TU Graz testet Keramikwürfel zur Kühlung der Stadt

Die TU Graz hat einen Prototyp einer Kühlwand aus Keramikwürfeln entwickelt und am Campus aufgestellt. Das System nutzt das Prinzip der Verdunstungskälte: Wenn Wasser verdunstet, entzieht es der Umgebung Wärme und kühlt die Luft ab. Die speziellen Tonwürfel erreichen bei geringem Volumen eine enorme Verdunstungsoberfläche, wie die Universität am Dienstag mitteilte.

„Unser Ziel ist es, Kühlung dort bereitzustellen, wo Menschen besonders unter Hitze leiden - etwa in Städten, wo Kühlung durch Bäume teilweise kaum möglich ist“, erklärte Milena Stavric vom Institut für Architektur und Medien der TU Graz. Das Team setzt auf natürliche Kühlprinzipien statt auf energieintensive Klimatechnik und beschäftigt sich mit nachhaltigen Baustoffen, natürlichen Kühlprinzipien sowie fortschrittlichen Technologien wie Modellierung und 3D-Druck.

Antikes Material trifft auf 3D-Druck

Stavric leitet den Sonderforschungsbereich "Advanced Computational Design" an der TU Graz. Sie arbeitet mit einem Material, das bereits im antiken Griechenland verwendet wurde: Ton, Schlamm und deren gebrannte Form, die Keramik. Durch moderne 3D-Druckverfahren entstehen daraus leichte ziegelähnliche Bauteile.

Die daraus errichteten Wände haben einen entscheidenden Vorteil: Aufgrund ihrer hohen Porosität können sie sehr viel Wasser aufnehmen und durch Verdunstung wieder abgeben – und damit die Umgebung kühlen.

Prototyp am Campus Neue Technik

Am Campus Neue Technik der TU Graz in der Stremayrgasse steht bereits eine solche kühlende Wand: rund zwei mal zwei Meter groß, zusammengesetzt aus einzelnen, etwa 23 Zentimeter großen Keramikwürfeln. Die Module wurden im 3D-Druck gefertigt, um die hochkomplexe Geometrie in ihrem Inneren überhaupt produzieren zu können. Mit normalen Press- oder Fräsmethoden wäre das kaum machbar.

„Diese speziellen Strukturen speichern Wasser besonders effizient und schaffen bei geringem Volumen eine enorme Verdunstungsoberfläche“, betonte Stavric.

Pilzkulturen steigern Kühlleistung

Das Team experimentiert weiter, um die Kühlleistung zu steigern. Im institutseigenen "Shape Lab" werden dem Ton Pilzkulturen sowie Holzspäne als Nährmedium beigemischt. Das fadenförmige Pilzgeflecht wächst in das Ausgangsmaterial ein und bildet darin ein feines Netzwerk.

Wenn diese Zusätze verbrennen, hinterlassen sie ein Netzwerk aus Mikro- und Makroporen, durch das sich das Wasser im Inneren des Würfels besonders gut verteilen kann. Ein Praxistest in einem heißen Dachgeschoss der TU Graz zeigte bereits deutliche Wirkung: Im kontrollierten Versuchsaufbau wurde in unmittelbarer Umgebung des mit Wasser befüllten Würfels eine Temperaturabsenkung von knapp sieben Grad Celsius gemessen.

Neusiedlersee-Schlamm als Baumaterial

Auch andere Materialmischungen werden erprobt. Etwa Schlamm aus dem Neusiedler See, der regelmäßig abgebaggert werden muss, um die Verlandung des Sees zu bremsen. Bisher wurde der Seeschlamm größtenteils ungenutzt entsorgt.

Nach den Vorstellungen der Grazer Forschenden könnten künftig auch diese Sedimente als nachhaltiges Baumaterial aus dem 3D-Drucker in ressourcenschonende Bauprozesse integriert werden.

Quelle: APA