Die vergangenen Jahre, insbesondere die letzten Monate, haben eine Notwendigkeit extrem verdichtet: Wir müssen dringend und zwingend daran arbeiten, Energie auf möglichst klimaneutrale Art standortnah zu erzeugen – und solange dies nur bedingt gelingt, müssen wir unsere Ressourcen schonen. Dass das keine neue Erkenntnis ist, merkt man spätestens, wenn man sich mit der Materie näher befasst. Die diskutierten und ausprobierten Ansätze sind so vielfältig und fantasievoll wie amouröse Verwicklungen in einer Daily Soap, und sie dringen dabei in Regionen vor, die jedem Mensch zu Füßen liegen. Bodenbeläge sind längst keine Terra incognita mehr, wenn es darum geht, ihr Energiesparpotenzial zu durchleuchten.

Energiesparende Eigenschaften von Bodenbelägen rücken in den Fokus

Tatsächlich können Bodenbeläge spürbaren Einfluss darauf nehmen, wie effektiv Heizungswärme in einem Raum verbleibt oder wie nötig im Sommer eine Klimaanlage gebraucht wird – und wie lange. Zwei Faktoren spielen dabei eine Rolle, zum einen natürlich die Wärmedämmung, zum anderen die sogenannte Fußwärme, also ein eher subjektiver Eindruck, der aber stark dazu beiträgt, ob man die Heizung im Zweifelsfall ein oder zwei Grad höher einstellt.

Der Teppichboden steht wegen seiner positiven Energie-Effekte vor einer Renaissance

Viele Hersteller und Anbieter von Bodenbelägen haben dieses Potenzial erkannt und heben, sofern vorhanden, die energiesparenden Eigenschaften ihrer Produkte hervor. Andere gehen bereits weiter und entwickeln beziehungsweise optimieren gezielt in diese Richtung. Okay, mit der entsprechenden Dämmschicht auf der Unterseite lässt sich beinahe jede Art von Bodenbelag energetisch optimieren. Dennoch gibt es Beläge, die bereits von Haus aus Wärme und Behaglichkeit verströmen. Ganz vorn findet sich dabei ein alter Bekannter, der in der allgemeinen Wahrnehmung zuletzt etwas ins Hintertreffen geraten ist, aufgrund seiner vielen positiven Eigenschaften aber längst eine Renaissance verdient hat – der Teppichboden.

Mit Teppichböden lassen sich laut Associated Weavers bis zu zehn Prozent Heizkosten sparen

Associated Weavers beispielsweise, einer von Europas wichtigsten Produzenten von getuftetem Teppichboden mit Sitz im belgischen Ronse, wirbt explizit mit dem behaglichen Komfort seiner Produkte. Laut Associated Weavers ließen sich mit Teppichböden vier bis fünf Prozent an Heizkosten sparen, in strengen Wintern sogar bis zu zehn Prozent. Auf diese Weise amortisiere sich ein Teppichboden in kurzer Zeit. Darüber hinaus bringe kein anderer Fußbodenbelag so viel Wärme und Stimmung ins Haus wie ein Teppichboden.

Ein Schritt weiter: Der Bodenbelag als Energieerzeuger

Noch einen ganzen Schritt weiter gehen andere Anbieter und Entwickler. Statt Energie zu sparen, sehen sie in Bodenbelägen gar das Potenzial, Energie zu erzeugen. Zum Beispiel die Forschenden der ETH Zürich und der Empa, einem Schweizer Institut zur Entwicklung neuer Materialien und Technologien: Auf der Suche nach neuen Baustoffen veränderten sie Holz mithilfe von chemischen Prozessen so, dass es fortan in der Lage ist, als Mini-Generator zu fungieren. Soll heißen, sobald das Holz durch Gewicht belastet wird, entsteht eine elektrische Spannung.

Grundlage dieser Entwicklung ist der sogenannte piezoelektrische Effekt. Er sorgt dafür, dass ein piezoelektrisches Material eine elektrische Spannung erzeugt, sobald man es elastisch verformt. Tatsächlich verfügt auch Holz über einen natürlichen piezoelektrischen Effekt, bei dem allerdings nur eine sehr geringe elektrische Spannung entsteht. Um den Ertrag zu erhöhen, veränderten die Forscher die chemische Zusammensetzung des Holzes, wodurch es stärker komprimierbar wurde.

Erste Messungen bei einem derart behandelten Stück Balsaholz ergaben tatsächlich eine um das 85-fach gesteigerte elektrische Spannung im Vergleich zu nativem Holz. Bis das Piezo-Holz aber effektiv als Biosensor oder gar als stromerzeugender Parkettboden zum Einsatz kommen kann, sind noch einige Schritte zu gehen, die sicher mehr Energie verbrauchen als erzeugen. Trotzdem glauben die Schweizer Forscher an ihre Entwicklung und haben bereits weitere Kooperationspartner ins Boot geholt, um die Technologie für industrielle Anwendungen zu adaptieren.

Londoner Unternehmen Pavegen nutzt Bodenfliesen als Generatoren

Etwas weiter ist da schon das 2009 von Laurence Kemball-Cook in London gegründete Unternehmen Pavegen. Sein Team verfolgt ebenfalls die Idee, fußläufige Mobilität in nutzbaren Strom zu verwandeln. Bei rund 5.000 Schritten, die jeder Mensch täglich im Schnitt zurücklegt, müsste sich doch ein gewaltiges Potenzial an sauberer Energie erschließen lassen, so die Überlegung.

Statt auf chemisch verändertes Holz setzt das Team von Laurence Kemball-Cook auf elektromagnetische Induktionsgeneratoren. Jeweils drei unter dreieckigen Fliesen montierte Generatoren werden bei jedem Betreten um fünf Millimeter vertikal verschoben, was zu einer Drehbewegung führt, die wiederum Strom produziert. Jeder Schritt sorgt im Drehgetriebe für rund 1.500 Umdrehungen pro Minute, was einer Nennleistung von rund fünf Watt entsprechen soll. Damit erzeugen die aus Stahl, Recycling-Aluminium und einem Verbundwerkstoff bestehenden aktuellen Dreiecke 200-mal mehr Energie als ihre Urahnen aus dem Jahr 2009. Neben den Generatoren ist jede Fliese zusätzlich mit einer drahtlosen Programmierschnittstelle (API) ausgestattet, die sich mit einer Reihe von mobilen Geräten oder Gebäudemanagementsystemen verbinden kann, um so beispielsweise Bewegungsdatenanalysen in Echtzeit zu übertragen.

Potenzial als multifunktionales Fußbodensystem in Smart-City-Projekten

Dafür, dass das System Potenzial besitzt und uns vielleicht schon bald als multifunktionales Fußbodensystem in Smart-City-Projekten oder auf Flughäfen begegnen könnte, spricht unter anderem ein bereits von Siemens und Pavegen unterzeichnetes Memorandum of Understanding. Die Zusammenarbeit zwischen dem einstigen Startup und dem weltweit agierenden Münchner Innovationsunternehmen soll die Technologie zukünftig günstiger und damit endgültig profitabel machen.

Interessante Links

www.carpetyourlife.com/de/wissenswertes/komfort-und-ambiente/bodenisolierung-durch-teppiche | https://youtu.be/R8KkMZPnF2U

ETH Zürich

Pavegen Systems Ltd. | https://youtu.be/bOJjlXfTJpI