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Jun 16, 2023

Der farbenfrohe neue Anstrich reduziert den Energieverbrauch beim Heizen und Kühlen

Ein neuer Anstrich kann Häuser und andere Gebäude im Sommer kühler und im Winter wärmer halten. Der Energieverbrauch für die Beheizung und Kühlung von Wohnräumen ist in letzter Zeit dramatisch gestiegen

Ein neuer Anstrich kann Häuser und andere Gebäude im Sommer kühler und im Winter wärmer halten.

Der Energieverbrauch für die Beheizung und Kühlung von Wohnräumen ist in den letzten Jahren dramatisch gestiegen. Raumheizung und -kühlung verbrauchen jedes Jahr etwa 13 % des weltweiten Energieverbrauchs und sind für etwa 11 % der Treibhausgasemissionen verantwortlich. Um diese Probleme anzugehen, gewinnt die Entwicklung fortschrittlicher Materialien, die Energieeinsparungen beim Heizen und Kühlen fördern, zunehmend an Bedeutung.

Forscher der Stanford University haben eine neue Art von Farbe erfunden, die Häuser und andere Gebäude im Sommer kühler und im Winter wärmer halten kann. Die neu investierte Farbe wird in einer breiten Farbpalette hergestellt und kann den Energieverbrauch, die Kosten und die Treibhausgasemissionen erheblich senken.

Bei den neuen Farben werden zwei Schichten separat aufgetragen. Die untere Schicht enthält Aluminiumflocken, die bis zu etwa 80 % des Lichts im hohen mittleren Infrarotbereich reflektieren und so verhindern, dass Wärme durchdringt. Und eine ultradünne, infrarottransparente Oberschicht besteht aus anorganischen Nanopartikeln in den unterschiedlichsten Farben.

Die Idee besteht darin, die Farbe auf Außenwände und Dächer aufzutragen, um bei heißem Wetter die Wärme draußen zu halten, und auf Innenwände, um bei kaltem Wetter die Wärme im Inneren zu halten. Die Farbschicht reflektiert auch einen Teil des Nahinfrarotlichts, was die Reduzierung der Klimatisierung verstärkt.

Forscher haben ihre neu erfundenen Farben in den Farben Weiß, Blau, Rot, Gelb, Grün, Orange, Lila und Dunkelgrau getestet. Sie fanden heraus, dass neue Farben das hohe mittlere Infrarotlicht zehnmal besser reflektieren als herkömmliche Farben in den gleichen Farben.

Die neuen Farben reduzierten den Energieaufwand für das Heizen in Experimenten mit künstlichen, kalten Umgebungen um etwa 36 % und für die Kühlung unter künstlich warmen Bedingungen um fast 21 %.

Als nächstes führte das Forschungsteam ein Experiment in einem typischen mittelgroßen Wohnhaus in verschiedenen Klimazonen in den Vereinigten Staaten mit der neuen Farbe auf Außenwänden und Dächern durch. Sie stellten fest, dass der Gesamtenergieverbrauch für Heizung, Lüftung und Klimaanlage im Laufe eines Jahres um 7,4 % zurückging.

Darüber hinaus testeten die Forscher die Haltbarkeit ihrer Lacke in verschiedenen Situationen. Sie waren wasserabweisend und ihre Leistung und Ästhetik wurden nicht beeinträchtigt, auch wenn sie eine Woche lang kontinuierlich hohen Temperaturen (176 Grad Fahrenheit oder 80 Grad Celsius), niedrigen Temperaturen (-320,5 Grad Fahrenheit oder -196 Grad Celsius) ausgesetzt waren Umgebungen mit hohem und niedrigem Säuregehalt.

Forscher sagen, dass die neuen Farben auch auf Lastkraftwagen und Eisenbahnwaggons aufgetragen werden können, die für Kühltransporte eingesetzt werden, bei denen die Kühlkosten bis zur Hälfte des Transportbudgets ausmachen können.

„Unser Team arbeitet weiterhin daran, die Farbformulierungen für praktische Anwendungen zu verfeinern“, sagte der andere Co-Hauptautor der Studie, Jian-Cheng Lai, in der Pressemitteilung. „Zum Beispiel wären wasserbasierte Lösungen umweltfreundlicher als die von uns verwendeten organischen Lösungsmittel. Das könnte die Kommerzialisierung der Farben erleichtern.“

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