Transparenter textiler Wärmeschutz

Für Anwendungen, bei denen das Textil als Barriere zur Umgebung wirkt, wie beispielsweise bei Dachkonstruktionen, Großzelten oder Traglufthallen, kommen in vielen Fällen textilverstärkte Dachmembranen zum Einsatz. Neben dem Schutz vor Regen, Wind und Schmutz besitzen diese auch die Funktion als thermische Isolationsschicht nach außen. Da die eingesetzten Membranen von Natur aus aber schlecht die Wärme dämmen, ergibt sich für textile Bauten je nach klimatischen Bedingungen ein hoher Energiebedarf zum Kühlen oder Heizen. Das schränkt textile Bauten in vielen Fällen massiv ein. Weiterhin werden oftmals Tageslicht transparente Membranen eingesetzt, um ein Abdunkeln innenliegender Räume zu vermeiden. Das hat wiederum zur Folge, dass sich die Gebäude bei Sonneneinstrahlung durch den Infrarotstrahlungsanteil im Sonnenlicht stark aufheizen.

Das Verbundprojekte „ILTIS“ entwickelt Beschichtungskomposite, die für sichtbares Licht transparent sind jedoch für Wärmestrahlung undurchlässig sind. Damit lässt sich die Wärme auch in textilen Bauten effizient regulieren. Die erforderlichen optischen Eigenschaften der Komposite beruhen dabei auf der Verwendung von transparenten leitfähigen Oxiden (TCO), die als Nanopartikel in Beschichtung eingearbeitet und auf textile Substrate appliziert werden sollten. TCOs werden bereits auf Gläsern nicht nur  in Elektronik und Photovoltaik sondern auch als transparente, Wärme reflektierende Beschichtungen zur Verbesserung des Wärmemanagements von Gebäuden verwendet. Da sich die für Gläser eingesetzten Herstellungs- und Applikationstechniken von TCO-Beschichtungen für textile Substrate nicht eignen, und auch das bisher meist eingesetzte TCO sehr teuer ist, forschen die Wissenschaftler an einer Alternative. Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung und Synthese eines alternativen TCO-Materials mit den entsprechenden optischen Eigenschaften, welches auch textiltechnisch appliziert werden kann.

Im Projekt ist es gelungen, Textilien mit maßgeschneiderten Nanopartikeln zu beschichten. Dachmembranen, die mit dieser Methode behandelt wurden, bleiben nach wie vor nahezu transparent. Die Nanopartikel absorbieren solare Infrarotstrahlung und reflektieren Körperwärme von Menschen oder Heizungen. Anhand von praxisnahen Prüfungen konnte gezeigt werden, dass sich durch die entwickelte Beschichtung ein Raum unter einer transparenten Dachmembran bei direkter Sonneneinstrahlung weniger aufheizt. Zudem weist ein Raum, der durch eine Heizung aufgeheizt wird, einen geringeren Wärmeverlust auf, als einer, der mit einer transparenten Membran ohne die Beschichtung getestet wurde.