Materialprüfung

Die auf dieser Internetpräsenz vorgestellten photokatalytischen Anwendungen werden von unseren Mitgliedern bereits seit mehreren Jahren erfolgreich in der Praxis  umgesetzt. Ihre Wirksamkeit bzw. Funktionalität belegen unsere Mitgliedsunternehmen in Zusammenarbeit mit renommierten Prüfinstituten und unabhängigen staatlichen Stellen durch eine Vielzahl laboranalytischer Prüfungen und wissenschaftlicher Untersuchungen. Darüber hinaus existiert auch eine große Anzahl an praxisbezogenen Nachweisen zur Funktionalität, nachfolgend finden Sie einige Beispiele.

1. Laboruntersuchungen

1.1 Am Beispiel von photoaktiven Pflastersteinen

Das mit TiO₂ ausgestattete Betonpflaster wurde in einer mobilen Messkammer mit einer Fläche von etwa 2 m² getestet. Dazu wurden NO_X-Konzentration, Windgeschwindigkeit und Luftfeuchte variiert. Die Bestrahlung erfolgte sowohl mit einer künstlichen Lichtquelle als auch mit Sonnenlicht. Die Baustoffe zeigten in der mobilen Messkammer sowohl unter künstlichem Licht als auch unter Sonneneinstrahlung eine gute Abbau-Effizienz.

Abb. 1-3: Messapparaturen im Labor und mobile Messkammer (re.)

1.2 Am Beispiel von photokatalytisch ausgerüstetem Putz

In einem weiteren Laborversuch wurde in einer olfaktorimetrischen Prüfung von neun Probanden die Geruchsreduktion in Innenräumen (Tabakgeruch) durch einen photokatalytisch-ausgerüsteten Putz analysiert. Hierzu wurden die Putzproben in einer Messkammer mit einer handelsüblichen Leuchtstoffröhre belichtet und Tabakrauch eingeleitet. Die Geruchssituation wurde anschließend durch die Probanden verfolgt und bewertet. Zusätzlich wurde der Abbau eines Gemisches aus 22 organischen Luftschadstoffen im dynamischen Prüfkammerexperiment bestimmt.
Die Ergebnisse der Versuchsreihen bestätigen im Falle des photokatalytisch-ausgerüsteten Putzes eine deutliche Geruchsreduktion und den Abbau von VOCs.

Abb. 4-6: Messapparaturen im Labor und Geruchstest durch eine Probandin

Die photoaktive Wirkung wurde aber nicht nur in Labortests bestätigt, sondern ist in der Praxis erprobt und bewiesen. Mit Labormessungen kann man Aktivität von photokatalytisch-aktivem TiO₂ / Produkten im Allgemeinen feststellen. Unmittelbare Rückschlüsse auf das Verhalten in der Umwelt können aus Laboruntersuchungen alleine nicht gezogen werden. Deshalb ist grundsätzlich bei Vergleichen Vorsicht geboten.

2. Freilandversuche zur NO2-Reduktion in der Außenluft

2.1 Im Street Canyon

In mehrmonatigen Versuchsreihen wurden umweltaktive Baustoffe, wie Farben, Dachsteine bzw. ‑ziegel und Pflastersteine auf einem repräsentativen Prüfgelände getestet. So konnte mit Begleitung durch das renommierte Fraunhofer Institut für Molekularbiologie und angewandte Ökologie in Schmallenberg zunächst beispielhaft die luftreinigende Wirkung eines Pflastersteins bestätigt werden. Nachfolgende Untersuchungen zeigten vergleichbare Ergebnisse für die oben genannten photoaktiven Farben und Dachsteine. Bei den Untersuchungen wurde zeitgleich und unter gleichen meteorologischen Bedingungen die durch Photokatalyse auf den verschiedenen Baustoffoberflächen erzielte NO₂-Verminderung im Vergleich zu einem nicht photokatalytischen Baustoff gemessen. Die Messung erfolgte entsprechend den Anforderungen der Messstellen in der 22. BImSchV in 3 m Höhe. Eine Verbesserung der NO₂-Belastung bei Verwendung von photoaktiven Baustoffen / Beschichtungen konnte eindeutig nachgewiesen werden.

Abb. 7: Simulation von innerstädtischen Straßenzügen

2.2 In einer Beprobungskammer am Beispiel einer photoaktiven Fassadenfarbe

Für die photokatalytischen Funktionalitäten von Wandbeschichtungen wurden praxisnahe, prüftechnisch sehr aufwändige und eindeutige Nachweise hinsichtlich des NO_x-, Ozon- und VOC- Abbaus erbracht. Hierzu wurde mit der Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg (LUBW) zusammengearbeitet. Die LUBW als Anstalt des öffentlichen Rechts betreibt das Luftmessnetz in Baden-Württemberg.

Die Versuchsanordnungen gaben realistische Umweltbedingungen wieder. Die Feldversuche wurden im direkten Einflussbereich einer stark befahrenen Straße durchgeführt. In speziellen Beprobungskammern wurden die Fassadenfarben der natürlichen Sonneneinstrahlung ausgesetzt und mit stickoxidhaltiger Umgebungsluft beströmt.

Abb. 8: Mobile Beprobungskammer zur Bestimmung des Stickoxidabbaus

Dabei wurde die Stickoxidkonzentration der Umgebungsluft vor Eintritt in die Beprobungskästen ermittelt sowie am Austritt aus den Beprobungskästen nach erfolgter Reduktion. In der Zeit von November 2006 bis Mai 2007 wurden an den Beprobungskasten bei unterschiedlichen Durchflussraten insgesamt 17 Messkampagnen durchgeführt, deren Dauer 3 bis 10 Tage betrug.

Während der gesamten Versuchsdauer konnte die positive photokatalytische Wirkung der Farbbeschichtung nachgewiesen werden. Es wurde während der gesamten Dauer der Feldversuche keine Minderung der Funktion der Fassadenfarbe beobachtet.