Neue Dachziegeln kühlen und wärmen zugleich

Antrieb ist laut der University of California Santa Barbara ein temperaturgesteuerter Wachsmotor

So funktionieren die neuen temperaturstabilisierenden Dachziegel (Grafik: ucsb.edu)

Santa Barbara (pte025/29.01.2024/12:30) - Forscher der University of California Santa Barbara ( https://www.ucsb.edu ) haben neue Dachziegeln entwickelt, die bei hohen Außentemperaturen kühlen und bei Kälte wärmen. Der Strombedarf für das Kühlen von Häusern sinkt demnach um das 3,1-Fache, jener für das Heizen um das 2,6-Fache. "Die Zieltemperatur liegt bei rund 18 Grad Celsius", sagen Charlie Xiao und sein Kollege Bolin Liao.

Druck durch Volumenänderung

"Je nach der Temperatur, die der Ziegel hat, wechselt er vom Kühl- zum Heizzustand und umgekehrt", so Xiao. Die Ziegeln 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.

In diesem Fall bewegt er Lamellen an der Oberseite der Ziegeln, 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 Menge 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.

(Ende)