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Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 1

Gregor SteinkeWissenschaftlicher Mitarbeiter – Institut Energie am Bau – FHNW

Bedeutung am Bau

Hochleistungswärmedämmung

Zukünftige Entwicklungen

Wärmedämmung – eine Übersicht

Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 2Bild: Uta Thielen, Irene Staeves

Wärmedämmung vor 3500 Jahren - Bronzezeit

Flechtwand mit Lehmbewurf, Kerndämmung getrocknetes GrasU-Wert 0.5 bis 1.0 W/(m2K)

Dacheindeckung 40 cm Schilfrohr

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Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 3

Bedeutung Feuchteschutz / Gesundheit

Bild: Passivhausinstitut

MöbelBacksteinWärmedämmung

Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 4

Bedeutung Ökonomie / Ressourcen / Klimaschutz

Bild :P. Heller

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Torfrasenhäuser – Island

Brennstoffknappheit im 17. und 18. Jahrhundert wegen Abholzung der Wälder

Bildnachweis: Glaumbaer Museum

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Bild: IBP/IEBau

U = 0.30 W/(m2K)

U = 1.30 W/(m2K)

U = 1.50 W/(m2K)

U = 2.50 W/(m2K)

U = 0.10 W/(m2K)

Lufttemperatur aussen -10 °C

Bedeutung Behaglichkeit

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Bild: IEBau

Bedeutung Gebäudetechnik

Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 8

Erforderliche Dicke der Wärmedämmschicht

Bild: IEBau

0.007

0.021

0.035

0.07

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

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]

U-W

ert

der

Wan

d [W

/(m

2 K)]

Wärmeleitfähigkeit Wärmedämmstoff

SIA 180

SIA 380/1EB-Nachweismit WB-Nachweis

o. WB-Nachweis

Minergie-P

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Steigende Anforderungen an Wärmeschutz

Nutzflächenverbrauch durch Dämmung

Konstruktive Probleme

Gestaltung

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„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

Bedeutung Gestaltung

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Marktanteile Dämmstoffe

Quelle:GDI 2005

Mineralfaser55%

EPS30%

XPS6%

Sonstige Dämmstoffe4%

PUR5%

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Vergleich Wärmeleitfähigkeit

Hochleistungswärmedämmung (HLWD)

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Komponenten der Wärmeleitfähigkeit - konventionelle Wärmedämmung

Total = Gas + Gerüst + Strahlung

0

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100

Raumgewicht [kg/m3]

Wär

mel

eitf

ähig

keit

[m

W/(

mK

)]

Gerüstleitung

Total

Gasleitung

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 NanogelKernbohrungen 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

Bild: Aspen

Aerogel Matte Spaceloft, Fa. AspenAGITEC 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)

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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 GipsplatteDampfbremse

40 mm AerowolleVlieskaschierung

– Sonderelemente: LaibungsplatteKeilplatte

Aerogel Dämmplatte

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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0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30

VIP 0.007

Aerogel Vlies

Aerogel Granulat

Phenolharzschaum

PUR alu

PUR vlies

EPS grau

Wärmedämmstärke für U-Wert 0.10 W/(m2K) [m]

Dicke

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30

VIP 0.007

Aerogel Vlies

Aerogel Granulat

Phenolharzschaum

PUR alu

PUR vlies

EPS grau

Wärmedämmstärke für U-Wert 0.10 W/(m2K) [m]

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Materialkosten für U-Wert 0.10 W/(m2K) [CHF/m2] gemäss Listenpreis

Dicke

Kosten

Vergleich Kosten

Bild: IEBau

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VIP - 0.007 W/(mK)

Aerogel Vlies - 0.015 W/(mK)

Phenolharzschaum - 0.021 W/(mK)

PUR/PIR - 0.026 W/(mK)

EPS grau >23 kg/m3 - 0.029 W/(mK)

EPS grau 15 kg/m3 - 0.031 W/(mK)

Glaswolle 29 kg/m3 - 0.032 W/(mK)

Steinwolle - 0.034 W/(mK)

Zellulosefasern - 0.037 W/(mK)

Schaumglas - 0.038 W/(mK)

Ökobilanzierung pro m2 Bauteilfläche verschiedener Wärmedämmstoffe

für U-Wert 0.10 W/(m2K)

TreibhausgasemissionenGraue EnergieUBP

Datenlage unsicher

Daten: Ökobilanzierung im Baubereich KBOB, Baustoffkennwerte SIA

Bild: IEBau

Vergleich Ökobilanz

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Entwicklung Empa

– Mineralischer Aufbau

– Wärmeleitfähigkeit unter 0.030 W/(mK)

– 2-3x geringere Wärmeleitfähigkeit als herkömmliche Wärmedämmputze

– Verarbeitung mit normalen Verputzmaschinen

Ausblick 2013 – Wärmedämmputz mit Aerogel

Bilder: Empa

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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

Ausblick 2015 - Nanoschäume

Bild: BASF

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HLWD – keine Probleme mit sehr gutem Wärmeschutz

Vielen Dank für Ihre AufmerksamkeitKünstler: Erwin Wurm