Dienstag, 18.12.2018
 
StartseiteForschung aktuellEisbärenfell als Vorbild14.01.2013

Eisbärenfell als Vorbild

Neuartiger Langzeitwärmespeicher wird im Nullenergiehaus eingesetzt

Am Institut für Textil- und Verfahrenstechnik in Denkendorf steht der sogenannte Eisbärbau. Das einem Iglu ähnelnde Gebäude verfügt über eine ungewöhnlich effiziente Wärmedämmung. Die Besonderheit: Bei der Entwicklung des Dämmmaterials stand das Fell von Eisbären Pate.

Von Carl-Josef Kutzbach

Das Fell des Eisbären verfügt über Luftkammern, die seinen Körper vor Kälte schützen.  (Bernhard Krieger)
Das Fell des Eisbären verfügt über Luftkammern, die seinen Körper vor Kälte schützen. (Bernhard Krieger)
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Vor dem Institut für Textil- und Verfahrenstechnik im Körschtal bei Stuttgart entstand in den letzten Monaten der Eisbärenbau: Er ähnelt einem großen Igluzelt, das nach Süden etwas flacher ausläuft. Die Oberfläche ist weiß. Der etwa fünf Meter hohe Bau wird "Eisbärenbau" genannt, weil bei ihm Techniken eingesetzt werden, die man den Tieren abgeschaut hat. Institutsleiter Professor Heinrich Planck, beschreibt, was beim Eisbär und seinem Fell so besonders ist:

"Der Eisbär, der in der Arktis lebt, muss sich ja irgendwie über Wasser halten, er muss die Temperaturen aushalten und da hat er ein ganz intelligentes Fell: Er hat ein weißes Fell, das im Prinzip Luftkammern hat. Dadurch isoliert er seinen Körper von der Kälte und in der Sonne kann er praktisch durch seine schwarze Haut die Wärme wiedergewinnen und speichern im Körper."

Dieses Prinzip imitiert das neue Gebäude. Sein Sonnenkollektor funktioniert ganz ähnlich, wie das Fell des Eisbären: Die transparente äußere Isolierschicht lässt das Sonnenlicht hinein. Die schwarze Haut darunter erwärmt sich und gibt diese Wärme an die Luft weiter, die durch sie hindurch strömt, so ähnlich, wie beim Eisbären das Blut die Wärme abtransportiert. Die dritte Schicht isoliert das Ganze dann gegenüber dem Inneren des Hauses und entspricht der Fettschicht unter der Haut des Eisbären.

Technisch war das nicht so einfach, denn man braucht für diesen Solarkollektor einen flexiblen Wärmeabsober, der hohe Temperaturen aushalten muss. Das schwarze Zentimeter dicke Gewebe ähnelt ganz entfernt einer Isomatte, allerdings strömt Luft durch es hindurch, erklärt Projektleiter Thomas Stegmaier:

"Wir haben in diesem Solarkollektor einen Wärmetauscher, einen Energie-Wärmetauscher entwickelt, der äußerst effizient arbeitet durch ein schwarzes Textil, das wir hier drin haben. Es ist hoch porös, so dass die Luft dieses Material umströmen kann und das gleichzeitig durch das Sonnenlicht erwärmt wird, praktisch also als Absorber wirkt. Damit erreichen wir diese hohe Umsetzung des Sonnenlichts in Wärmeenergie."

Die durch das Dach zirkulierende Luft wird dabei erstaunlich heiß:

"Wir waren selber überrascht, dass wir bis zu 140 Grad Celsius erreichen, bei einer Lauflänge von vier bis fünf Metern bei einer guten Sonneneinstrahlung an einem schönen Sommertag in unseren Breiten mit rund 1000 Watt pro Quadratmeter."
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Diese heiße Luft überträgt ihre Energie an einen Wärmespeicher. Er ist die zweite neue Entwicklung an diesem Eisbärenbau.

"Dann haben wir das gekoppelt mit einem Energiespeicher, der diese Wärmeenergie umsetzen kann in eine chemische Energie, wie auch die Natur die Energie der Sonne eigentlich speichert in chemischer Form in Kohlenhydraten. Wir konnten dazu mit einem Partner einen chemisch-physikalischen Speicher entwickeln, der, wenn er beladen ist, kalt ist und bei Bedarf dann die Energie wieder abgibt zur Beheizung des Gebäudes."

Details des neuartigen Langzeitwärmespeichers wollen die Forscher noch nicht verraten. Nur so viel, dass er im Sommer so viel Wärme bunkert, dass damit das Zelt den ganzen Winter beheizt werden kann. Ob alles so funktioniert, wird jetzt ein Jahr lang erprobt. Die Forscher wollen mit dieser Arbeit den Weg zu energiesparenderen Foliendach-Konstruktionen weisen.

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