Neue energiesparende Baumaterialien werden wahrscheinlich Klimaanlagen ersetzen

Die Zeitschrift „Technical Review“ des Massachusetts Institute of Technology berichtete kürzlich, dass in den Vereinigten Staaten bald ein Baumaterial erhältlich sein wird, das tagsüber Wärme absorbieren und nachts wieder abgeben kann, wodurch der Einsatz von Klimaanlagen reduziert wird.

Der Einleitung zufolge werden derzeit in den meisten Gebäuden Gipskartonplatten für die Wände verwendet. National Gypsum in North Carolina testet einen neuen Gipsplattentyp, der ein Kapselmaterial enthält, das Gebäude durch Wärmeaufnahme passiv kühlen kann. Diese Kapselsubstanzen werden vom deutschen Chemieriesen BASF (BASF) hergestellt und können vielen Bauprodukten zugesetzt werden. In Europa wurde dieses neuartige Kapselmaterial in einigen Bauprodukten verwendet.

Diese Art von Kapselmaterial enthält Phasenwechselmaterial, also Material, das bei Temperaturänderungen seine Form ändert und latente Wärme liefern kann. Dadurch ist das Prinzip der Kühlung des Hauses dasselbe wie das Prinzip der Kühlung des Getränks durch die Aufnahme von Wärme beim Schmelzen von Eiswürfeln. . Jede Polymerkapsel enthält Paraffinwachs, das bei Raumtemperatur schmilzt, sodass sie die Raumtemperatur tagsüber im Wesentlichen konstant halten kann. Paraffinwachs funktioniert am besten bei kühlem Wetter in der Nacht. Nach sinkenden Temperaturen in der Nacht kann die Kapsel wieder aushärten und so die tagsüber gespeicherte Wärme abgeben.

Peter Schossig ist Ingenieur am Fraunhofer-Institut in München. Sein Forschungsteam hat diese Kapsel in Zusammenarbeit mit BASF entwickelt. Er sagte, dass dieses Material in einigen Ländern Südeuropas tagsüber genug Wärme absorbieren kann, um bis zu 20 % des Strombedarfs für die Klimaanlage einzusparen. In Nordeuropa, wo die Nachttemperaturen kühler sind, benötigen Gebäude, die dieses Material verwenden, möglicherweise überhaupt keine Klimaanlage.

Diese neue Errungenschaft trägt dazu bei, den umweltfreundlichen Trend in der Bauindustrie voranzutreiben, grüne Baumaterialien zu verwenden, die eine angenehme Innentemperatur aufrechterhalten können, ohne Strom zu verbrauchen. Nach Angaben der USA Nach Angaben der Energy Information Administration in den Vereinigten Staaten verbrauchen Gebäude etwa 70 % der Stromerzeugung des Landes, wovon 8 % für die Klimatisierung von Wohnungen und Büros verwendet werden. Derzeit werden in den USA häufig Leichtbaumaterialien wie Holzrahmen und Gipsplatten verwendet. Sie können das Gebäude schnell fertigstellen, aber diese Materialien nehmen nicht viel Wärme auf, sodass die Raumtemperatur im Laufe des Tages stark schwankt.

Leon Glicksman, Professor für Bautechnologie und Maschinenbau am MIT, sagte, dass Phasenwechselmaterialien eine Möglichkeit bieten, Leichtbaumaterialien Wärmespeicher hinzuzufügen. Seit den 1950er Jahren haben mehrere Unternehmen versucht, passive Kühlsysteme zu entwickeln, die die Eigenschaften von Phasenwechselmaterialien nutzen können. Sie haben jedoch nur begrenzte Ergebnisse erzielt, da es schwierig ist, neue Materialien zu vorhandenen Baumaterialien hinzuzufügen.

Mikrokapseln erhält BASF durch schnelles Rühren von geschmolzenem Wachs mit heißem Wasser. Da sich Wachs und Wasser gegenseitig abstoßen, bildet Wachs im Wasser viele kleine Wachströpfchen. Als die Forscher der Wachs-Wasser-Mischung Acrylvorläufer hinzufügten, bewirkte die Abstoßungskraft zwischen Wachs und Wasser, dass die Acrylvorläufer die Oberfläche der Wachströpfchen bedeckten. Die resultierende Nassmischung kann dem Pulver zur Herstellung von Gipskartonplatten zugesetzt werden oder nach dem Trocknen anderen Baumaterialien wie Zement und Gips zugesetzt werden.

DuPont, ein weiterer Chemieriese, stellt ebenfalls Phasenwechselmaterialien in Kapseln her und hat sie wärmeabsorbierenden Platten zum Verkauf in Europa hinzugefügt. Die Strategie von BASF unterscheidet sich geringfügig von der von DuPont: Sie verkaufen die Kapseln an andere Unternehmen, um sie in Baumaterialien wie Decken, Porenbetonsteine ​​und Gipsplatten einzubauen. Eine von BASF durchgeführte Studie schätzt, dass am Beispiel der Strompreise und Klimabedingungen in Deutschland die Stromrechnung eingespart werden kann, wenn 360 Gramm des Phasenwechselmaterials (ca. 4.883 US-Dollar) dem in einem Wohnhaus verwendeten Gips hinzugefügt werden innerhalb von 5 Jahren. die Kosten decken