Funktionsweise
Wie funktionieren unsere Produkte?
Ohne Technik, Energieverbrauch oder große bauliche Maßnahmen Hitzelast oder Kältedruck reduzieren UND Energie sparen – das können alle unsere Materialien und Produkte, die von innovatien Unternehmen weltweit entwickelt wurden.
Der Schlüssel zur Wirkung sind physikalische Effekte, die bisher beim Thema Kühlen und Wärmen häufig vernachlässig wurden:
- Reflexion
- Emission
- Strahlungswärme
- Verdunstungskühle
- Feuchtemanagement
Über diese Faktoren wird das Raumklima optimiert bzw. der Körper wohltemperiert und gleichzeitig Energie gespart – das heißt, wohler fühlen, Geld sparen und Klima schützen gleichzeitig!
Die meisten unserer Produkte wirken durch einen oder einige wenige der aufgeführten physikalischen Effekte, doch unsere ClimateCotating Klimabeschichtungen vereinen alle Effekte zu einem umfassenden Wirkungspaket.
Sie wollen tiefer in diese Wirkzusammenhänge von ClimateCoating eintauchen? Dann lesen Sie das Vertiefungsdokument mit der Beschreibung des gesamten Wirkspektrums: Theorie – Einstieg physikalisch historisch
Reflexion
Dass ein hohes Reflexionsvermögen bei Sonne gut ist gegen das Aufheizen von Gebäuden und Gegenständen, das ist hinlänglich bekannt. So schützen die Menschen auf den griechischen Inseln per Weißanstrich Ihre Häuser gegen die Sonne und Autos werden im Sommer mit alubeschichteten Abdeckungen versehen. Ebenso bekannt ist, dass auch Wärmestrahlung reflektiert und so bewahrt werden kann, deshalb sind z.B. Thermoskannen innen verspiegelt.
Das Reflexionsvermögen unserer speziellen Klimaprodukte ist durch die innovative Materialzusammensetzung einzigartig: damit wird Strahlung stark diffus und damit deutlich stärker zurückgestrahlt als bspw. durch herkömmliche Farbe oder Stoffe. Grund dafür sind winzige Inhaltsstoffe wie z.B. Glaskügelchen (sogenannte Microspheres), die die Klimabeschichtungen genauso anreichern wie die Beschichtung unserer Hitzeschutzstoffe.
Reflexion bedeutet: zurückwerfen, besser gesagt: zurückstrahlen, denn es geht um Vorgänge aus der optischen Physik bzw. Strahlungsphysik. Hierbei bewegen wir uns im Bereich der Solar- und der Wärmestrahlung. Die durch die speziellen Inhaltsstoffe bedingte diffuse und starke Reflexion ist eine Sonderform, bei der es aufgrund der Beschaffenheit von Partikeln zu Streueffekten infolge Mehrfachreflexionen kommt. Diese Form der Reflexion ist damit nicht mit der an nichttransparenten Oberflächen wie z.B. Aluminiumfolie zu vergleichen.
Dieses besondere Reflexionsvermögen hat starke Hitzeschutzeffekte im Sommer – Sonnenstrahlung wird zu sehr großen Teilen direkt wieder zurückreflektiert – und gleichermaßen Wärmeeffekte im Winter: Wärmestrahlen werden dabei von der beschichteten Wand bzw. unserem speziellen Vorhangstoff in den Raum zurückgeworfen.
Emission
Strahlungskühlung, also Wärmeemission, ist der natürliche Prozess, durch den Objekte Wärme in Form von Infrarotstrahlung abgeben. Alle Materialien strahlen bei Raumtemperatur Infrarotstrahlung mit einer Wellenlänge von 5-15 μm ab. Dieser Prozess ist jedoch in der Regel nicht sehr effizient, da er durch äußere Einflüsse wie Sonnenlicht und Luftströmungen, die das Objekt erwärmen, konterkariert wird.
Die Erde kühlt sich nach der täglichen Sonnenaufheizung nachts ab, indem sie Infrarotstrahlung durch das sogenannte „atmosphärische Fenster“ in den Weltraum abgibt. Jeder Autofahrer kennt das: nach kalten, wolkenlosen Nächten muss Reif von den Scheiben gekratzt werden, auch wenn nachts keine Minusgrade herrschten. Grund dafür ist die oben beschriebene Emissionsstrahlung der Scheiben durch das atmosphärische Fenster. Doch wir brauchen diese Form der Kühlung am Tag und nicht nachts, um sie effektiv gegen Hitzelast einzusetzen.
Durch die hohe Reflexionsfähigkeit unserer Beschichtungen, Stoffe und Folien ist die Voraussetzung für eine starke Emission auch am Tag gegeben – die Materialien sind gegen Aufheizen durch die Sonne geschützt und können so auch während des Tages effektiv Wärmestrahlung abgeben und damit ohne Energieverbrauch kühlen – die sogenannte passive Kühlung.
Strahlungswärme
Strahlungswärme verteilt Wärme ähnlich wie das Sonnenlicht. Feste Körper und damit auch Lebewesen, auf die die Strahlung trifft, erwärmen sich durch schnellere Schwingung – also quasi von innen und nicht wie bei normaler Heizungswärme von außen über warme Luft (sogenannte Konvektionswärme).
Jeder kennt diesen Effekt bei direkter Sonnenbestrahlung im Winter – plötzlich ist die Jacke viel zu warm, der Schal muss weg, und das, obwohl die gemessene Lufttemperatur sehr niedrig ist. Strahlungswärme wird als sehr behaglich und angenehmer als Konvektionswärme empfunden. Das subjektive Wohlgefühl ist deutlich höher, auch wenn die Lufttemperatur niedriger ist.
Wie oben unter dem Stichwort „Reflexion“ bereits beschrieben, entsteht durch die Microsperes eine diffuse und starke Reflexion in der Klimabeschichtung. Die Membran auf der Wandoberfläche im Raum bewirkt somit eine angehobene Oberflächentemperatur bei gleichmäßigerer Verteilung in der Fläche – und von dort wird die Wärme von allen Seiten in den Raum zurückgestrahlt. Dadurch wird der thermische Komfort im Raum verbessert, ohne die Raumlufttemperatur anheben zu müssen. Es wird zudem mehr Wärme in die Ecken geleitet, wodurch die Wirkung von Wärmebrücken reduziert wird.
Verdunstungskühle
Verdunstungskühle entsteht immer dann, wenn Wasser seinen Aggregatzustand von flüssig in gasförmig verändert. Dieser Vorgang benötigt Energie und wird ganz natürlich ausgelöst, indem etwas Nasses von Luft umströmt wird. Die Energie, die dabei zur Verdunstung genutzt wird, ist Wärme. Deshalb frieren wir häufig im Sommer kurzzeitig, wenn wir nach dem Baden nass in der Sonne liegen und trocknen – dem Körper wird Wärme für die Verdunstung entzogen. Auch beim Schwitzen kühlt sich unser Körper nach diesem Prinzip ab – Wasser aus dem Körper verdunstet auf der Hautoberfläche, die Haut wird dadurch kühler.
Verdunstungskühle wird von einigen unserer Materialien ebenfalls zur Kühlung eingesetzt:
- Die Klimabeschichtungen innen wie außen nehmen überschüssige Luftfeuchtigkeit auf und lassen sie verdunsten, damit wird die Kühlwirkung im Sommer verstärkt
- Die Kühlbekleidung wird mit etwas Wasser aktiviert, so dass das Material über viele Stunden das gehaltene Wasser langsam verdunsten lässt und den Körper damit wohltemperiert hält
Feuchtemanagement
Der Einfluss von Wetter und Feuchtigkeit wird bei der Betrachtung von Heizenergieaufwänden in der Regel nicht berücksichtigt, obwohl die Effekte auf den Energieaufwand beträchtlich sind. Die Klimabeschichtung auf Fassaden setzt hier an, um Energieverbräuche zu reduzieren. Die dicht an dicht in der Schicht ausgerichteten winzigen Glaskügelchen haben starke Effekte auf das Feuchteverhalten der Beschichtung und der darunter liegenden Wand. Damit wird der Heizenergieverbrauch positiv beeinflusst.
Zum einen entsteht bei Innen- oder Außenbeschichtung gleichermaßen eine Kapillarwirkung, die vorhandene Feuchtigkeit aus der Wand zieht und an die Luft abgibt. Damit verbunden ist eine bessere Wandgesundheit und eine höhere Dämmwirkung der Wand selbst. Zum anderen ist die Membran rissüberbrückend, was das Eindringen von Wasser über Mikrorisse in der Wand verhindert.
Darüber hinaus hat eine Fassadenbeschichtung einen positiven Effekt auf den Energiebedarf zur Wandtrocknung nach Schlagregen. Normalerweise werden Wände bei solchen Regenereignissen nass und müssen dann wieder trocknen. Dies erfolgt über die oben beschriebene Verdunstung, die dabei dem Gebäude Wärme entzieht – mehr Heizungswärme wird zum Ausgleich benötigt. Nicht so bei einer Beschichtung mit Klimamembran: sie verschließt sich bei starkem Wasserkontakt und sperrt so gegen eindringenden Regen, somit verringert sich der Energieaufwand für Verdunstung und damit die notwendige Heizenergie im Gebäude.