Wie eine genaue Farbmessung zu effektiven Formulierungen bei Sonnenschutzfarben führt

Dank der Fortschritte in der Farb- und Beschichtungstechnologie können selbst dunkle Häuser die Sonneneinstrahlung besser reflektieren und so in den heißen Sommermonaten für natürliche Kühlung sorgen. Bildquelle: Unsplash Benutzer Bernadette Gatsby

Klimaanlagen können einen beträchtlichen Teil des Energieverbrauchs und der jährlichen Kosten eines Haushalts ausmachen. Sie machen "mehr als 8 % des gesamten in den USA erzeugten Stroms aus und verursachen den Hausbesitzern Kosten in Höhe von mehr als 15 Milliarden Dollar."1 Dies kann nicht nur einen Schlag für das Haushaltsbudget bedeuten, sondern vergrößert auch den Kohlendioxid-Fußabdruck des Hauses beträchtlich; in einem durchschnittlichen Haus setzt eine einzige Klimaanlage jedes Jahr fast zwei Tonnen Kohlendioxid frei. Obwohl viele Hausbesitzer auf hocheffiziente Klimaanlagen umgestiegen sind, versuchen einige, ihre Energierechnungen und ihren CO2-Fußabdruck noch weiter zu senken, indem sie den Bedarf an Klimaanlagen durch Maßnahmen wie eine bessere Isolierung, den Einsatz von Energiesparlampen und die Abschaffung von Geräten, die viel Energie verbrauchen, verringern. Es gibt jedoch einen wichtigen Bereich für potenzielle Energieeinsparungen, der oft übersehen wird: die Solarreflexion.

Dieses moderne Haus verfügt über helle Dächer und Wände, um die Sonnenreflexion zu maximieren. Bildquelle: Unsplash user Inspiration de

Farbe und mehr

Die meisten Menschen haben ein grundlegendes Verständnis dafür, wie die Sonnenreflexion funktioniert. Sie wissen, dass Sie sich in einem schwarzen T-Shirt an einem heißen Sommertag deutlich wärmer fühlen als in einem weißen T-Shirt, und Sie wissen wahrscheinlich auch, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass Weiß die Sonnenstrahlen stärker reflektiert, während Schwarz sie absorbiert und sie auf den Körper lenkt. Das gleiche Prinzip gilt auch für Häuser. Nach Angaben des National Renewable Energy Laboratory:

Die Hauptwärmequelle ist das Sonnenlicht, das von Ihrem Haus durch das Dach, die Wände und die Fenster absorbiert wird. Trübe, dunkel gefärbte Hausfassaden absorbieren 70 % bis 90 % der Strahlungsenergie der Sonne, die auf die Oberflächen des Hauses trifft. Ein Teil dieser absorbierten Energie wird dann durch Wärmeleitung in Ihr Haus übertragen, was zu einem Wärmegewinn führt. Im Gegensatz dazu reflektieren helle Oberflächen den größten Teil der Wärme effektiv von Ihrem Haus weg.2

Der Wechsel von einer dunklen zu einer hellen Hausfassade kann erhebliche Auswirkungen haben. Eine Studie an Häusern in Florida ergab, dass die Erhöhung der Wärmereflexion durch die Verwendung heller Farben den Hausbesitzern "im Durchschnitt 23 % ihrer Kühlkosten" erspart, und eine breite Umsetzung solcher Maßnahmen könnte landesweit zu Einsparungen von "10 Milliarden Dollar an Energie- und Ausrüstungskosten" führen."3 Aber während die Farbe selbst ein wichtiger Bestandteil der Wärmeabsorption sein kann, kommt es letztlich auf die Sonnenreflexion an, die dank der jüngsten Fortschritte bei Farben und Beschichtungen nicht mehr unbedingt mit der Farbe korreliert.

Erweiterung der Möglichkeiten der passiven Kühlung

Viele Hausbesitzer haben eine bestimmte Vorstellung davon, wie ihr Haus aussehen soll. Obwohl sie wissen, dass ein helles Haus mit einem hellen oder reflektierenden Metalldach die beste Option zur Maximierung der Sonnenreflexion ist, zögern sie vielleicht aus ästhetischen oder praktischen Gründen, solche Maßnahmen zu ergreifen. Die Farben- und Lackindustrie hat dies erkannt und damit begonnen, die Attraktivität der passiven Kühlung zu erhöhen, indem sie Produkte entwickelt hat, die die Lichtabsorption selbst auf dunklen Oberflächen minimieren.

Heute gibt es diese Produkte in Form von solarreflektierenden Farben mit eingebauten Lichtreflexionseigenschaften bis hin zu speziellen Beschichtungen zur Minimierung der Lichtabsorption, einschließlich 3M Glass Bubbles, die eine hohle Struktur mit niedrigem Brechungsindex verwenden, um die Sonnenreflexion zu maximieren, Titandioxidverbindungen und geschützte Pigmente, die "Energie im nahen und fernen Infrarotbereich des Spektrums reflektieren, obwohl sie im sichtbaren Bereich stark absorbieren." 4 Mit einer ständig wachsenden Zahl von solarreflektierenden Farben und Beschichtungen, die zur Auswahl stehen, können diese innovativen Produkte auf eine ganze Reihe traditioneller und moderner Wand- und Dachmaterialien aufgetragen werden, darunter Holz, Metall, Polymere, und Beton, und ermöglichen es Hausbesitzern, die Kühlung zu optimieren, ohne Kompromisse beim Aussehen einzugehen.

Die durch spektralphotometrische Auswertung ermittelten solaren Reflexionswerte können es Bauherren ermöglichen, auch bei nachträglich eingebauten Gebäuden eine LEED-Zertifizierung zu erreichen. Bildquelle: John-Mark Kuznietsov

Messung der Farbe in sonnenreflektierender Farbe

Die Bewertung der Wirksamkeit von lichtreflektierenden Produkten erfordert den Einsatz fortschrittlicher Spektraltechnologien zur Quantifizierung der Gesamtsonnenreflexionswerte (TSR). Spektralphotometrische Messgeräte bieten die genaueste und kostengünstigste Möglichkeit zur Bestimmung der Reflexionswerte aller Probentypen und können einzelne Inhaltsstoffe, komplette Formulierungen und installierte Produkte bewerten. Für Hersteller ist eine detaillierte TSR-Analyse von entscheidender Bedeutung, um den Erfolg eines Produkts zu messen, die Anpassung von Formulierungen zu erleichtern und die Produktwirksamkeit während der Produktion kontinuierlich zu überwachen. Darüber hinaus können Sie mit Hilfe der Spektralanalyse während der Produktprüfung die Leistung des Produkts im Laufe der Zeit beobachten, indem Sie die TSR als Reaktion auf Umweltbelastungen messen und die Dauerhaftigkeit des Schutzes feststellen. Für die Verbraucher sind sowohl die anfänglichen als auch die endgültigen TSR-Werte von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass sie fundierte Entscheidungen in Bezug auf Baumaterialien treffen können und über die für die LEED-Zertifizierung erforderlichen Daten zum Sonnenreflexionsindex (SRI) verfügen.5

Spektralphotometer liefern jedoch nicht nur TSR-Daten, sondern sind auch für die Bewertung von Farben unerlässlich. Die Bandbreite an optischen Geometrien, die in modernen Spektralphotometern zur Verfügung steht, ermöglicht die präzise und einfache Erfassung von Farbinformationen an jedem Punkt des Produktdesigns oder des Herstellungsprozesses, um sicherzustellen, dass Sie konsistent die Farbtöne produzieren können, die den Bedürfnissen der Verbraucher entsprechen. Die farbmetrische Analyse von lichtreflektierenden Beschichtungen ist besonders wichtig, um festzustellen, ob und welche Auswirkungen sie auf die darunter liegenden Materialien haben, und um sich vor unerwünschten Farbverschiebungen zu schützen.

HunterLab Präzision, Genauigkeit und Zuverlässigkeit

Das Engagement von HunterLab für Innovation und technologische Spitzenleistungen hat uns dazu veranlasst, seit über 60 Jahren die besten spektralphotometrischen Geräte auf dem Markt herzustellen. Unser umfassendes Angebot an tragbaren, Tisch- und Inline-Instrumenten bietet Ihnen die Flexibilität, spektrale und kolorimetrische Analysen in praktisch jeder Umgebung durchzuführen, sei es im Labor, in der Fabrikhalle oder beim Kunden vor Ort. Gemeinsam können wir den Verbrauchern helfen, umweltfreundlichere Entscheidungen zu treffen und letztendlich die Lebensqualität zu verbessern. Kontaktieren Sie uns, um mehr über unser Angebot an Spektralphotometern zu erfahren, und lassen Sie sich von einem unserer Farbmessungsexperten dabei helfen, das richtige Gerät für Ihre Anforderungen zu finden.