Klimatechnik 30. Jan 2024 Von Stefan Asche Lesezeit: ca. 2 Minuten

Aktive Dachziegel senken den Energiebedarf von Häusern

US-Forschende haben neue Dachziegel entwickelt, die bei hohen Außentemperaturen kühlen und bei Kälte wärmen. Als Aktor dient ein Wachsmotor, der ohne jede Elektronik auskommt.

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Über das Dach eines Hauses kann entweder Hitze eindringen oder Wärme entweichen. Aktive Dachziegel könnten beim Energiesparen helfen.
Foto: PantherMedia / smuki

Forschende der University of California, Santa Barbara haben neue Dachziegel entwickelt, die bei hohen Außentemperaturen kühlen und bei Kälte wärmen. Mit ihrer Hilfe soll sich der Energiebedarf zur Temperierung von Häusern um rund 30 % reduzieren lassen. Als Zieltemperatur wählten die beiden Wissenschaftler Charlie Xiao und Bolin Liao 18 °C.

Außentemperatur liefert Antriebsenergie

„Je nach der Temperatur, die der Ziegel hat, wechselt er vom Kühl- zum Heizzustand und umgekehrt“, so Xiao. Die Ziegel sind mit einem ungewöhnlichen Motor ausgestattet, der nur von der Außentemperatur angetrieben wird. Treibende Kraft ist Wachs, das sich verflüssigt, wenn es warm wird, und verfestigt, wenn es abkühlt. Basierend auf der Volumenänderung des Wachses als Reaktion auf die Temperaturen, denen es ausgesetzt ist, erzeugt ein Wachsmotor Druck, der mechanische Teile bewegt und Wärmeenergie in mechanische Energie umwandelt.

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So hilft der Wachsmotor beim Energiesparen

Bei starker Sonneneinstrahlung wird das Licht reflektiert. In diesem Fall bewegt der Wachsmotor Lamellen an der Oberseite der Ziegel, die sich je nach Außentemperatur öffnen oder schließen. Bei kühleren Temperaturen sind die Lamellen geschlossen. Deren Oberfläche ist so ausgelegt, dass sie solare Wärme einfangen und so das Haus wärmen. Verflüssigt sich das Wachs, öffnet es die Lamellen und legt eine Fläche frei, die Sonnenlicht reflektiert und Wärme abstrahlt. Es stellt sich ein Kühleffekt ein. Darüber hinaus nimmt das Wachs während des Schmelz- oder Gefriervorgangs auch große Mengen an Wärme auf oder gibt sie ab, wodurch die Temperatur der Fliese und des Gebäudes weiter stabilisiert wird.

Fremdenergie wird überflüssig

Wegen der Verwendung von Wachsmotoren sind für den Betrieb der wärmeregulierenden Dachziegel keine Elektronik, Batterien oder externen Stromquellen erforderlich, versprechen die US-Wissenschaftler. Zudem könnten sie an regionale Bedürfnisse angepasst werden, etwa durch verschiedene thermoaktive Beschichtungen und verschiedene Arten von Wachs, heißt es abschließend.

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