Fünf Ideen für klimafreundlichere Gebäude

In heißen Regionen wie den griechischen Inseln ist Weiß die Wandfarbe der Wahl. Und das hat natürlich nicht nur ästhetische Gründe. Schließlich wirft Weiß die Sonnenstrahlen zurück und sorgt so für verträglichere Temperaturen in den Innenräumen. US-Forschende haben nun nach eigenen Angaben die bisher weißeste Wandfarbe entwickelt. Sie soll mehr als 98 Prozent des einfallenden Sonnenlichts reflektieren. Dadurch liege ihre Oberfläche selbst in der Mittagshitze 4,5 Grad unter der Umgebungstemperatur, nachts sogar ganze 10,5 Grad, wie die Messungen der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ergaben. „Wenn Sie diese Farbe verwenden würden, um eine Dachfläche von gut 90 Quadratmetern zu bedecken, könnten Sie schätzungsweise eine Kühlleistung von zehn Kilowatt erhalten“, sagt Xiulin Ruan, Professor für Maschinenbau an der US-amerikanischen Purdue University. „Das ist leistungsfähiger als die zentralen Klimaanlagen, die in den meisten Häusern verwendet werden.“ Das Ultraweiß soll ähnlich widerstandsfähig sein wie herkömmliche Wandfarbe. Und es soll auch der Umgebung zugutekommen. Denn wenn sich Fassaden weniger stark erwärmen, arbeitet das auch urbanen Hitzeinseln entgegen, mit denen die Bewohnenden von Großstädten immer stärker zu kämpfen haben.

Dämmmaterial dient gewöhnlich vor allem dazu, die Wärme in der Wohnung zu halten. Das Material, das Forschende der Universitäten Halle-Wittenberg und Leipzig entwickelt haben, soll stattdessen die Sommerhitze speichern – um sie in der Nacht oder im Winter wieder abzugeben. Die Erfindung basiert auf einem sogenannten Latentwärmespeicher. Dieser kann durch einen Wechsel des Aggregatzustands von fest zu flüssig Wärme aufnehmen. Erhärtet das Material, wird die gespeicherte Wärme wieder abgegeben. Ein Prinzip, das man etwa von Handwärmekissen für den Winter kennt. Integriert in Dämmplatten könnte das neue Material bis zu 24-mal mehr Wärme speichern als herkömmlicher Beton oder Gips, so die Berechnungen der Forschenden. Bislang wird es noch in kleinen Mengen im Labor produziert – überwiegend aus umweltfreundlichen Materialien. Künftig könnte es in größerem Stil und sommers wie winters die Energiebilanz von Gebäuden verbessern. Außerdem könnte es als passive Kühlung die Effizienz von Solaranlagen oder Batteriesystemen steigern.

In ihren Anfängen war die Photovoltaik eine kluge, aber kostspielige Sache. Mittlerweile ist Elektrizität aus der Sonne die günstigste Art, Strom zu erzeugen. Gut 90 Prozent der heutigen Solarzellen nutzen dabei das Halbmetall Silizium zur Umwandlung der Sonnenenergie. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie Unternehmen arbeiten aber zunehmend an organischen Solarmodulen. Der Strom wird dabei von Kohlenwasserstoffverbindungen erzeugt. Kurz gesagt: aus Plastik. Der Vorteil: Die Solarfolien sind deutlich dünner, leichter und vor allem flexibel. Sie eignen sich daher grundsätzlich für alle Oberflächen, auf denen der Einsatz starrer und schwerer Module nicht möglich ist. Die Folien des Herstellers Heliatek aus Dresden wurden etwa bereits auf Leichtbaudächern, Biogasanlagen oder dem Turm einer Windkraftanlage angebracht. Durch ihre Halbtransparenz könnten sie jedoch auch in Glasfassaden oder Fenstern zum Einsatz kommen. Und dabei mit weniger Energie und Materialaufwand zu geringeren Kosten produziert werden, wie die Verfechterinnen und Verfechter der Technologie betonen. Was klingt wie ein Selbstläufer, hat allerdings selbstverständlich auch ein paar Haken. Während Siliziumzellen eine Lebensdauer von 40 Jahren erreichen, liegt die Lebenserwartung von organischen Zellen bislang „nur“ bei 25 Jahren. Und auch ihr Wirkungsgrad liegt noch gut zehn Prozent hinter ihren siliziumbasierten Verwandten. Man braucht also größere Flächen, um denselben Energieertrag zu ernten – womit sich die geringeren Herstellungskosten relativieren. Die organischen Solarzellen müssen also noch etwas aufholen, um in Zukunft auf jeder Fensterscheibe zu kleben.