Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Angenehmes Raumklima durch poröse Gläser

30.07.2014

Die richtige Luftfeuchtigkeit und Temperatur beeinflussen das Wohnklima entscheidend. Künftig schaffen in Putze eingearbeitete poröse Gläser ein Wohlfühlklima in Räumen. Sie regulieren die Feuchtigkeit besonders gut und beugen Schimmel vor.

Kaum etwas beunruhigt Mieter und Eigentümer so sehr wie Schimmel an den Wänden. Die schwarzen Flecken sehen nicht nur hässlich aus, sondern gefährden die Gesundheit. Vor allem durch verschärfte Dämmstandards kann es zu hoher Feuchtigkeit in Wohnräumen kommen – der Hauptursache für Schimmel.


Rasterelektronenmikroskopaufnahme (REM) von Glasflakes.

© Fraunhofer ISC / F. Somorowsky

Denn mit der 2002 in Kraft getretenen Energieeinsparverordnung hat die Bundesregierung festgelegt, dass Außenbauteile von Neubauten und sanierten Altbauten luftdicht ausgeführt werden müssen, damit möglichst keine Wärme entweicht. Die Kehrseite der Medaille: Die Feuchtigkeit bleibt in den Zimmern gefangen. »Feuchteregulierende Baustoffe gewinnen daher immer mehr an Bedeutung«, sagt Ferdinand Somorowksy, Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC in Würzburg.

Besonders schnelle Wasseraufnahme

Der Forscher und sein Team entwickeln gemeinsam mit der Universität Bayreuth und der Firma Keimfarben GmbH Zusätze für Farben und Putze, die ausgleichend auf das Raumklima, vor allem auf die Raumfeuchte wirken. Als Additive verwenden die Projektpartner künstlich hergestellte poröse Gläser, deren Porengröße, -volumen und Partikelform sich gezielt beeinflussen lassen – ein Vorteil dieser anorganischen Materialien gegenüber natürlichen Werkstoffen.

Die Glaspartikel, die insbesondere in der Form von Flakes untersucht wurden, nehmen Wasser aus der Raumluft besonders schnell auf, speichern es und geben es langsam wieder ab. »Wasser ist als unsichtbarer Dampf ein Bestandteil der Luft. Damit das Raumklima angenehm ist und bleibt, muss das Wasser, das wir beim Duschen, Kochen und Schwitzen zusätzlich an die Raumluft abgeben, irgendwie auch wieder abgeführt werden.

Wände und Decken bieten große Flächen, die für das Feuchtemanagement genutzt werden können. Wenn wir die Glaspartikel in Gipse, Putze und Farben für Innenwände einbringen, können sie täglich und jahreszeitlich bedingte Feuchteschwankungen abpuffern. Die Wohnung ist dann einfach behaglicher. 95 bis 98 Prozent der bislang erhältlichen Putze haben keine Zusätze«, erläutert Somorowsky.

Die Glaspartikel basieren auf Vycor-Glas®. Bei diesem Glas können sich durch eine geeignete Herstellung Poren bilden, die man durch Anpassen der Prozessparameter gezielt einstellen kann. Im Gegensatz zu anderen Materialien mit Sorptionseigenschaften wie Zeolithe oder Keramiken lassen sich runde Partikel, Fasern und Flakes produzieren. Möglich sind Füllstoffe mit Porengrößen zwischen wenigen Nano- bis zu mehreren Mikrometern.

»Da sich die Porosität und die Größe der Poren exakt einstellen lässt, kann man die Feuchtigkeit effektiv regulieren. Indem wir die Porengröße minimal verändern, passen wir das Material für unterschiedliche Temperaturen und verschiedene Anwendungen wie Wohn-, Feucht – oder Kellerräume an«, sagt der Forscher. Die ungiftigen und nicht brennbaren porösen Gläser sind preisgünstig und konnten schon in Vorversuchen in großen Mengen von mehreren 100 Kilogramm hergestellt werden.

In Praxistests haben die Wissenschaftler nachgewiesen, dass Putze mit eingearbeiteten Glasflakes im Vergleich zu Zeolithen und Holzfaserplatten, die ebenfalls zur Feuchteregulierung verwendet werden, deutlich mehr Feuchtigkeit aufnehmen und diese auch wieder vollständig abgeben können. Die Tests wurden bei konstanter Temperatur und einer Luftfeuchtigkeit durchgeführt, die einem normalen Innenraumklima nachempfunden wurde.

Auch in weiteren Untersuchungen mit Referenzputzen erwies sich das anorganische Material als überlegen. Bei steigender Luftfeuchtigkeit war die Massenzunahme und damit die Wasseraufnahme bei dem mit Glasflakes versetzten Putz deutlich höher als bei den Vergleichsmaterialien. »In einem 30 m3-Raum stehen über Decke und Wände etwa  40 m2 Fläche für einen feuchteregulierenden Putz zur Verfügung. Um die Luftfeuchtigkeit von 72 auf 47 Prozent Luftfeuchte zu reduzieren, müssten rund 180 Milliliter Wasser aufgenommen werden können. Tatsächlich kann unser Putz mit Glasflakes mehr als einen halben Liter Wasser adsorbieren«, so Somorowsky. Auch ließen sich Schimmelpilz hemmende Substanzen in den Putz einbringen.

Ein weiterer positiver Effekt der porösen Glasflakes: Sie beeinflussen die Energiebilanz eines Gebäudes. Wird bei hoher Luftfeuchte Wasser an der Glasoberfläche angereichert, macht die dabei freiwerdende Energie die Raumluft trockener und wärmer. Bei geringer Luftfeuchte und Desorption wird die Raumluft abgekühlt und feuchter. Diese Vorgänge laufen sowohl im Winter als auch im Sommer ab, so dass man primäre Energie zum Heizen oder Kühlen einsparen kann. Vor allem beim Heizungsbetrieb verbessern gleichmäßig in der Putzschicht verteilte Glasflakes das Raumklima.

Derzeit prüfen die Projektpartner wie sich die glasbasierten Werkstoffe unter zusätzlichen Farbschichten und Tapeten verhalten. Sie gehen davon aus, dass es noch etwa zwei Jahre dauern wird, bis die umweltfreundlichen, feuchteregulierenden Putze in den Fachhandel kommen.

Ferdinand Somorowsky | Fraunhofer Forschung Kompakt
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2014/August/angenehmes-raumklima-durchporoese-glaeser.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Fraunhofer IMWS entwickelt biobasierte Faser-Kunststoff-Verbunde für Leichtbau-Anwendungen
23.04.2018 | Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS

nachricht Ein Wimpernschlag vom Isolator zum Metall
17.04.2018 | Forschungsverbund Berlin e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Why we need erasable MRI scans

New technology could allow an MRI contrast agent to 'blink off,' helping doctors diagnose disease

Magnetic resonance imaging, or MRI, is a widely used medical tool for taking pictures of the insides of our body. One way to make MRI scans easier to read is...

Im Focus: Fraunhofer ISE und teamtechnik bringen leitfähiges Kleben für Siliciumsolarzellen zu Industriereife

Das Kleben der Zellverbinder von Hocheffizienz-Solarzellen im industriellen Maßstab ist laut dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und dem Anlagenhersteller teamtechnik marktreif. Als Ergebnis des gemeinsamen Forschungsprojekts »KleVer« ist die Klebetechnologie inzwischen so weit ausgereift, dass sie als alternative Verschaltungstechnologie zum weit verbreiteten Weichlöten angewendet werden kann. Durch die im Vergleich zum Löten wesentlich niedrigeren Prozesstemperaturen können vor allem temperatursensitive Hocheffizienzzellen schonend und materialsparend verschaltet werden.

Dabei ist der Durchsatz in der industriellen Produktion nur geringfügig niedriger als beim Verlöten der Zellen. Die Zuverlässigkeit der Klebeverbindung wurde...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: Innovatives 3D-Druckverfahren für die Raumfahrt

Auf der Hannover Messe 2018 präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), wie Astronauten in Zukunft Werkzeug oder Ersatzteile per 3D-Druck in der Schwerelosigkeit selbst herstellen können. So können Gewicht und damit auch Transportkosten für Weltraummissionen deutlich reduziert werden. Besucherinnen und Besucher können das innovative additive Fertigungsverfahren auf der Messe live erleben.

Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit heißt das Projekt, bei dem ein Bauteil durch Aufbringen von Pulverschichten und selektivem...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: innovative 3D printing method for space flight

At the Hannover Messe 2018, the Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) will show how, in the future, astronauts could produce their own tools or spare parts in zero gravity using 3D printing. This will reduce, weight and transport costs for space missions. Visitors can experience the innovative additive manufacturing process live at the fair.

Powder-based additive manufacturing in zero gravity is the name of the project in which a component is produced by applying metallic powder layers and then...

Im Focus: IWS-Ingenieure formen moderne Alu-Bauteile für zukünftige Flugzeuge

Mit Unterdruck zum Leichtbau-Flugzeug

Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden haben in Kooperation mit Industriepartnern ein innovatives Verfahren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Konferenz »Encoding Cultures. Leben mit intelligenten Maschinen« | 27. & 28.04.2018 ZKM | Karlsruhe

26.04.2018 | Veranstaltungen

Konferenz zur Marktentwicklung von Gigabitnetzen in Deutschland

26.04.2018 | Veranstaltungen

infernum-Tag 2018: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

24.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Weltrekord an der Uni Paderborn: Optische Datenübertragung mit 128 Gigabits pro Sekunde

26.04.2018 | Informationstechnologie

Multifunktionaler Mikroschwimmer transportiert Fracht und zerstört sich selbst

26.04.2018 | Biowissenschaften Chemie

Berner Mars-Kamera liefert erste farbige Bilder vom Mars

26.04.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics