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Dachziegel von Morgen - Heizen und Kühlen mit thermisch aktivierten Dächern

Auf oder im Dach gehören Solaranlagen zum alltäglichen Bild. Nun kann aber auch das Dach selbst zur thermischen Behaglichkeit und zur Heizungsunterstützung beitragen, indem der Dachziegel aktiviert wird. Dazu können Dachziegel als klassischer Wärmetauscher fungieren, die die gewonnene Wärme an die Heizung abgeben, oder je nach Sonneneinstrahlungsintensität absorbierende oder reflektierende Eigenschaften annehmen.

Dachziegel als Wärmetauscher nehmen Energie aus der Umgebungsluft, Regen und der Sonneneinstrahlung auf. Auf dem Dach sind dabei alle Ziegel durch Kupferröhrchen miteinander zu einem Leitungssystem verbunden und haben jeweils auf der Rückseite eine angeschweißte "Fluidwanne". In dem Leitungssystem, fließt ein Gemisch aus Wasser und Glycol. Diese Flüssigkeit nimmt die Wärmeenergie auf und transportiert sie mittels Konvektion vom Dach hinunter zur Heizung. In Kombination mit einer Wärmepumpe reichen laut Herstellerangaben 15% bis 20% des Daches aus, um den Bedarf an Heizwärme während des ganzen Jahres zu decken. Ein Haus mit einer Fläche von 200 m2 und einer thermisch aktivierten Dachziegelfläche von 40 m2 erreicht dem Hersteller zufolge im Jahresdurchschnitt einen thermischen Wirkungsgrad (COP) von über 3,5. Der Energieertrag der Dachziegel liegt bei mehr als 500 Watt pro m2. Ob eine wirtschaftliche und ökologisch vertretbare Jahresarbeitszahl bei langem Schneebefall gewährleistet werden kann, muss der regionale Praxiseinsatz noch zeigen.

Forscher am MIT (Massachusetts Institute of Technology) haben kürzlich einen Dachziegel entwickelt, der je nach Sonneneinstrahlungsintensität seine Farbe von Schwarz zu Weiß wechseln kann. Damit vereinigt er reflektierende Eigenschaften, die es im Sommer ermöglichen, Wärme abzuweisen, und absorbierende Eigenschaften, die es im Winter ermöglichen, die Wärmeverluste über das Dach zu verringern. Damit scheint auch eine Lösung für eine hauptsächlich in USA diskutierte Frage gefunden, ob die Einsparungen beim Kühlen durch helle Dachflächen im Sommer nicht durch höhere Heizkosten im Winter wieder aufgehoben werden. Der passende Name des Dachziegels "Thermeleon" spielt bewusst auf die sich mit der Außentemperatur verändernde Farbgebung an. Thermeleon ist mit einer Polymer-Wasser-Lösung gefüllt. Im Winter ist diese transparent und lässt die schwarze Unterseite des Dachziegels durchscheinen. Im Sommer flocken sich aus der Polymer-Lösung kleine Tröpfchen aus, die das Dach nun weiß erscheinen lassen und das Sonnenlicht reflektieren. Ob ein solcher Farbwechsel auch mit deutschem Baurecht vereinbar ist, bleibt sicherlich eine spannende Frage.

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"Dachziegel von Morgen - Heizen und Kühlen mit thermisch aktivierten Dächern" wurde am 04.12.2009 verfasst