Versuchsreihe zur Luftreinhaltung durch photokatalytischen Fassadenputz

(15.10.2012) In Leipzig steht derzeit ein Gebäude unter Dauerbeobachtung. Das 1963 erbaute Mehrfamilienhaus der stadteigenen Leipziger Wohnungs- und Baugesellschaft mbH (LWB) liegt an einer dicht befahrenen Straße der sächsischen Messestadt. Es dient bis Mitte 2013 als Pilotprojekt zur Verminderung von Stickoxiden in Städten mit­tels eines photokatalytischen Fassadenputzes.

Die LWB und die Gesellschaft für Materialforschung und Prüfanstalt für das Bauwesen Leipzig mbH (MFPA) unternehmen gemeinsam mit Partnern der Universität Leipzig und weiteren, außeruniversitären Forschungseinrichtungen den Versuch, durch die Wirkung photokatalytisch-aktiver Metalloxide (im Konkreten Titandioxid der Anatas-Modifika­tion) im Fassadenputz Stickoxide aus der Luft oxidativ chemisch umzuwandeln und in festes Nitrat zu überführen. Dieses wird dann durch den Niederschlag von der Fassade abgewaschen und über die Kanalisation abgeführt.

Grafik aus dem Beitrag "Braas-Dachsteine mit
Katalysator-Technik" vom 7.3.2008

Bei erfolgreichem Verlauf der Messungen an der Karl-Liebknecht-Straße 77 (siehe Bing-Vogelperspektive und/oder Google-Maps) könnten sich neue Ansätze zur Minde­rung von Abgasen aus Verkehr, Industrie und Feuerungsanlagen in Städten bzw. an stark befahrenen Straßen ergeben. Bereits ein Jahr lang wurden an dem Mehrfamilien­haus in der Leipziger Südstadt die Stickoxid-Daten vor Anbringung des photokatalyti­schen Fassadenputzes mit einer Messanlage erfasst, um eine direkte Messung vor und nach dessen Applikation zur Vergleichbarkeit der gewonnenen Daten zu ermöglichen.

Wohnungsgesellschaft, Wissenschaftler und die Saint-Gobain Weber GmbH, Düssel­dorf, als Hersteller des Putzes sind optimistisch, dass die Messungen positive Ergeb­nisse bringen werden. „Unsere bisherigen Wirksamkeitstests unter Laborbedingungen und als Feldversuch im Kleinmaßstab haben einen sehr effizienten Abbau von Stickoxid erbracht“, erklärt Prof. Dr.-Ing. Frank Dehn, Geschäftsführer der MFPA und gleichzei­tig Stiftungsprofessor für Multifunktionale Konstruktionswerkstoffe an der Universität Leipzig. „Wir sind froh, unsere sehr positiven Ergebnisse nun mit maßgeblicher Unter­stützung der LWB unter realen Bedingungen überprüfen zu können.“

Zehn Jahre Forschung zu Schadstoffabbau mittels photokatalytischer Prozesse

Die Belastung der Luft mit Schadstoffen wie Stickoxiden aus Industrie, privaten Haus­halten und vor allem dem Verkehr nimmt trotz verschärfter nationaler und internatio­naler Vorschriften und Gesetze zu. Deshalb werden sowohl Vermeidungs- als auch Verringerungskonzepte verfolgt bzw. gesucht. Vermeidung geschieht zum Beispiel durch verbesserte technische Ausrüstung von Fahrzeugen für einen geringeren Stick­oxidausstoß und durch die Einrichtung von Umweltzonen. Für eine Verringerungsstra­tegie könnte das Leipziger Projekt einen Weg aufzeigen.

Die Nutzung photokatalytischer Prozesse zum Schadstoffabbau wird seit etwa zehn Jahren in verstärktem Maße in der Wissenschaft diskutiert. Erste Testreihen mit ent­sprechenden Stoffen in Straßenbelägen laufen bereits. Etwa 75 Prozent der Luftver­schmutzung durch Stickoxide gehen auf den Straßenverkehr zurück.

Für die LWB ist die Schaffung und Erhaltung eines lebenswerten und gesunden Wohn­umfelds und -komforts durch saubere Luft ein Standortvorteil. „Wir sind immer offen für Innovationen, die die Lebensqualität unserer Mieter und aller Bürger der Stadt verbessern“, erklärt LWB-Geschäftsführerin Dr. Gabriele Haase. Dabei suche und fes­tige das Wohnungsunternehmen die Zusammenarbeit mit Universitäten, Hochschulen und Forschungseinrichtungen. „Letztlich geht es um die Steigerung der Umweltqualität im urbanen Raum, durch die Aktivierung bestehender und neuer Bausubstanz“, ergänzt Prof. Dehn von der MFPA.

Test kann Weg zu besserer Luftqualität in stark befahrenen Straßen ebnen

Konkret geht es an dem Leipziger Wohnhaus um die Bestimmung der Wirksamkeit bzw. Effektivität von photokatalytisch-aktiven Baustoffoberflächen unter klimatischen und geometrischen Realbedingungen (Temperatur, Feuchtigkeit, Windrichtung und -inten­sität, Strahlungsintensität, Verdünnungseffekte, Applikation etc.). An einer freibewit­terten Fassade lassen sich so Abbautendenzen und -raten von Stickoxiden testen bzw. erfassen. Nicht zuletzt geht es den Wissenschaftlern auch um die Auswirkungen auf die mechanischen, physikalischen und chemisch-mineralogischen Eigenschaften der Baustoffoberflächen.

Prof. Dr. Hartmut Herrmann vom Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (IfT) Leipzig verweist darauf, dass Stickoxide auch Vorläufersubstanzen der photochemi­schen Ozonbildung und der Entstehung von Feinstaubmasse sind: „Stickoxide ver­ursachen Entzündungen in den Atemwegen und verstärken die Reizwirkung von Aller­genen. Nimmt die Stickstoffdioxid-Belastung der Außenluft zu, leiden mehr Menschen an Atemwegserkrankungen und es treten mehr Herzrhythmusstörungen auf. Länger­fristig häufen sich Infektionskrankheiten der Atemwege, und die Lungenfunktion wird schlechter.“ Gelänge durch den Fassadenputz eine Stickoxid-Minderung, würde dies die Luftqualität in dicht bewohnten und befahrenen urbanen Räumen verbessern.

Kein Einsatz von Nano-Technologie

Der photokatalytisch wirkende Oberputz der Saint-Gobain Weber GmbH, Düsseldorf, enthält Titandioxid (TiO₂) und wandelt gasförmige Stickoxide in festes Nitrat um, das anschließend kontrolliert in die Kanalisation gelangt. Es handelt sich um einen minera­lischen, dekorativen Dünnschichtputz, der wie herkömmlicher Putz verarbeitet wird. Dabei wird auf den Einsatz von Nano-Technologie verzichtet. Auch das Unternehmen hofft auf einen positiven Verlauf der Messungen. „Wir haben den Nachweis hoher pho­tokatalytischer Aktivität unter Laborbedingungen“, so Dr. Wolfram Maier vom Herstel­ler Saint-Gobain Weber. Der Oberputz habe in Versuchen 2,3 mg Stickoxid pro Stunde je Quadratmeter abgebaut.

Weitere Informationen zum luftreinigenden Fassadentest an der Karl-Liebknecht-Straße 77 in Leipzig können per E-Mail an Kerstin Klare (Leipziger Wohnungs- und Baugesellschaft) , per E-Mail an Prof. Dr.-Ing. Frank Dehn (MFPA) , sowie per E-Mail an Dr. Wolfram Maier (Saint-Gobain Weber) angefordert werden. Information zum photokatalytisch wirkenden Oberputz lassen sich per E-Mail an Saint-Gobain Weber anfordern.