In Regionen, wo die Sonne einen Großteil des Jahres gnadenlos herunterbrennt, wird die Überhitzung von Gebäuden schnell zum täglichen Albtraum. Denn im Mittelmeerraum, in den Tropen oder in Wüstengebieten verwandeln sich Dächer und sonnenexponierte Wände in regelrechte Heizkörper, die Wärme speichern und anschließend ins Innere der Bauten abgeben. Angesichts dieses Problems bieten reflektierende Außenanstriche eine bemerkenswert effektive passive Lösung. Ohne die Spannung zu verderben muss man es gleich vorweg sagen: Diese Technologie funktioniert tatsächlich und bringt in den meisten Situationen einen messbaren Gewinn an thermischem Komfort. Aber um zu verstehen, warum diese Farben so gut funktionieren, müssen wir zunächst zu den Grundlagen der Physik zurückkehren.

Dieses Datenblatt ist die Fortsetzung desjenigen, das den Wärmedämmfarben für den Innenbereich gewidmet ist. Du kannst es einsehen, indem du auf diesen Link klickst.

Warum absorbieren dunkle Farben Wärme?

Die Antwort auf diese Frage findet sich im Verhalten des Lichts gegenüber verschiedenen Oberflächen. Die Sonnenstrahlung, die auf die Erde trifft, enthält eine enorme Energiemenge in Form von Photonen. Und wenn diese Photonen auf eine Oberfläche treffen, können zwei Phänomene auftreten: Entweder werden sie reflektiert und kehren in die Atmosphäre zurück, oder sie werden vom Material absorbiert, das sie dann in Wärme umwandelt.

Die Farben, die wir wahrnehmen, resultieren genau aus dieser selektiven Reflexion des Lichts. Eine weiße Oberfläche reflektiert nahezu das gesamte sichtbare Lichtspektrum, deshalb sehen wir sie weiß. Umgekehrt absorbiert eine schwarze Oberfläche fast alle Wellenlängen des sichtbaren Lichts. Diese massive Absorption von Photonen führt direkt zu einer Erwärmung des Materials.

Nehmen wir ein konkretes Beispiel, das jeder ausprobieren kann: Stell dir zwei identische Autos vor, die an einem Sommertag nebeneinander in der prallen Sonne parken, eines ist schwarz und das andere weiß. Nach ein paar Stunden riskierst du dir die Hand zu verbrennen, wenn du sie auf die Motorhaube des schwarzen Autos legst, so heiß ist das Metall. Die Motorhaube des weißen Autos hingegen wird zwar warm sein, aber deutlich angenehmer zu berühren. Der Temperaturunterschied kann leicht 20 bis 30°C zwischen den beiden Oberflächen erreichen.

Dieses Phänomen erklärt sich durch den solaren Reflexionskoeffizienten, auch Albedo genannt. Ein klassischer schwarzer Anstrich besitzt ein Albedo von etwa 5%. Das bedeutet, er reflektiert nur 5% der Sonnenstrahlung und absorbiert die restlichen 95% in Form von Wärme. Ein weißer Standardanstrich weist ein Albedo von etwa 70 bis 80% auf und reflektiert somit den Großteil der Sonnenenergie.

Aber die Sonnenstrahlung beschränkt sich nicht auf sichtbares Licht. Sie enthält auch nahes Infrarot, das für unsere Augen unsichtbar ist, aber einen großen Teil der thermischen Energie trägt. Eine Oberfläche kann also im sichtbaren Spektrum hell sein und gleichzeitig Infrarot stark absorbieren, oder umgekehrt. Hier kommen die spezialisierten Thermofarben ins Spiel, die weit über einen einfachen Farbwechsel hinausgehen.

Das ist ein sehr wichtiger Punkt, denn die von einem Dach oder einer Wand absorbierte Wärme bleibt nicht an der Oberfläche. Sie breitet sich durch Leitung durch das Material aus und wird schließlich ins Innere des Gebäudes übertragen, entweder durch Infrarotstrahlung oder durch Konvektion der Luft, die mit den glühenden Wänden in Kontakt kommt. In sehr sonnigen Klimazonen kann ein dunkles Dach leicht 70 bis 80°C an der Oberfläche erreichen und das Gebäude buchstäblich in einen Ofen verwandeln. Diese Absorption an der Quelle zu reduzieren, ist daher die effektivste Strategie zur Begrenzung der Überhitzung.

Wie funktionieren reflektierende Außenanstriche?

Wenn du ein dunkles Dach oder eine dunkle Wand mit klassischem Weiß streichst, erzielst du bereits einen spürbaren thermischen Gewinn dank der Erhöhung des Albedos. Aber spezialisierte Hitzeschutzfarben, auch reflektierende Farben oder „Cool Roof Coatings“ genannt, gehen in ihrer Leistung erheblich weiter. Ihr Geheimnis liegt in einer ausgeklügelten Formulierung, die die Reflexion der Sonnenstrahlung über das gesamte Spektrum maximiert, einschließlich des unsichtbaren Infrarots.

Diese Thermofarben enthalten spezielle Pigmente, die entwickelt wurden, um nicht nur sichtbares Licht zu reflektieren, sondern vor allem das nahe Infrarot, das einen großen Teil der Sonnenenergie transportiert. Einige Formulierungen verwenden chemisch oder physikalisch modifizierte Pigmente, um ihr spektrales Verhalten zu optimieren. Andere integrieren nanometrische Füllstoffe, wie Titanoxid- oder Aluminiumpartikel in Form von mikroskopischen Flocken, die wie unzählige kleine Spiegel wirken und die Strahlung in alle Richtungen reflektieren.

Qualitativ hochwertige reflektierende Farben erreichen bemerkenswerte Leistungen mit einer solaren Reflektanz von über 85%, bei den besten Produkten sogar bis zu 90%. Zum Vergleich: Eine klassische weiße Farbe liegt in der Regel bei maximal 75 bis 80% Reflektanz. Der Unterschied erscheint gering, aber diese paar zusätzlichen Prozentpunkte machen einen erheblichen Unterschied bei der Reduzierung der Wärmelast.

Neben der solaren Reflektanz weisen diese Farben auch eine hohe thermische Emissivität auf. Emissivität ist die Fähigkeit eines Materials, die trotzdem absorbierte Wärme in Form von Infrarotstrahlung abzugeben. Eine hohe Emissivität (nahe 1) ermöglicht es der Oberfläche, sich schnell abzukühlen, indem sie die angesammelte Wärme in den Himmel abstrahlt. Das ist besonders effektiv nachts oder bei bewölktem Wetter.

Die Vorteile dieser Farben beschränken sich nicht auf die Temperaturreduzierung. Sie schützen auch die Langlebigkeit von Dach und Wänden, indem sie die Ausdehnungs-Kontraktions-Zyklen begrenzen, die durch extreme Temperaturschwankungen verursacht werden. Die vorzeitige Alterung von Dachmaterialien ist größtenteils auf diese wiederholten thermischen Belastungen zurückzuführen. Indem reflektierende Farben also niedrigere Oberflächentemperaturen aufrechterhalten, verlängern sie die Lebensdauer der Untergründe erheblich.

Diese Beschichtungen funktionieren auf praktisch allen gängigen Baumaterialien: Beton, Faserzement, Metallblech, Ziegel, Trapezblech, Abdichtungsmembranen… Ihre Anwendung erfolgt ganz einfach mit Rolle, Pinsel oder Airless-Spritzgerät, je nach zu beschichtender Fläche und gewünschtem Finish. In der Regel reichen zwei Schichten aus, um optimale Leistungen zu erzielen. Das macht die Umsetzung schnell im Vergleich zu anderen thermischen Sanierungslösungen.

Die Kosten dieser Farben sind zwar deutlich höher als bei klassischen Farben, mit einem Preis, der drei- bis fünfmal höher sein kann. Allerdings amortisiert sich diese Investition in heißen Klimazonen sehr schnell durch die erzielten Klimatisierungseinsparungen. Bei Gebäuden, die stark von Hitze belastet sind, kann sich die Investition in nur zwei bis vier Jahren amortisieren. Das macht sie zu einer der rentabelsten Wärmedämmlösungen für Bauten in sonnigen Zonen.

Hitzeschutzfarbe: Mythos und Realität mit unserer Felderfahrung

Die Marketingaussagen über reflektierende Farben erscheinen oft übertrieben. Aber ausnahmsweise bestätigt die Realität vor Ort weitgehend das Interesse an dieser Technologie. Ich hatte die Gelegenheit, die Wirkung dieser Farben völlig unabhängig während Einsätzen in Marokko und im Senegal unter extremen klimatischen Bedingungen persönlich zu messen. Die beobachteten Ergebnisse übertreffen manchmal sogar die Erwartungen.

Beginnen wir mit dem Fall von Hallen und Lagerhäusern mit Dächern aus Blech oder Faserzement und Wänden aus Hohlblocksteinen. Diese Strukturen, die in Industrie- oder Landwirtschaftszonen heißer Länder sehr verbreitet sind, werden zu regelrechten Öfen, sobald die Sonne knallt. Unbehandeltes Metallblech kann an der Oberfläche leicht 70 bis 80°C erreichen, und Faserzement ist kaum besser. Diese Wärme breitet sich sofort durch Strahlung und Konvektion ins Innere des Gebäudes aus. Das macht die Arbeitsbedingungen unerträglich.

Nach dem Auftragen einer hochwertigen reflektierenden Farbe auf Dach und Wände konnte ich Oberflächentemperatursenkungen von bis zu 20°C bei den Materialien selbst messen. Konkret blieb ein Blech, das auf 75°C stieg, nun bei maximal 55°C. Diese spektakuläre Reduktion der Wandtemperatur führt zu einem drastischen Abfall der Innentemperatur des Gebäudes. In einem Lagerhaus im Senegal gingen wir von einer Innentemperatur von 42°C auf 32°C. Also 10°C Unterschied. Sicher, 32°C ist immer noch heiß. Aber es ist der Unterschied zwischen unerträglich und erträglich.

Diese Gebäude bleiben in der Regel den ganzen Tag über mit großen offenen Toren aus logistischen Gründen oder wegen des Verkehrs. Unter diesen Bedingungen ist die Installation einer klassischen Klimaanlage schlichtweg nicht möglich, da die kühle Luft sofort entweichen würde. Adiabatische Klimatisierungssysteme, die durch Wasserverdunstung funktionieren, können etwas helfen. Aber ihre Effizienz bleibt sehr begrenzt und sie werden bei feuchter Hitze sogar völlig wirkungslos, da die mit Feuchtigkeit gesättigte Luft keine Verdunstung mehr aufnehmen kann.

Um den Komfort der Personen zu verbessern, die in diesen Gebäuden arbeiten, besteht die effektivste Lösung darin, eine gute reflektierende Farbe mit einer gut durchdachten Belüftung zu kombinieren. Die Farbe reduziert den Wärmeeintrag an der Quelle, indem sie die Erwärmung der Wände begrenzt, während die natürliche oder mechanische Belüftung die Restwärme evakuiert und eine Luftbewegung erzeugt, die das Komfortgefühl verbessert. Dieser Low-Tech-Ansatz funktioniert bemerkenswert gut und kostet einen Bruchteil des Preises einer industriellen Klimaanlage.

Gebäude mit Flachdächern aus Beton stellen einen weiteren besonders relevanten Anwendungsfall für reflektierende Farben dar. Denn Beton besitzt eine hohe thermische Trägheit. Das bedeutet, er speichert tagsüber enorm viel Wärme, um sie nachts über einen langen Zeitraum langsam wieder abzugeben. Eine der Sonne ausgesetzte Betondachplatte kann bis Mitternacht oder ein Uhr morgens sehr heiß bleiben. Mit anderen Worten, sie heizt das Innere des Gebäudes auch nach Sonnenuntergang weiter auf.

Die Anwendung einer Hitzeschutzfarbe auf diese Flachdächer erweist sich daher als äußerst effektiv, um die Innentemperatur zu senken. Aber man darf nicht vergessen, auch die Wände zu behandeln, denn in einem der Sonne ausgesetzten Gebäude tragen die Fassaden erheblich zum Wärmeeintrag bei. Besonders diejenigen, die die späte Nachmittagssonne abbekommen, wenn die Umgebungsluft bereits sehr heiß ist.

Bei dieser Art von Bauweise werden die Klimatisierungseinsparungen sehr beträchtlich. Ich habe Stromverbrauchsreduzierungen von 25 bis 40% festgestellt, je nach vorhandener Dämmung des Gebäudes und Nutzungsintensität der Klimaanlage. Aber selbst in Gebäuden ohne Klimaanlage ist der Gewinn an thermischem Komfort enorm. Und nicht nur tagsüber. Denn indem sie verhindert, dass der Beton während der sonnigen Stunden Wärme speichert, verhindert die reflektierende Farbe auch, dass er sich nachts wie eine Heizung verhält, die durch Strahlung Wärme abgibt. Die Bewohner können so unter deutlich erträglicheren Bedingungen schlafen.

Jetzt lass uns über einen Punkt sprechen, der mich immer wieder überrascht, wenn ich in heißen Regionen im Einsatz bin. Es geht um das allgemeine Missverständnis über den Nutzen von Wärmedämmung. Denn viele Leute denken, dass Dämmung nur für kalte Zonen gedacht ist, um im Winter die Wärme im Inneren zu halten. Dabei ist diese Vorstellung völlig falsch, denn die Wärmedämmung funktioniert in beide Richtungen gleich. Das heißt, sie hält die Kühle in einem Gebäude während heißer Perioden ebenso hervorragend.

Genauer gesagt verhält sich ein ordentlich gedämmtes Gebäude in einer heißen Region wie eine Kühlbox. Wenn du es schaffst, es nachts oder früh am Morgen mit natürlicher Belüftung oder einer kleinen Klimaanlage abzukühlen, wird die Dämmung diese Kühle den ganzen Tag über erhalten, indem sie verhindert, dass die Außenwärme eindringt. Es ist also genau dasselbe Prinzip wie bei der Wärme im Winter, nur umgekehrt.

Nun ist aber bei einem Gebäude, das bereits gut gedämmt ist mit einer ordentlichen Stärke an Dämmmaterial in den Wänden und unter dem Dach, der Gewinn durch das Hinzufügen einer thermischen Außenfarbe sehr gering oder sogar inexistent. Ganz einfach, weil die Dämmung bereits die Arbeit leistet, Wärmeübertragungen zu blockieren. Folglich kann die Farbe eine bereits optimale Situation nicht signifikant verbessern. In diesem speziellen Fall rechtfertigt sich die Investition in eine reflektierende Farbe wirtschaftlich nicht.

Es sind also schlecht oder nicht gedämmte Gebäude, bei denen Hitzeschutzfarben ihre beste Anwendung finden. Letztendlich stellen sie in diesen beiden Fällen eine schnell umsetzbare Lösung dar, ohne schwere Bauarbeiten und mit einem ausgezeichneten Kosten-Nutzen-Verhältnis. Für einen Privatmann oder einen Industriellen, der mit Überhitzungsproblemen konfrontiert ist, ist dies oft die erste Maßnahme, die in Betracht gezogen werden sollte, bevor man sich in komplexere Dämmarbeiten stürzt.

Unser Fazit zu thermischen Außenanstrichen

Zusammenfassend ermöglichen reflektierende Außenanstriche in sehr vielen Fällen, die Innentemperatur von sonnenexponierten Gebäuden stark zu senken. Es handelt sich nicht um ein Marketing-Gimmick, sondern um eine bewährte Low-Tech-Technologie, die auf einfachen und unerbittlichen physikalischen Prinzipien basiert.

Allerdings ist die Qualität dieser Farben, wie bei vielen Produkten, sehr ungleich. Du wirst billige Produkte finden, die Wunder versprechen, aber deren tatsächliche Leistungen schnell enttäuschen. Und andere, die teurer sind, aber ihre Versprechen über die Zeit halten. Deshalb ist es besser, etwas mehr für eine professionelle Qualitätsfarbe zu bezahlen, die eine Reflektanz von über 85% aufweist und viele Jahre hält, als ein Einstiegsprodukt mit schwachen Leistungen zu kaufen, das häufig erneuert werden muss.

Langlebigkeit ist das entscheidende Kriterium. Denn eine gute reflektierende Farbe muss ihre thermischen Eigenschaften mindestens 10 bis 15 Jahre lang erhalten, selbst bei intensiver Sonneneinstrahlung. Ausgehend von dieser Information widerstehen Qualitätsprodukte der UV-Degradation, Witterungseinflüssen und Verschmutzungsansammlungen, ohne ihre Reflexionsfähigkeit signifikant zu verlieren. Informiere dich also gut über Zertifizierungen und beschleunigte Alterungstests, bevor du investierst.

Hast du diese Farben bereits auf dein Gebäude aufgetragen? Hast du Fragen zu den in deiner Region verfügbaren Produkten oder zu den Anwendungstechniken? Dann zögere nicht, deine Erfahrung oder deine Fragen in den Kommentaren zu teilen. Ein Datenblatt wie dieses erfordert mehrere Stunden Arbeit. Also wenn dir dieser Inhalt nützlich sein konnte, nimm dir bitte ein paar Sekunden Zeit, um die Website zu unterstützen, indem du uns einen Kaffee spendierst. Und danke auch, dass du daran denkst, es in deinem Umfeld zu teilen.