Wärmereflektierende Beschichtungen für Aluminiumoberflächen

Wissenschaftliche Erkenntnisse führen zu erheblichen Energieeinsparungen in der Fassaden- und Industrietechnik

Dr.-Ing. Jostein Mårdalen, Dr.-Ing. Merete Hallenstvet, Dr.-Ing. Werner Jager, Dr.-Ing. Helene Bolm, Dr.-Ing. Volker Rekowski, Dr.-Ing. Bjørn Steinar Tanem und John Erik Lein

Der thermische Emissionsgrad und der solare Reflexionsgrad sind wichtige Oberflächeneigenschaften für die Erzielung von Energieeinsparungen und die Erhöhung des Wärmekomforts in Gebäuden. Aluminiumprodukte für Gebäudeanwendungen werden aus Gründen des Oberflächenschutzes und des Erscheinungsbildes üblicherweise beschichtet oder eloxiert.

Bei beiden Arten der Oberflächenbehandlung ergeben sich sehr hohe thermische Emissionsgrade Ε von typisch 0,85 bis 0,9. Hohe Emissionsgrade sind aber in Gebäudeanwendungen meist unvorteilhaft.

Eine Beschichtung mit einem niedrigen thermischen Emissionsgrad reflektiert die Wärmestrahlung im Gebäudeinneren, verringert den durch thermische Einstrahlung im Außenbereich verursachten Wärmeverlust und trägt somit zur Verringerung des Gesamtwärmeverlustes in Regionen mit kaltem Klima bei. In warmen Klimazonen kann eine Beschichtung mit niedrigem Emissionsgrad den Wärmestrom in ein Gebäude verringern.Es ist nun gelungen, eine Pulverbeschichtung mit niedrigem Emissionsgrad für Gebäudeanwendungen zu entwickeln.

Ihr thermischer Emissionsgrad liegt unter 0,5 und senkt somit die Wärmeverluste beträchtlich. Diese zum Weltpatent (PCT) angemeldete Beschichtung basiert auf kleinen, plättchenförmigen leitfähigen Non-Leafing-Aluminiumpigmenten, die nahe der Beschichtungsoberfl äche und parallel zu dieser positioniert sind. Die genaue Kontrolle der Pigmentlage ist ausschlaggebend für das Erreichen eines niedrigen Emissionsgrades bei gleichzeitig guter chemischer und mechanischer Stabilität der Beschichtung

1.EINFÜHRUNG

Der (in U-Werten angegebene) Grad der Wärmedämmung lässt sich beträchtlich verbessern, wenn Beschichtungen mit in ausgewählten Abschnitten des elektromagnetischen Spektrums optimiertem Reflexionsvermögen verwendet werden. Der Einsatz dieser neuen Pulverbeschichtung mit niedrigem Emissionsgrad anstelle herkömmlicher Pulverbeschichtungen oder eloxierter Oberfl ächen reduziert den U-Wert bei einem bestimmten Fensterrahmen von 3,07 auf 2,40 W/m²K, oder um bis zu 30 %. Die vorliegende Arbeit ist Teil des Projekts Wärmereflektierende Beschichtungen, das vom norwegischen Forschungsrat fi nanziell unterstützt wird.

Lackiertes Aluminium kommt bei Gebäudeanwendungen verbreitet in Produkten für Dacheindeckungen und Fassadenkomponenten zum Einsatz, etwa in Rolläden und Jalousien oder bei Tür- und Fensterrahmen. Seine ausgezeichneten mechanischen, chemischen (Korrosions- und Zersetzungsbeständigkeit) und ästhetischen Eigenschaften machen Aluminium trotz seiner ungünstigen thermischen Eigenschaften zu einem attraktiven Werkstoff. Im Vergleich zu Polymeren und Holz besitzen Metalle eine wesentlich höhere Wärmeleitfähigkeit. Daher werden Wärmebarrieren aus Polymeren wie PA 6.6 25% GF eingesetzt, um externe und interne Metallelemente in Gebäuden voneinander zu trennen. […]