Wandfarbe mit Einlage

Wie Puderzucker sieht das weiße Pulver aus, das Thorsten Gerdes in einem Fläschchen mitgebracht hat. Doch der Schein trügt. In Wahrheit hat der Ingenieur vom Lehrstuhl für Werkstoffverarbeitung der Universität Bayreuth ein Hightech-Material vor sich: winzigste hohle Glaskügelchen.

"Das ist bereits ein kommerzielles Produkt, das zwar schwierig zu beschaffen ist, aber es ist verfügbar. Eine Hohlkugel unterschiedlicher Größe, einige Mikrometer groß. Die Kugeln bestehen aus einem handelsüblichen Glas, es ist etwas modifiziert. Aus einer ganz dünnen Schale und einem hohlen Innenraum."

Der Baustoffhersteller Franken Maxit mischt dieses Glaskugelpulver in eine Wandfarbe. Wird die auf einer Fassade verstrichen, legen sich die hohlen Kügelchen in der Farbschicht nebeneinander.

"Und wenn die Sonne hoch steht, dann wird an diesen Mikrokugeln die Sonne so reflektiert, dass die Strahlung zurückgeworfen wird, dass also das Haus sich im Sommer nicht aufwärmt. Im Winter dagegen steht die Sonne relativ flach, und dann wird die Strahlung nicht in dem Maße reflektiert, kann dann durch das Mauerwerk durchdringen und einen Energiebeitrag liefern, den man dann nicht mehr benötigt, um das Gebäude zu heizen."

Der Effekt hängt mit der Geometrie der Kugeloberfläche zusammen. Scheint die Sonne von oben auf die Wand, trifft sie die Kugeln in sehr steilem Winkel – der größte Teil der Strahlung wird reflektiert, wie von einem Spiegel. Im Winter treffen die Strahlen nahezu senkrecht auf die Glaskugeln. Dabei werden sie kaum zurückgeworfen und dringen in die Wand ein. Weil im Sommer weniger gekühlt und im Winter nicht so viel geheizt werden muss, können etwa zehn bis 15 Prozent Energie eingespart werden, haben Messungen gezeigt. Auch bei Innenwandfarben wird dank der Glaskügelchen mehr Wärmestrahlung reflektiert.

"Ein Mensch emittiert Strahlung und hat, wenn er sich nicht bewegt, eine Leistung von 50 bis 80 Watt Wärme, die wir abgeben. Wenn die Wärme von der Wand geschluckt wird, ist das verlorene Wärme. Wenn die Strahlung, die wir abgeben, von der Wand aber reflektiert wird, dann haben wir subjektiv ein höheres Wohlfühlempfinden."

Die Innenwand ist dann zwar objektiv nicht wärmer, aber sie kommt uns so vor, eben weil ein Teil der Strahlung in den Raum zurückgeworfen wird. Die Raumtemperatur kann dadurch ohne Einbußen an Wohnkomfort um ein Grad gesenkt werden – und das bedeutet noch einmal sechs Prozent weniger Heizkosten. In einem neuen Forschungsprojekt sind die Bayreuther Wissenschaftler dabei, die Glaskügelchen zusätzlich zu beschichten, damit sie noch besser reflektieren, sagt Thorsten Gerdes.

"Das sind zum einen keramische Beschichtungen, zum Beispiel mit Titandioxid. Es sind auch Beschichtungen mit Aluminium oder mit Silber."

Eine spiegelnde Schicht soll den Effekt also noch verstärken. Silber bewirkt überdies, dass sich keine Schimmelpilze auf der Wand ansiedeln. Diese Gefahr ist aber ohnehin geringer als bei herkömmlichen Farben. Denn die Mauer ist ja im Winter wärmer und damit trockener. Noch suchen die Forscher nach der Beschichtungstechnik, mit der sich all das am besten erreichen lässt. Sie testen dabei unterschiedliche Möglichkeiten.

"Da gibt es zum Teil organische Vorstufen, wo man ein Molekül verdampft, auf der heißen Kugeloberfläche diese Substanz wieder zersetzt und auf diese Weise eine Schicht bekommt. Es gibt bei den Metallen die Möglichkeit, dass man die Metalle verdampft und dann diese Metalldämpfe auf der Oberfläche der Partikel kondensiert. Das ist wirklich viel Trickserei und Optimierung, da ordentliche Schichten hinzubekommen. Denn die Effekte sind nur dann da, wenn die Schichtdicken auch perfekt aufeinander abgestimmt sind."

Derzeit steht ohnehin nur die Farbe mit den unbeschichteten Glaskügelchen zur Verfügung. Die soll übrigens nach Angaben des Herstellers kaum teurer sein als andere hochwertige Wandfarben.