Quo vadis Technische Dämmung?

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Berthold Damian Gerstle
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1 Quo vadis Technische Dämmung? 40 ahre technische Dämmung, ein Rückblick

2 2 Technische Dämmung: Wo her kommst Du? Gründung des Forschungsheimes für Wärmewirtschaft 1918 => Forschungsheim für Wärmeschutz e. V. München 1921 Verbesserung der Wärmewirtschaft durch Erforschung der Gesetze der Wärmeübertragung Die technische Dämmung als Keimzelle des FIW

3 3 Rückblick 40 ahre Technische Dämmung Forschungsgebiet im FIW Die Epochen und ihre Forschungsprojekte Zusammenfassung Wünsche für den weiteren Weg

4 4 Forschungsgebiet im FIW Erforschung der Gesetze der Wärmeübertragung Ermittlung von Materialeigenschaften Entwicklung von Messverfahren Entwicklung von Qualitätssicherungsmaßnahmen Entwicklung von Berechungsverfahren Anwendungsbezoge Forschung

5 5 Forschungsgebiet im FIW. Q = Q& WD + Q& WB Grundsätzliches: Einflussgrößen = l B S WD ( i - a ) A + Q& WB Grundlagen: Übertragungsmechanismen Materialeigenschaften: Messmethoden: Messgeräte Qualitätssicherung: Anwendungsbezogen: Auswirkung der Einflussgrößen Grundlagen: Formfaktoren, Berechungsverfahren Anwendung: Bestimmungsverfahren, Kennwerte

6 6 Die Epochen

7 7 Forschung unter dem Wissenschaftlichen Leiter: Dr.rer.nat. Walter F. Cammerer von 1959 bis 1985 Formzahlen für Erdverlegte Rohrleitung S WD Messverfahren: Betriebswärmeleitfähigkeit von Kesseldämmungen Verhalten von Mineralwolledämmstoffen bei höheren Temperaturen l B S WD Wärmeleitfähigkeit von Rohrdämmstoffen Durchfeuchtung von Dämmschichtdicken durch Dampfdiffusion Laborwert der Wärmeleitfähigkeit als Funktion von der Temperatur Vom Laborwert über den Nennwert zur Betriebswärmeleitfähigkeit

8 8 Formzahlen für Erdverlegte Rohrleitung S WD

9 9 Formzahlen für Erdverlegte Rohrleitung S WD

10 10 Messverfahren: Betriebswärmeleitfähigkeit von Kesseldämmungen Ergebnis: Das Verfahren liefert zwar die richtigen Werte, es ist aber zu aufwändig. Keiner will es bezahlen.

11 11 Verhalten von Mineralwolledämmstoffen bei höheren Temperaturen - Aufheizphase 5 K/min lb SWD

12 12 Verhalten von Mineralwolledämmstoffen bei höheren Temperaturen lb S WD Exotherme Reaktion im Aufheizvorgang Dickenverminderung bei stationären Temperaturverhältnissen

13 13 Wärmeleitfähigkeit von Rohrdämmstoffen Durchfeuchtung von Dämmschichtdicken bei Kälteleitungen durch Dampfdiffusion

14 14 Laborwert der Wärmeleitfähigkeit als Funktion von der Temperatur ò - = 2 1 ) ( ) ( 1 2, l l d f f K of m R Lab d ) ( - = P Lab m l l ò, ) ( , ) ( l l = a a a P lab

15 15 Vom Laborwert über den Nennwert zur Betriebswärmeleitfähigkeit Vertrauensbereich des Mittelwertes Verteilung 2 0,070 0,075 0,080 0,085 0,090 W/(m K) +10% l N,P l( m ) 1 1 = ò ln, P ( ) d 1. Messwert der zugelassenen Prüfstelle l ITT,1 1,1 l N,P ( m )= l( m ). f of. f VD. f K. f F. f A. f s + D l 1 + D l Dl n

16 16 Forschung unter dem Direktorium: Dr.-Ing. oachim Achtziger und Horst Zehendner von 1985 bis 2000 Wärmebrücken TuS-Konstruktionen, Berechnungsverfahren Einfluss der Konvektion auf die Wärmeübertragung in Dämmkonstruktionen Kriterien für die Bestimmung deranwendungsgrenztemperatur bzw. Anwendungstemperatur Wärmedämmeigenschaften von CO 2 -getriebenem PUR- Ortschaum Wärmetransportmechanismen in porösen Stoffen und Stoffschichten S WD

17 17 Wärmebrücken TuS- Konstruktionen Entwicklung Berechnungsverfahren 3D-Partielle Differenzial Wärmeleitungsgleichung Ergebnis: Formeln und Grundwerte zur Berechnung q-quer Dl

18 18 Einfluss der Konvektion auf die Wärme-übertragung in Dämmkonstruktionen Navier-Stokes-Gleichung Messungen am Wandprüfstand Ergebnis: Formel für Faktor f K und Grundwerte zur Berechnung

19 19 Kriterien für die Bestimmung der Anwendungsgrenztemperaur bzw. Anwendungstemperatur lb SWD

20 20 Wärmedämmeigenschaften von CO 2 - getriebenem PUR-Ortschaum a PUR-Ortschaum FCKW CO 2 Rechenwert: 0,030 W/(m. K) Betriebswärmeleitfähigkeit: 0,025 W/(m. K) 0,035 W/(m. K)

21 21 Wärmetransportmechanismen in porösen Stoffen und Stoffschichten * 3 ) ( ) 2 (1 ) (1 3 * ) ( * * * A G F F D T T E Y Y + -Y + = s l l l s l g g g 3rad-Methode Dickeneffekt

22 22 Forschung unter dem Geschäftsführer : Dr.rer.nat. Roland Gellert von 2000 bis 2012 Einsatzfähigkeit von Fernwärmerohrsystemen für die Prozesskälteversorgung Anwendungstechnische Einflussgrößen auf die Wärmeübertragung in Dämmungen Research in heat radiation leads to better thermal insulation by expanded polystyren products Forschungspause mangels Zuschussmittel durch Verlust der Gemeinnützigkeit L. Energieeffizienz betriebstechnischer Anlagen Q?

23 23 Einsatzfähigkeit von Fernwärmerohrsystemen für die Prozesskälteversorgung Ermittlung der Faktoren bzw. Zuschläge für Alterung durch Zellgasaustausch Einfluss der Feuchte Einfluss der Stützkonstruktion

24 24 Research in heat radiation leads Wärmeleitfähigkeit als Funktion von der Rohdichte und der Dicke thermal conductivity [W/m K] thickness [m] thermal conductivity [W/ m K ] [kg/m ³] density thickness [m] density [kg/m³] 80 Polystyrol Polystyrol mit Graphit

25 Heat transfer in insulation materials 80 Transfer factor 78 76 74 72 70 68 gf (e=0,07) gf (e=0,96) lambda_t MP(e=0,96) MP(e=0,07) 0 0,05 0,1 0,15 0,2 Á( s, e E* modified extinction coefficient in

25 25 Heat transfer in insulation materials 80 Transfer factor gf (e=0,07) gf (e=0,96) lambda_t MP(e=0,96) MP(e=0,07) 0 0,05 0,1 0,15 0,2 Á( s, e E* modified extinction coefficient in 1/m e 2 s s Thickness s Thermal conductivity conference ITCC/29 in Birmingham Alabama sT Diffuse Hemispherical Directed radiation radiation radiation Immission exchange propagation ) = E * ( s, e ) + l t thermal transmissivity e 1 D* l t 1 ( D*)

26 26 Anwendungstechnische Einflussgrößen auf die Wärmeübertragung in Dämmungen ( m )= l( m ). f of. f VD. f K. f F. f A. f s + D l 1 + D l Dl n

27 Anwendungstechnische Einflussgrößen auf die Wärmeübertragung in Dämmungen Messergebnisse im Vergleich zu den Vorgaben der DIN EN ISO 23993 und VDI 2055 Blatt 1 Faktor für den Einfluss offener

27 27 Anwendungstechnische Einflussgrößen auf die Wärmeübertragung in Dämmungen Messergebnisse im Vergleich zu den Vorgaben der DIN EN ISO und VDI 2055 Blatt 1 Faktor für den Einfluss offener Fugen zeigt die größte Abweichung Verdichtungsfaktor zeigt gute Übereinstimmung Konvektionsfaktor liefert geringere Werte als die Messwerte Faktor zur Berücksichtigung der Feuchte muss revidiert werden Faktor zur Berücksichtigung des Dickeneffektes ist in Ordnung

28 28 Forschungspause in der Abteilung mangels Zuschussmittel durch Verlust der Gemeinnützigkeit Woher bekomme ich nun das für mein? Projekt?. Q

29 29 Konferenz:. Klimaschutz als Bauaufgabe Q Michael Glos, Bundesminister für Wirtschaft und Technologie, eröffnet die Konferenz in Berlin am 11. März 2008 Vortrag M. Zeitler: Energetische Sanierung technischer Anlagen

30 30 Lenkungsgremium EEbtA und Sponsoren für Groß-Q-Projekt. Q Anwendung: Bestimmungsverfahren, Kennwerte = Q& + Q& => WD WB Min Wärmebrückenkatalog

31 31 Energieeffizienz betriebstechnischer Anlagen. Q Studie Einsparpotential Aufnahmetool Methoden entwickeln Energieeinsparpotential DQ

32 32 Energieeffizienz betriebstechnischer Anlagen. Einsparpotential Q Raumwärme (bis 110 C) Prozesswärme (ab 110 C) Einsparungen Variante 1 nur Bauteile: 6 % 13 % Einsparungen Variante 2 alt/neu: 10 % 15 %

33 33 Energieeffizienz betriebstechnischer. Anlagen Q Optimieren des Dämmaufbaues Wärmebrückenkatalog Optimierung der Dämmung Energieeffizienzklassen Einsparpotential

34 34 Wissenstranfser Mitteilungen aus dem FIW Vorträge, Schulungen, Konferenzen und Foren Veröffentlichungen in Fachzeitschriften, Technische Briefe DIN EN ISO 23993, DIN EN 14706, DIN EN 14707, DIN EN 263 usw. DIN 4140 AGI Q 101, Q 03, Q 132, Q 154 usw. VDI 2055, VDI 4610

35 35 Zusammenfassung Betriebswärmeleitfähigkeit => Stand der Technik => kleine Korrekturen bei der Überarbeitung der VDI 2055 Blatt 1 Durchfeuchtung der Dämmschicht bei Kältedämmungen => Überarbeitung des AGI Arbeitsblattes Q 134 Anwendungsgrenztemperatur => Anwendungstemperatur => Druckfeste Dämmung => Fundierte Forschungsarbeit für die Überarbeitung des AGI Arbeitsblattes Q 154 Gesamtwärmeverlust => Umsetzung der VDI 4610 => Erstellen der VDI 4610 Blatt 3

36 36 meine Wünsche an die Planer, Investoren und Betreiber: Denken Sie wirtschaftlich und nicht nur an kurze Kapitalrückflusszeiten, Nutzen Sie VDI 4610 zu Ihrem Vorteil Hersteller von Dämmstoffprodukten und Bauteilen: Unterstützen Sie die Dämmtechnik mit neuen innovativen Produkten und optimierten Dämmsystemen mit Hilfe der VDI 4610 Institutsleitung und Mitarbeiter des FIW: Helfen Sie der Branche die VDI 4610 umzusetzen und betreiben Sie weiterhin federführend die Richtlinienarbeit Unternehmen der Dämmtechnik: Vermeiden Sie beim Mattenaufbinden bitte Spalte und Fugen, montieren Sie Bleche bitte nur in den Isothermen und führen sie bei der Kältedämmung die Anschlüsse fachgerecht aus!

37 37 Danke und zum Abschied sage ich Servus

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