Léto, sluneční svit - ačkoli po nich tolik toužíme během zimních měsíců, když konečně nastanou, jsou nám na obtíž. Obzvláště moderní domy z lehkých konstrukcí a administrativní komplexy z oceli a skla, s průhlednými průčelími vytvářejícími skleníkový efekt, se mohou ze dne na den změnit na saunu. Stavebníci a architekti proto začali objevovat nové materiály, které by umožnily řešení tohoto problému. Mezi ně patří i novinka firmy BASF s označením Micronal PCM SmartBoard. Speciálních vlastností inovativního sádrokartonu bylo dosaženo díky surovému materiálu Micronal PCM, mikroobalovanému pohlcovači latentního tepla, který je založený na parafínovém vosku absorbujícím nadbytečné teplo. Účinnost tohoto materiálu jako teplotní ochrany způsobuje fyzikální jev, který vzniká při změně skupenství vosku z tuhého na kapalné (viz Info Box). Během této změny skupenství se spotřebuje velké množství tepelné energie (známé jako latentní teplo), aniž by se změnila teplota samotného materiálu. Jde o stejný efekt zpříjemňující náš život jako když se kostky ledu rozpouštějí v nápoji a absorbují velké množství tepla, čímž udržují nápoj dlouho chladný.
Teplota v obytných budovách a kancelářích nemusí být přirozeně až tak ledová a proto si vývojoví technici firmy BASF vybrali místo vody materiál, který na sebe váže latentní teplo (též známé jako materiály změny skupenství - "phase change materials" - PCM) velmi čisté parafínové vosky a optimalizovali jejich bod tání tak, aby se hodil pro specifické účely klimatizování budov. Při tání dochází k absorbci velkého množství tepla z okolí, čímž se zabrání dalšímu zvyšování teploty v místnosti. V noci, kdy vnější teplota znovu poklesne, se navázané teplo v průběhu tuhnutí vosku opět uvolní a pohlcovač tepla je připravený na další letní den.
KAPKY OBALOVANÉ V POLYMERU
Tolik teorie. Problém však spočívá hlavně v ryze praktických aspektech: například jak sa dá tající vosk bezpečně integrovat do stavebních materiálů jako je omítka, malta, anebo sádrokartonové desky? "Našim řešením je mikroobalování," říká Marco Schmidt z oddělení Funkčních polymérů firmy BASF. "Mikroskopicky malé kapky vosku se obalí do prakticky nezničitelného pouzdérka z akrylového polymeru, který odolá i vrtání a řezání. Vosk z neproniknutelné kapsle nemůže vytéct a výrobky Micronal PCM přitom splňují veškeré předpisy, a to jak stavební, tak co se týče životního prostředí." S velikostí částice jen několika mikrometrů se maličké kapsle mohou lehce včlenit - buď jako disperzní částice anebo jako prach - do omítek a malty, v závislosti na materiálu je možný obsah 20 až 40 % materiálu Micronal PCM. S hotovou sádrokartonovou stěnou SmartBoard se pracuje velmi lehce: i když je pouze 1,5 cm silná, každý čtvereční metr obsahuje přibližně tři kilogramy materiálu Micronal PCM a jeho tepelně-izolační vlastnosti korespondují s vlastnostmi cihlové stěny tloušťky 12 cm.
ÚČINNÝ I PO TŘICETI LETECH
Chladící účinek okolo 3 až 4 °C dosažený novátorskými výrobky PCM se téměř vyrovná efektu konvenčních klimatizačních systémů, jež jsou obvykle nastavené na vytvoření rozdílu teploty kolem 6 °C. "Tím se vlastně klimatizační systémy stávají buď zcela zbytečnými, nebo přinejmenším se může snížit jejich výkon," dodává Peter Schossig z Fraunhoferova ústavu pro energetické solární systémy (ISE) ve Freiburgu, s nímž firma BASF úzce spolupracuje na vývoji PCM od roku 1999. Na rozdíl od klimatizačních jednotek je Micronal PCM úplně nezávislý na údržbě, zdůrazňuje Schossig. Freiburští vědci uskutečnili zátěžový test - aby simulovali 30-leté nepřetržité používání, podrobili tento materiál asi 10.000 cyklům zahřátí a tuhnutí. Výsledek: Test neodhalil žádné zhoršení funkčnosti či materiálu.
Během posledních pěti let materiál Micronal PCM úspěšně vykročil z laboratoří do praktického využití. V slunečném Freiburgu, nedaleko od ústavu ISE, byl právě dokončený inovačný stavební komplex "Sonnenschiff" (Sluneční loď), poskytující 6500 m2 plochy na komerční, kancelářské a obytné jednotky. V zimě se energetické náklady na Sluneční loď, jež téměř nepotřebuje vytápění, minimalizují díky dokonalé izolaci a využití dopadající solární energie. "Tento typ stavby přirozeně potřebuje také novátorská řešení poskytující ochranu proti příliš silnému letnímu slunci," říká architekt budovy Rolf Disch. Kromě žaluzií jsou integrální součastí chladícího konceptu budovy i sádrokartony SmartBoard. Tím se budova dokáže prakticky zcela obejít bez energeticky náročné klimatizace. Šetří se tak nejen náklady na energii, ale v konečném důsledku se snižují i emise CO2 do zemské atmosféry, což je v souladu s mezinárodními dohodami na ochranu zemské atmosféry proti skleníkovému efektu.
INOVATIVNÍ ŘEŠENÍ MOHOU POMOCI ZÍSKAT LEPŠÍ ENERGETICKÝ PAS
Firma BASF vyrábí Micronal PCM na průmyslové bázi ve svém hlavním výrobním centru v Ludwigshafenu. Společnost je jedním ze světových lídrů v mikroobalování materiálů pohlcujících latentní teplo. Zvláště u prefabrikovaných domů stojí tento výrobek na pokraji konjunktury. Např. firma BTC Speciality Chemical Distribution GmbH v Kolíně nad Rýnem. i několik dalších průmyslových partnerů nabízí stavební materiály na bázi Micronal PCM, společnost H+H Celcon integrovala PCM materiály firmy BASF do porézních cementových bloků nového druhu CelBloc Plus, čímž podstatně vylepšila jejich schopnost uchovávat teplo.
Energetický pas pro budovy, který je v Evropě od roku 2006 povinný, ještě více zvýšil povědomí o vysoké spotřebě energie u tradičních systémů klimatizace a dodal další stimul pro vývoj inovačních chladících principů, které využívají materiály PCM. Pas zařadí každou budovu do určité třídy energetické výkonnosti a má za úkol pomoci při výběru nemovitosti s nejnižšími dodatečnými výdaji, přičemž budou poskytovat srovnatelný komfort.
(basf)
