Wärmedämmung – eine Übersicht

Wärmedämmung – eine Übersicht
Bedeutung am Bau
Hochleistungswärmedämmung
Zukünftige Entwicklungen
Gregor Steinke
Wissenschaftlicher Mitarbeiter – Institut Energie am Bau – FHNW
Institut Energie am Bau
Energie Apéro beider Basel
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Wärmedämmung vor 3500 Jahren - Bronzezeit
Flechtwand mit Lehmbewurf, Kerndämmung getrocknetes Gras
U-Wert 0.5 bis 1.0 W/(m2K)
Dacheindeckung 40 cm Schilfrohr
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Bild: Uta Thielen, Irene Staeves
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Bedeutung Feuchteschutz / Gesundheit
Wärmedämmung Backstein
Möbel
Bild: Passivhausinstitut
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Bedeutung Ökonomie / Ressourcen / Klimaschutz
Bild :P. Heller
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Torfrasenhäuser – Island
Brennstoffknappheit im 17. und 18. Jahrhundert wegen Abholzung der Wälder
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Bildnachweis: Glaumbaer Museum
Bedeutung Behaglichkeit
U = 0.10 W/(m2K)
U = 0.30 W/(m2K)
U = 1.30 W/(m2K)
U = 1.50 W/(m2K)
U = 2.50 W/(m2K)
Lufttemperatur aussen -10 °C
Bild: IBP/IEBau
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Bedeutung Gebäudetechnik
Bild: IEBau
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Erforderliche Dicke der Wärmedämmschicht
SIA 180
0.40
0.07 Wärmeleitfähigkeit Wärmedämmstoff
U-Wert der Wand [W/(m 2K)]
0.35
0.035
0.30
0.021
0.25
SIA 380/1
EB-Nachweis
mit WB-Nachweis
0.007
0.20
o. WB-Nachweis
0.15
Minergie-P
0.10
0.05
0.00
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
Dicke der Wärmedämmschicht [m]
Bild: IEBau
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Steigende Anforderungen an Wärmeschutz
Nutzflächenverbrauch durch Dämmung
Konstruktive Probleme
Gestaltung
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Bedeutung Gestaltung
„Architektonische Befreiung aus der Isolationshaft“
„Gegen die «Verpackungsarchitektur»“
ETH 23.11.2010
„Wärmedämmung - Die Burka fürs Haus“
FAZ 16.11.2010
„Altbausanierung - Abstumpfung mit Styroporplatten“
FAZ 22.9.2010
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Marktanteile Dämmstoffe
Sonstige Dämmstoffe
4%
PUR
5%
XPS
6%
EPS
30%
Mineralfaser
55%
Quelle:GDI 2005
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Vergleich Wärmeleitfähigkeit
Hochleistungswärmedämmung (HLWD)
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Komponenten der Wärmeleitfähigkeit - konventionelle Wärmedämmung
Wärmeleitfähigkeit [mW/(mK)]
60
50
Total
40
30
Gasleitung
20
Strahlung
10
Gerüstleitung
0
0
20
40
60
80
100
Raumgewicht [kg/m3]
Total =  Gas +  Gerüst +  Strahlung
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HLWD – Vergleich zu herkömmlichen Wärmedämmstoffen
Platzgewinn
Höherer Materialpreis
Besonderheiten beim Einsatz beachten
 Zusatznutzen bei Anwendung ?
Bild:Dr.Eicher+Pauli
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HLWD – Anwendung in der Praxis
Zusatznutzen durch Einsatz von HLWD
Komfortgewinn
konstruktive Vereinfachung
Nutzflächengewinn
Wärmeschutz verbessern
Ästhetik
Bild: IEBau
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EPS / XPS – PUR / PIR – Phenolharzschaum
EPS/XPS
 ≥ 0.029 W/(mK)
PUR/PIR
 ≥ 0.023 W/(mK)
Phenolharzschaum  ≥ 0.021 W/(mK)
Platzersparnis gegenüber = 0.035 W/(mK)
 17 - 40%
Produkte für verschiedenste
Einsatzbereiche verfügbar
 Dach
 Wand
 Boden und Decke
Anwendung vergleichbar mit
herkömmlichen Wärmedämmstoffen
Bild:IEBau
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Aerogele und VIP
Bilder: NASA, IEBau
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Aerogel Granulat
granulares Aerogel Nanogel, Fa. Cabot
– Poren im Nanometerbereich
– Wärmeleitfähigkeit 0.018 W/(mK)  D= ?
– hydrophob, nicht brennbar
– Raumgewicht: 60-80 kg/m3
– fragil bei Scherkräften
Anwendung im Baubereich + Pipelines
– hoher Preis rechtfertigt nur Spezialanwendungen
transluzente Tageslichtelemente
– Mehrfachverglasung / Polycarbonatplatten
Schüttung / Einblasen / Kerndämmung
– Ausfüllen schmaler Hohlräume
Bilder: Cabot
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Aerogel Granulat, Beispiel Kerndämmung Zweischalenmauerwerk
Nachträgliche Wärmedämmung Giebelfassade Wohnhaus Bielefeld (D)
– Ausführung: Fa. Innodämm, Einblasdämmung: Nanogel Fa. Cabot
– Verfüllen der 1.5 cm Luftschicht bei zweischaligem Mauerwerk Nanogel
Kernbohrungen 3 cm, endoskopische Untersuchung, Thermographie
– Aussendämmung oder Innendämmung war nicht möglich
– U-Wert von 0.98 auf 0.51 W/(m2K) verbessert
 einfache Anwendung, hoher Materialpreis
Bilder: Innodämm
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Aerogel Matte
Aerogel Matte Spaceloft, Fa. Aspen
AGITEC AG, Schweiz
– Kombination Polyesterfasern + Aerogel
– Wärmeleitfähigkeit gemessen 0.013-0.017 W/(mK)
 D SIA 2001 in Vorbereitung
– Hydrophob, dampfdurchlässig
– 5 / 10 mm
Bauanwendung (Platzmangel, therm. Schwachstellen)
– Fassade, Boden/Decke, Dach
– Wärmebrücken
– Sonderbauteile (z.B. Rollladenkasten)
– Gebäudetechnik (z.B. Leitungen, Speicher)
Bild: Aspen
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Aerogel Dämmplatte
Aerogel Dämmplatte Aerowolle, Fa. Rockwool (D)
– Kombination Steinwolle + Aerogel
– Wärmeleitfähigkeit gem. dt. Zulassung =0.019 W/(mK)
– Hydrophob, dampfdurchlässig
– Markteinführung 2010 in D, CH noch nicht erhältlich
Anwendung Verbundplatte Innendämmung (Stand 2010)
– Aufbau
10 mm
40 mm
– Sonderelemente:
Gipsplatte
Dampfbremse
Aerowolle
Vlieskaschierung
Laibungsplatte
Keilplatte
Bild: Rockwool
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VIP – Grundlagen
Wärmeleitfähigkeit Rechenwert
(inkl. Randeffekt + Alterung)
 D = 0.007 W/(m.K)
fixe Abmessungen
 Masstoleranzen beachten
 nicht zuschneidbar
Schutz vor Beschädigung
Feuchte + hohe Temperatur
vermeiden
Dampfdichtes System
Vakuumverlust berücksichtigen
Bild: Fa. va-Q-tec
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VIP – Produkte und Systeme
VIP – Paneele ungeschützt
VIP – Paneele kaschiert / umhüllt
VIP – Bauelemente / Bausysteme
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Vergleich Kosten
2
2
Materialkosten für U-Wert 0.10 W/(m K) [CHF/m ]
gemäss Listenpreis
0
100
200
300
400
500
600
700
800
EPS grau
PUR vlies
PUR alu
Dicke
Dicke
Kosten
Phenolharzschaum
Aerogel Granulat
Aerogel Vlies
VIP 0.007
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
2
Wärmedämmstärke für U-Wert 0.10 W/(m K) [m]
Bild: IEBau
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Vergleich Ökobilanz
Schaumglas - 0.038 W/(mK)
Treibhausgasemissionen
Graue Energie
UBP
Zellulosefasern - 0.037 W/(mK)
Steinwolle - 0.034 W/(mK)
Glaswolle 29 kg/m3 - 0.032 W/(mK)
EPS grau 15 kg/m3 - 0.031 W/(mK)
EPS grau >23 kg/m3 - 0.029 W/(mK)
PUR/PIR - 0.026 W/(mK)
Phenolharzschaum - 0.021 W/(mK)
Aerogel Vlies - 0.015 W/(mK)
Datenlage unsicher
VIP - 0.007 W/(mK)
2
Ökobilanzierung pro m Bauteilfläche verschiedener Wärmedämmstoffe
2
für U-Wert 0.10 W/(m K)
Bild: IEBau
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Daten: Ökobilanzierung im Baubereich KBOB, Baustoffkennwerte SIA
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Ausblick 2013 – Wärmedämmputz mit Aerogel
Entwicklung Empa
– Mineralischer Aufbau
– Wärmeleitfähigkeit unter 0.030 W/(mK)
– 2-3x geringere Wärmeleitfähigkeit als herkömmliche Wärmedämmputze
– Verarbeitung mit normalen Verputzmaschinen
Bilder: Empa
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Ausblick 2015 - Nanoschäume
Entwicklung z.B. BASF, Bayer
– Wärmeleitfähigkeit ca. =0.014-0.018 W/(mK)
– Wärmedämmplatte mit Nanoporen (100-200 nm, heute Faktor 1000 grösser!)
– Minimierung der Gasleitung in den Poren
Bild: BASF
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HLWD – keine Probleme mit sehr gutem Wärmeschutz
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
Künstler: Erwin Wurm
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