Es ist kalt geworden in Deutschland – und eins ist klar: Mit der eisigen Jahreszeit müssen Hausbesitzer und Hausmeisterdienste wieder zugeschneite oder vereiste Gehwege beräumen und streuen. Doch wussten Sie, dass diese unliebsame Arbeit bald der Vergangenheit angehören könnte? Gemeinsam mit der Betonwaren GmbH und der Hochschule Mittweida hat das Fraunhofer IKTS beheizbare Bodenplatten entwickelt. Das Ergebnis: eisfreie Gehwege, Rampen, Carports oder Bahnsteige.

Die Schicht macht‘s

Als ich zum ersten Mal von diesen beheizbaren Betonplatten gehört habe, war ich total begeistert. Denn auch ich muss zu Hause im Thüringer Wald im Winter oft Schnee schippen. Also wie funktioniert das Ganze? Eigentlich recht simpel: Auf eine Steinplatte wird auf der Unterseite eine elektrisch leitfähige Heizschicht mit eingebetteten Kontaktstreifen aufgebracht und mit Hilfe eines Abstandsgewebes in den Klebemörtel eingebettet. Aber ganz so einfach, wie es klingt, ist es natürlich nicht. Insbesondere für die Heizschicht, an dem die IKTS-Forscher arbeiteten, mussten einige knifflige Randbedingungen gelöst werden:

• Die Heizschicht sollte einige Millimeter dick und homogen aufgetragen sein.
• Sie sollte einen Widerstand haben, der eine Heizleistung von einigen hundert Watt pro Quadratmetern bei Stromstärken von bis zu maximal 16 Ampere gestattet.
• Sie sollte die Diffusion von Wasser ermöglichen, damit es nicht zu Verformungen an der Betonplatte kommt.
• Und zu guter Letzt: Sie sollte auch noch gut auf der Betonplatte haften.

Aufgrund ihrer langjährigen Erfahrungen im Bereich von Nanokompositschichten konnten sich die IKTSler zügig einer Lösung nähern. Dabei durchliefen sie verschiedene Entwicklungsschritte: Durchmusterung von leitfähigen Füllstoffen, Untersuchung des Einflusses der Schichtgeometrie, Anpassung der Leitfähigkeit und Haftung, Messung der Wasserdampfdiffusion, Spezifizierung der Auftragsparameter, Erstellung von Trocknungskonzepten und letztendlich auch das Upscaling der Heizleiterpaste.

Mittlerweile sind zwei lagerfähige und gut applizierbare Pastentypen für unterschiedliche Anwendungen verfügbar. Die Pasten mit dem geringen Widerstand von 6 Ohm/Quadrat werden eingesetzt, wenn eine sehr schnelle Aufheizung erforderlich ist. Sollen die Bodenplatten dagegen dauerhaft auf einer bestimmten Temperatur gehalten werden, findet die 40-Ohm-Paste Anwendung. Beim Aufheizen der Betonplatten kommt eine Besonderheit ins Spiel: Es wird Niederspannung genutzt. Ein Vorteil von Niederspannungsheizungen ist es, dass örtliche regenerative Energiequellen genutzt werden können und dass bei einem Defekt der elektrischen Isolierung keine Gefahr für die Nutzer besteht. Um das Aufheizen optimal steuern zu können, hat die Hochschule Mittweida eine konfigurierbare und adaptive Elektronik entwickelt.

Mehr Zeit für Kakao

Sie finden die Idee genauso toll wie ich? Dann kann ich Ihnen sagen, dass derzeit intensiv an der Markteinführung der beheizbaren Betonplatten gearbeitet wird. Statt Schnee zu schippen, können Sie bald im Warmen sitzen bleiben und einen heißen Kakao genießen. Überigens: Wussten Sie, dass zur Herstellung von Kakaopulver keramische Mahlwerke verwendet werden? Aber dazu ein anderes Mal mehr.

Wir danken dem BMWi für die Förderung des Projekts »Entwicklung einer neuartigen polymeren plattenintegrierbaren Heizschicht« (ZF4076418CL6).

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