Innovative Dämmtechniken

Transkript

1 Innovative Dämmtechniken Entwicklungstrends Technische Grundlagen - Zulassungen Dietmar Walberg Dipl.-Ing. Architekt ARGE-SH Institute for Sustainable Constructions Arbeitsgemeinschaft für zeitgemäßes Bauen e.v. Walkerdamm 17 D Kiel Fon: / Fax: / dwalberg@arge-sh.de

2 Arbeitsgemeinschaft für zeitgemäßes Bauen e.v. Qualitätssicherung Bauen und Wohnen Forschung Entwicklung Veröffentlichung Integrierte Planung Städtebauliche Qualitätssicherung Wohnberatung Gruppenselbsthilfe Sonderaufgaben Projekte Öffentlicher Beratungsauftrag Mitteilungsblätter Bauen in SH Kommunen Beratung Technische Wohnberatung Impulsprogramm Energiepass Feldversuch Freie Einschaltung Baustellenbegehungen Luftdichtheitsprüfungen Seminar NordBau Vorträge/Workshops Moderation Planerische Wohnberatung Energie-/Bauberatung Verbrauchzentrale Zertifizierung Entwicklung Anwendung AGENDA 21 Klimaschutz Soziale Wohnberatung Expertenbeteiligung Bund/DIN/BMBau AK Land SH Expertenbeteiligung Forschung Begleitforschung Zertifizierung Qualitätsvereinbarung Deutscher Siedlerbund Gruppenselbsthilfe Datenbanken Wettbewerbe Leistungsbild - Aufgabenbereiche

3 Mitgliedschaft in Fachausschüssen und Gremien Fachverbänden und Institutionen auf überregionaler und nationaler Ebene Arbeitskreis kostengünstige Passivhäuser Arbeitsgemeinschaft für zeitgemäßes Bauen e.v.

4 Netzwerk Innovative Dämmtechniken

5

6 Das Projekt gehört zum Programm Thematische Netzwerke im Rahmen von e-region plus einem Förderprogramm des Ministeriums für Wissenschaft, Wirtschaft und Verkehr und der Innovationsstiftung Schleswig-Holstein gefördert von der Europäischen Union aus dem EFRE-Fonds.

7 Förderprogramm Wissenschaft + Wirtschaft: Themennetzwerke

8 Netzwerkgruppe Herstellung/Vertrieb Forschung/Entwicklung Anwendung/Planung

9 Fachbeirat Dr. Winfried Dittmann, Innovationsstiftung Schleswig-Holstein Prof. Dr. Wolfgang Linden, Fachhochschule Kiel Prof. Georg Conradi, Fachhochschule Lübeck Prof. Dr. -Ing. habil Hans-Jürgen Holle, TU Hamburg-Harburg

10 Netzwerkziele Wissensaustausch zu innovativen Dämmtechniken Organisation von Fachseminaren ( Fachforum ) und Fachveranstaltungen ( Fachworkshop ) Wissenstransfer zu innovativen Dämmtechniken nach Schleswig-Holstein und Norddeutschland Thematische Platzierung in der Aus- und Fortbildung Dokumentation und Öffentlichkeitsarbeit Verknüpfung mit Förderprogrammen

11 Netzwerkinhalte Vakuumdämmtechnik, Vakuum-Isolations-Paneele (VIP) Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen Bauen mit Holz, Lehmbaustoffe Hyperdämmtechnik, Nachträgliche Kerndämmung Latentwärmespeicher, PCM phase change materials Solarfassaden, TWD Nanomaterialien Schaltbare Wärmedämmung

12 Netzwerkinhalte VIP Vakuum-Isolationsdämmung

13 Einleitung Wärmeleitfähigkeit verschiedener Dämmstoffe: Wärmeleitfähigkeit / W/(mK) Quelle: ZAE Bayern Gas Strahlung PS-Schaum Fasern Zellulosedämmstoffe Festkörper PU Mikroporöse Materialien Vakuumdämmung

14 Grundlagen Vakuumisolationspaneele (VIPs): Thermoskanne: Lastabtragender Zylinder VIP: Lastabtragender Stützkern Atmosphärischer Belastungsdruck: 10 t / m²! Hohlraum evakuiert, Low-ε beschichtete Wände WLF λ = 0,0001 bis 0,005 W/(mK) λ 0,005 W/(mK) Quelle: ZAE Bayern

15 Grundlagen Vakuumisolationspaneel (VIP): Funktionsprinzip: λ = λ Festk. + λ Strahlung + λ Gas + λ Kopplung Stützkern mit sehr geringer WLF im evakuierten Zustand. Quelle: ZAE Bayern

16 Grundlagen Aufbau: Hochbarrierefolie Schutzvlies Evakuierter Kern (nanoporöses SiO 2 ) Fa. va-q-tec AG Quelle: ZAE Bayern

17 Grundlagen Wärmeleitfähigkeit VIPs: λ = 0,004 W/mK λ belüftet/defekt = 0,020 W/mK im Vergleich dazu: λ EPS 0,040 W/mK Faktor 10 ZAE Bayern EPS VIP Gewinn von Nutzfläche und Nutzvolumen! Quelle: ZAE Bayern

18 Besonderheiten Wärmebrücken: Aufgrund der sehr guten Dämmwirkung der VIPs muss verstärkt auf die Vermeidung von Wärmebrücken geachtet werden. Im Extremfall Verschlechterung auf das Niveau konventioneller Dämmung! Folie AF Wärmebrücken entstehen durch: Konstruktive Fehler bei den Anschlussdetails, Haltekonstruktion der VIPs, sogar durch die dünne Umhüllungsfolie an den VIP-Rändern! ähnlich Folie MF2 Quelle: ZAE Bayern ZAE Bayern

19 Besonderheiten Handling: Da die empfindliche Hüllfolie der VIPs nicht beschädigt werden darf ist ein besonders schonendes Handling erforderlich: Installation nur durch qualifizierte Fachkräfte, Schutz der VIPs auf der Baustelle (sichere Lagerung), Schutz der VIPs vor nachträglicher Beschädigung, kein "Zuschnitt" möglich. Daher muss beim Neubau bereits in einer frühen Planungsphase auf eine klare Rasterung geachtet werden, um möglichst mit VIP- Standardformaten arbeiten zu können. bzw. Verwendung "werksseitig" geschützter VIPs Quelle: ZAE Bayern

20 Besonderheiten Alterung: Alterung der Folie: Hohe Feuchte darf nicht lange am VIP anliegen (Delamination der Hüllfolie möglich). Alterung des VIPs: Luft und Feuchtigkeit, die über die Hüllfolie in das VIP eindringen, erhöhen die Wärmeleitfähigkeit des VIPs. Umfangreiche theoretische und experimentelle Untersuchungen prognostizieren für VIPs eine für den Baubereich erforderliche Lebensdauer von Jahren. Beispiel für Abschätzung des max. Druckanstiegs bei einem VIP mit pyrogener Kieselsäure: λ evac = 0,004 W/(mK); λ Grenz. = 0,008 W/(mK); Quelle: ZAE Bayern

21 Praxisbeispiel: Sanierung Giebelfassade Projekt "Vakuumdämmung für Gebäude", gefördert vom Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie. Konstruktionsskizze WDVS Einbau der VIPs PVC-Schiene VIP 15mm XPS 35mm Armierungsoberputz Mauerwerk Λ VIP (1,5 cm) = 0,33 W/(m 2 K) U-Wert unsaniert: 0,60 W/(m 2 K) geringer Dachüberstand (6 cm Aufbau genehmigt) nur 3 VIP-Größen mit VIP gedämmte Fläche: ca. 95 % VIP-Dreieckelemente für die Giebellinie Restfläche aus 5 cm dicken XPS-Passstücken Quelle: ZAE Bayern ZAE Bayern U Wand = 0,20 W/(m 2 K)

22 Praxisbeispiel: Sanierung RMH Architekt: F. Lichtblau, München Quelle: ZAE Bayern minimaler Fassadenvorsprung zu angrenzenden Häusern wichtig: Integrale Planung hervorragender Dämmstandard: U = 0,15 W/(m 2 K) statt 1,0 W/(m 2 K) mit 4,5 cm VIP und 8 cm Gesamtdicke der Konstruktion

23 Praxisbeispiel: Erweiterungsbau Krankenhaus Konstruktion: VIPs durch Glasplatten geschützt. U Wand = 0,62 W/(m 2 K) inkl. der Pfosten-Riegel- Konstruktion bei 1,8 cm VIP U ungestört = 0,2 W/(m 2 K) Quelle: ZAE Bayern

24 Praxisbeispiel: Vakuumgedämmte Betonfertigteile Projekt: Entwicklung von extrem wärmebrückenarmen VIP-gedämmten Betonfertigteilen (VIPBON). Ziele: Extrem wärmebrückenarme Konstruktion durch besondere VIP- Verankerung, belüftete VIPs nachträglich austauschbar, hoher wetterunabhängiger Vorfertigungsgrad bei fachgerechtem Handling, mechanischer Schutz der VIPs. Projektpartner: Quelle: ZAE Bayern Gefördert vom BMWA, Förderkennzeichen C

25 Zustand vor Sanierung: Nordseite Dipl.-Ing. Frank Dehnhard SOLARC Architekten Lübeck Südseite

26 Planung: - Aufmaß und Schnittmuster VOR Sanierung - über 40 zerstörte VIPs nach Lieferung von ca. 750 Teilen Dipl.-Ing. Frank Dehnhard SOLARC Architekten Lübeck

27 Vorarbeiten zur Sanierung: Verblender abtragen, reinigen -> Recycling Innenschale begradigen und verputzen Dipl.-Ing. Frank Dehnhard SOLARC Architekten Lübeck

28 Fassade während Sanierung: VIP auf Putz geklebt VIP hinter Verblender Dipl.-Ing. Frank Dehnhard SOLARC Architekten Lübeck

29 Sanierung MFH: Stahlbetonkonstruktion massive Wärmebrücken Erhaltungssatzung Dämmung der Betonkonstruktion, Kellerdecke, Giebelwand (Hof) Probleme: - Aufmaß ohne Gerüst? -Lieferzeit - Handwerker?? Dipl.-Ing. Frank Dehnhard SOLARC Architekten Lübeck

30 Die ersten VIPs mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung Deutsches Institut für Bautechnik (DIBT) va-q-tec AG (va-q-vip) Porextherm (Vacupor NT-B2)

31 Die ersten VIPs mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung Anwendungsbereiche nach DIN V Tab.1 : DEO (Innendämmung der Decke oder Bodenplatte (oberseitig) unter Estrich ohne Schallschutzanforderungen) WI (Innendämmung der Wand) DI (Innendämmung der Decke (unterseitig) oder des Daches, Dämmung unter dem Sparren)

32 Die ersten VIPs mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung Der Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit wurde auf 0,008 (bzw. 0,011) W/(m²K) festgelegt. In diesem Wert sind die Zuschläge für Alterung und der Wärmebrückeneffekt im Randverbund enthalten.

33 Die ersten VIPs mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung Der Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit wurde auf 0,020 W/(m²K) für belüftete VIP-Elemente festgelegt. Mindestwärmeschutz nach DIN Tab. 3 (i.d.r. mit mm VIP eingehalten)

34 Die ersten VIPs mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung Brandschutz: DIN 4102-B2: normalentflammbar (Hochbarrierefolie: B2, Stützkern: A1)

35 SH-Fonds: VIP-Förderung Vakuumdämmung (VIP) als besonders innovative und Platz sparende Wärmedämmung im Zuge des experimentellen Bauens Zuschuss von 100 Euro je Quadratmeter mit Vakuumisolationspaneelen gedämmter Fläche

36 Vakuumdämmung: Projekte in Schleswig-Holstein 2006/ geförderte Projekte 5 Neubauten 31 Modernisierungen ca qm gedämmte Fläche

37 Vakuumdämmung: Projekte in Schleswig-Holstein 2006/2008 Bauteile: 8 KG-Decken unterseitig: DI 14 Deckenaufbauten: DEO

38 Vakuumdämmung: Projekte in Schleswig-Holstein 2006/2008 Bauteile: 3 Außenwanddämmungen: WAB/WAP

39 Vakuumdämmung: Projekte in Schleswig-Holstein 2006/2008 Bauteile: 6 Dach innenseitig: DI 4 Wand innen: WI 14 Terrasse/Flachdach: DAD/DAA

40 Vakuumdämmung: Projekte in Schleswig-Holstein 2006/2008 Hauptprobleme: Lagerung/Lieferung Aufmaß/Logistik Bauablauf/Logistik Schutz vor Beschädigung

41 Zusammenfassung VIPs haben eine (rechnerische) 5 bis 10-fach bessere Dämmwirkung als konventionelle Dämmungen, vorsichtiges Handling bzw. Schutz der VIPs erforderlich, Wärmebrücken müssen vermieden werden, VIPs wurden an verschiedenen Demoobjekten erfolgreich eingesetzt, der Gewinn an Nutzraum kann den Einsatz von VIPs wirtschaftlich machen Bauaufsichtliche Zulassung! Viele weitere Informationen auf und (Der Aufbau und die Pflege dieser Internetseiten werden vom Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit gefördert) Quelle: ZAE Bayern (Vom Schweizerischen Bundesamt für Energie unterstützt)

42 Ausblick Was bringt die Zukunft? An einer deutlichen Preisreduzierung (Faktor 2-3 bei gleichem U-Wert) wird aktuell gearbeitet. Damit wird ein deutlich größeres Marktvolumen erwartet. Vakuumisolationsglas (VIG): Ein evakuiertes Zweischeibensystem mit punktuellen Stützen zum Druckabtrag wird in einem Projekt mit 10 Partnern entwickelt. Ziel: U 0,4 W/m²K bei einer Dicke von knapp 10 mm. Weitere Info: Einfach oder mehrfach gebogene VIPs. Quelle: ZAE Bayern Fa. va-q-tec AG

43 Netzwerkinhalte Latentwärmespeicher PCM phase change materials

44 Netzwerkinhalte Nachwachsende Rohstoffe, Lehm, Holz, Stroh, Hanf

45 Netzwerkinhalte Solarfassaden

46

47 Netzwerkinhalte Nachträgliche Kerndämmung

48 Nanogel Hydrophobes Silica-Aerogel Amorphe Kieselsäure

49 Holz-Sandwich-Elemente Rohbau aus Dämmung

50 Holz-Sandwich- Elemente

51 Innovative Bauausstellung Kiel 2008 Living on water

52 Netzwerkinhalte Langfristig Schaltbare Verglasungen (Thermochromie/Elektrochromie) LOW-ε-Folien, Textile Architektur VIGs

53 Netzwerkkoordinator Fachbeirat Dietmar Walberg Dipl.-Ing. Architekt Arbeitsgemeinschaft für zeitgemäßes Bauen e.v. Walkerdamm Kiel Tel Fax Dr. Winfried Dittmann Leitung Pilot- und Demonstrationsprojekte Innovationsstiftung Schleswig-Holstein Lorentzendamm Kiel Tel Fax www. i-sh.org

54 Alles Alte, soweit es Anspruch darauf hat, sollen wir lieben, aber für das Neue sollen wir recht eigentlich leben. Theodor Fontane Danke für Ihre Aufmerksamkeit!