Erde erwärmt, desto mehr wichtige weiße Flächen verschwinden. Beispielhaft sind die schmelzenden Gletscher Europas. Auch bleiben größere Schneeflächen in unseren Breitengraden aus, die wesentlich zur Reflektion der Sonneneinstrahlung beitragen. Weniger weiße, reflektive Flächen beschleunigen die Erderwärmung zusätzlich, da die dunklen Oberflächen die elektromagnetische Strahlung besser absorbieren.

Bislang existiert noch keine Idee, wie man diese weißen Flächen ersetzten könnte um der weiteren Erderwärmung vorzubeugen.

Es wäre aber möglich Flächen in urbanen Gebieten in weiße, sonnenstrahlenreflektierende Flächen umzuwandeln, um somit dem Klimawandel entgegenzuwirken.

Darum beschäftigt sich unser Projekt mit einer Idee, die diesem Geschehen entgegenwirken soll: Dächer, die den Albedo-Wert anheben. Unsere Grundidee ist es, dass Dächer den Effekt der Thermochromie nutzen, das heißt, dass sie im Sommer, wenn es warm und die Strahlungsintensität hoch ist, weiße Oberflächen bilden, die die einlaufende Strahlung der Sonne reflektieren. Im Winter dagegen, wenn es kalt und dunkel ist, sollen die Dächer schwarz werden, damit sie die Wärmestrahlung maximal absorbieren und somit Häuser zusätzlich erwärmen, was letztlich auch zu einem geringeren Heizbedarf führt.

An einem Modellhaus mit einem thermochromen Dach könnte nachgewiesen werden, dass bei Wärmeeinstrahlung der Erwärmungsfaktor durch eine weiße oder gar infrarotreflektive Farbe effektiv verringert wird. Dadurch könnte eine revolutionäre Nachhaltigkeit von Dächern etabliert werden, sodass eine ganz neue Möglichkeit der Dachnutzung entsteht.

Denn die privaten Haushalte in Deutschland benötigen mehr als zwei Drittel ihres Energieverbrauches zum Heizen von Räumen. Thermochrome Dächer, welche bei hohen Temperaturen (Sommer) Sonnenlicht reflektieren und bei niedrigen Temperaturen (Winter) Sonnenlicht absorbieren, können im Sommer in Häusern die Temperaturen senken und im Winter die Temperaturen erhöhen, ohne Energieverbrauch und ohne Energiekosten.

Auch sind im Sommer Städte bis zu 10-15°C wärmer als das Umland. Thermochrome Dächer, Straßen und Gehwege (etc.) könnten das städtische Mikroklima verbessern, indem sie Städte im Winter wärmen und im Sommer kühlen.

Die Menschheit versucht zusätzlich die Erderwärmung auf 1,5°C zu begrenzen. Weiße bzw. weiße infrarotreflektierende Flächen sind der beste Schneeersatz und könnten, bei Nutzung aller bebauten Flächen, die Erdtemperatur um etwa 1°C senken.

Den Beweis für diese Theorie anzutreten ist unsere Motivation für dieses Projekt.

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