Cool White: Mit weißen Dächern die Folgen des Klimawandels mildern
Ein Projekt der Entwicklungszusammenarbeit in Ruanda weist deutlichen
Kühlungseffekt von weißen Dächern nach.
Wo es eh schon heiß ist, wird die Klimaerwärmung zu einem besonders großen
Problem: etwa in vielen Gebieten Afrikas. In Schulen oder Fabriken führt
Hitze dazu, dass die Menschen sich krank fühlen und schlecht konzentrieren
können. Klimaanlagen benötigen sehr viel Strom. Kühlsysteme sind weltweit
für fast zwanzig Prozent des Stromverbrauchs und zehn Prozent der
Treibhausgasemissionen verantwortlich – Tendenz steigend. Eine einfache,
aber äußerst wirkungsvolle Lösung präsentieren die Beteiligten eines
Kooperationsprojektes, in dem der Bundesverband für Großhandel,
Außenhandel und Dienstleistungen (BGA), die im Auftrag des
Bundesministeriums für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung
(BMZ) entsandten Business Scouts for Development der Agentur für
Wirtschaft und Entwicklung und die Physikalisch-Technische Bundesanstalt
(PTB) zusammenarbeiten: Werden Dächer weiß gestrichen, kann Hitze effektiv
nach oben reflektiert werden.
In dem Kooperationsprojekt hat der von der Deutschen Gesellschaft für
Internationale Zusammenarbeit (GIZ) beauftragte Malermeister Heiko Herzog
die Dächer von Schul- und Firmengebäuden in Ruanda mit drei
unterschiedlich formulierten Farben jeweils weiß beschichtet. Die
verwendeten Farben werden alle in den Einsatzländern hergestellt oder sind
dort problemlos verfügbar. Zudem können lokale Handwerksbetriebe die
Materialien dank ihrer Beschaffenheit gut verarbeiten. Während der ersten
Beschichtung hat der Malermeister bereits zehn lokale Berufsschülerinnen
und Berufsschüler geschult.
Die erste Reaktion von Ivan Shema, Fabrikeigentümer von Thousand Hills
Products in Ruanda, war positiv: „Die Beschichtung auf unserem Dach ist
wie Magie, es ist kühler im Inneren des Gebäudes, es ist schallisolierend
und das Dach ist nicht mehr undicht.“ All dies war durch eine mit
gemahlenem Altglas gefüllte, elastisch eingestellte und dickschichtig
aufgetragene Farbe eines ruandischen Herstellers erzielt worden.
Um den Kühlungseffekt dieser weißen Farben auf den Dächern von Gebäuden in
Ruanda quantitativ zu untersuchen, zeichneten Forschende der PTB, aus
Ruanda und aus Südafrika die Temperatur- und Feuchtedaten über einen
längeren Zeitraum, einschließlich verschiedener Jahreszeiten und längerer
Regenzeiten, vor und nach dem Streichen auf.
Die PTB-Forschenden sind mit den Kühlungseffekten sehr zufrieden: Die
Messungen, die auf den Mittelwerten der einzelnen Sensoren im Zeitraum von
Januar 2023 bis heute basieren, ergaben einen deutlichen Temperaturabfall
nach dem weißen Anstrich. Die in einem Fabrikgebäude tagsüber während der
wärmsten sechs Stunden beobachteten Temperaturen verringerten sich unter
dem Dach um 9,2 °C (gemittelt über 4 Monate) und im Innenraum um 2,3 °C.
Für die Arbeitsbedingungen ergibt sich ein doppelt positiver Effekt. Denn
nicht nur die tatsächliche Raumtemperatur ist hier entscheidend, sondern
auch die deutliche Verringerung der infraroten Wärmestrahlung von der
Raumdecke. Dies beeinflusst das subjektive Temperaturempfinden positiv.
PTB-Wissenschaftler Albert Adibekyan erklärt den Kühlungseffekt der weißen
Farben bei Sonnenschein: „Passive radiativ kühlende Materialien
ermöglichen es im Idealfall, selbst bei direkter Sonneneinstrahlung ohne
zusätzliche Klimatisierung Temperaturen unterhalb der Umgebungstemperatur
zu erreichen. Sie verdanken dies ihren optischen Eigenschaften, die
Sonnenstrahlung sehr effektiv reflektieren und gleichzeitig Wärme durch
das Infrarot-Transparenzfenster der Erdatmosphäre ableiten.“ Am 7. August
2023 wurde beispielsweise eine Verbesserung von 20,4 °C unter dem Dach
erreicht: Während die Temperaturen unter dem ungestrichenen Schuldach 50,2
°C betrugen, zeigte das Thermometer unter dem gestrichenen Schuldach eine
Temperatur von 29,7 °C.
PTB-Fachbereichsleiter Christian Monte bestätigt den Erfolg von „Cool
White“: „Mit der Aufbringung von weißen Farben auf Dächern verbessern sich
die Bedingungen für Schülerinnen und Schüler oder Arbeiterinnen und
Arbeiter in Entwicklungs- und Schwellenländern entscheidend. Außerdem
schafft der entstehende Kühlungseffekt ein hohes Potenzial für
Energieeinsparungen, weil nicht notwendige Gebäudeklimatisierungen
wegfallen.“
Cool White ist auch Referenzprojekt des EU-Forschungskonsortiums
PaRaMetriC, das im Rahmen der European Partnership in Metrology (EPM)
gefördert wird. Darin entwickeln Forschende an europäischen
Metrologieinstituten (wie der PTB) neue Methoden, mit denen die Leistung
erneuerbarer Kühlmethoden vergleichend bewertet werden können. In diesem
Zusammenhang führen sie auch Alterungstests durch und berechnen
Energieeinsparungen, von denen wiederum das Projekt „Cool White“
unmittelbar profitiert. Beispiele sind Alterungstests an den gestrichenen
Gebäuden und Berechnungen, wie viel Energie sich durch die weißen Dächer
mittelfristig sparen lässt.
Im nächsten Schritt sollen noch mehr Personen beteiligt werden. Dazu
gehört auch die Entwicklung eines Ausbildungsprogramms für Fachkräfte aus
Entwicklungs- und Schwellenländern, um mit vor Ort erhältlicher Farbe
möglichst viele Dächer und Flächen weiß zu streichen.
(es/ptb)
Weitere Informationen zum Programm PaRaMetriC:
• auf den Seiten von Euramet, dem Zusammenschluss europäischer
Metrologieinstitute:
<https://www.euramet.org/resea
projects/details/project/metro
cooling-technologies>
• Homepage des Programmes PaRaMetriC: <https://parametric.inrim.it/h
