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Donnerstag, 20.07.2017
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Die Luft filtern mit innovativen Baustoffen

Bauen

Beton und Pflanzen könnten in der Zukunft die Luft in den Städten sauber halten.

Beton und Pflanzen könnten in der Zukunft die Luft in den Städten sauber halten.

Innovative Baustoffe gibt es seit geraumer Zeit. Die Bauforschung beschäftigt sich mit ihnen, da in der Zukunft Energieeinsparungen und eine Reduzierung des Kohlendioxid-Ausstoßes immer wichtiger werden. Das lässt sich unter anderem mit intelligenten Baustoffen erreichen, die sich neben ihren herkömmlichen Eigenschaften an die Anforderungen einer modernen Lebensweise anpassen können und gesundheitsverträglich sind. Die Bauindustrie erforscht und erweitert die Baustoffe in ihrer Festigkeit, Biegsamkeit oder Wärmespeicherung und entwickelt selbstheilende, selbstreinigende, filternde und langlebige Oberflächen. Denn der Investitionsbedarf in der Infrastruktur ist groß. Die Städte werden immer größer und mit ihnen wächst die Bevölkerungsdichte. Das hat zur Folge, dass die Stickoxid-Belastung der Luft steigt. Nachhaltige Lösungen sind deshalb nicht nur wichtig, sie sind geradezu existenziell.

Stickoxide – wo kommen sie her und wie stark sind sie vertreten?


Stickoxide entstehen unter anderem durch Abgase im Straßenverkehr, Verbrennungsprozesse und chemische Produktionen der Industrie- und Energiewirtschaft. Das Umweltbundesamt ist für die Messung von Stickoxiden zuständig. Jedes Jahr veröffentlicht es im Luftqualitätsreport die aktuellen Messwerte. Die Jahresmittelwerte für Stickstoffdioxid dürfen pro Jahr 40 μg/m³ NO₂ nicht übersteigen. Wer sich den Report ansieht, bemerkt, dass in deutschen Städten schon heute bis zu 35 μg/m³ NO₂ als Jahresmittelwert bestehen. An Straßen mit großem Verkehrsaufkommen wird der Wert sogar häufig überschritten. Für die Gesundheit ist das auf Dauer schädlich. Die Kommunen haben großen Handlungsbedarf. Sie müssen in Luftqualitätsplänen neue, technische Maßnahmen ausarbeiten und sich um die Reinigung der Luft kümmern.

Beton als künstlicher Luftfilter


Eine Möglichkeit zur Luftreinigung sind Baustoffe, die mit einem Luftfilter ausgestattet sind. Ein Baustoff eignet sich besonders gut dafür: Beton. Das vielfältig nutzbare Material zählt zu den wichtigsten und häufigsten verwendeten Baustoffen der Welt. Pro Jahr werden für die Herstellung von Beton rund 3.726,9 Millionen Tonnen Zement produziert. Beton erfüllt wichtige optische, statische und physikalische Eigenschaften, wie:
  • Druckfestigkeit,
  • Formbarkeit,
  • Wasserundurchlässigkeit,
  • Verschleißwiderstand,
  • hohen Strahlenschutz,
  • Wärmspeicherung
und vieles mehr. Der Baustoff ist aber nicht vor Umwelteinflüssen geschützt und kann Schaden nehmen. Forscher haben sich deshalb mit der Verbesserung des Materials befasst und selbstheilenden und ultrahochfesten Beton entwickelt, der seine Lebensdauer verlängern und Stahl im Tiefbau ersetzen kann. Auch Firmen, wie die STEAG Power Minerals, forschen an dem Material. Sie konnten mit ihrer Idee eines selbstfilternden Betons im Mai dieses Jahres den GreenTec Award gewinnen. Der Preis wurde ihnen im Rahmen einer Gala verliehen.

Mit einem Additiv, Photoment genannt, soll die Oberfläche des Betons angereichert werden. Dieser innovative Betonzusatzstoff Photoment übernimmt den Stickoxidabbau. Er besteht zum großen Teil aus Nanopartikeln und Titanoxid, die photokatalytische Eigenschaften aufweisen. Und das funktioniert im Prinzip so: Mit Bestrahlung der Sonne können sie der Luft Schadstoffe entziehen und diese in Nitrate umwandeln.

Beton ist nicht der erste Baustoff, der mit luftreinigenden Eigenschaften ausgestattet ist. Die filternden Oberflächen kommen in Deutschland seit ein paar Jahren in Pflastersteinen, Dachziegeln, Mörtel, Farben und Putze zur Anwendung. Besonders an stark belasteten Verkehrsknotenpunkten können diese intelligenten Baustoffe die Luftqualität enorm verbessern. Das bestätigen erste Ergebnisse: Im Jahr 2002 bedeckte die Stadt Mailand eine 7000 m² große Straßenoberfläche mit einem solchen Zusatzstoff. Daraufhin sank die Konzentration von Stickoxiden in diesem Bereich um 60 Prozent.


Das Baum Prinzip: natürlicher Luftfilter für intelligente Baustoffe


Die Blätter und Nadeln des Baums filtern den Staub aus der Luft. Das tun sie mithilfe der Photosynthese. Mit dem grünen Farbstoff in den Blättern können sie Kohlendioxid aus Luft und Wasser aufnehmen und in Nährstoffe umwandeln. Die nötige Energie erhalten sie von der Sonne. Bei dem biochemischen Prozess reinigt der Baum nicht nur die Luft, er setzt auch Sauerstoff frei. Eine 100-jährige Buche kann pro Stunde etwa 1,7 Kilogramm Sauerstoff produzieren, die reicht für fünfzig Menschen für eine Stunde zum Atmen. Leider gibt es immer weniger Bäume. Die Grünflächen in den Städten reichen nicht aus, um die schädlichen Giftstoffe aus der Luft zu filtern. Mit intelligenten Baustoffen lässt sich der natürliche Filterungsprozess unterstützen.

Ersetzen lassen sich Bäume dadurch aber nicht. Denn neben den rein biochemischen Vorteilen bringen Bäume noch zahllose weitere unverzichtbare Qualitäten mit, auf die weder Flora, Fauna noch der Mensch verzichten kann.
( , 06.07.2016 - )
 
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