Produktnorm Vakuum-Isolations- Paneele für Bauanwendungen Christoph Sprengard

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1 Produktnorm Vakuum-Isolations- Paneele für Bauanwendungen Christoph Sprengard

2 Historie 1998: Erste VIPs am Bau eingesetzt 2001: SVA B1 künstliche Alterung DIBt Verfahren Seit 2002: wärmetechnische Optimierungen am Rand 2007: erste bauaufsichtliche Zulassungen in D 2010: erste ETAs 2011: erstes Treffen zur Vorbereitung der Produktnorm Seit 2011: Verhandlungen mit ISO (Joint WG / Lead) 2013 Febr.: erstes Arbeitsgruppentreffen CEN TC 88 WG 11

3 Ausgangsbasis Produktnorm VIP für Bauanwendungen in Anlehnung an die Normenreihe DIN EN mit bes. Festlegungen Festlegung der Testmethoden und Randbedingungen zu: Innendruckmessung Wärmeleitfähigkeitsmessung Alterungsverhalten und Klimalagerung für Schnellalterung Kapazität Getter und Trocknungsmittel Wärmebrücken Abschätzung Wärmeleitfähigkeit über der Zeit

4 Anwendungsbereich Festlegung für werksgefertigte Vakuum-Isolations-Paneele zur Wärmedämmung von Gebäuden nicht für technische Dämmung Alle Typen von VIPs unabhängig vom Kernmaterial Sandwichelemente (VISE) sind ausgenommen Nennwert des Wärmedurchlasswiderstands größer 0,5 m² K/W Nennwert der Wärmeleitfähigkeit kleiner 0,015 W/(m K) Regeln zur Feststellung der Konformität, Identifikation und Deklaration

5 Gemeinsamkeiten mit harmonisierten EN Wärmeleitfähigkeit und Wärmedurchlasswiderstand Abmessungen, Dicke und Toleranzen Mechanische Eigenschaften (Druck, Zug, Biegung, Scherfest.) Brandschutztechnische Eigenschaften Dauerhaftigkeit und Dimensionsstabilität Prüfhäufigkeiten und werkseigene Produktionskontrolle Deklaration

6 Wichtige Unterschiede Wärmeleitfähigkeit für den Schadensfall (belüftetes VIP) Wasserdampfdiffusion nicht messbar Wärmeleitfähigkeit nach Alterung Berücksichtigung der Wärmebrücken am Paneelrand Messung in Paneelmitte Messung o. Berechnung ψ λ effektiv festlegen Bild: FIW München

7 Alterungsverfahren λ Frischwert DIBt Alterung 8 Tage Klimawechsel -15 C/80 C 90 Tage 80 C λ gealtert 1 90 Tage 80 C λ gealtert 2 plus WB λ eff neues Verfahren λ (t=0) messen Lagerung im Klima 50 C/70%r.F. λ (t=60 d; 90 d; 120 d; 180 d) Linearen Anstieg λ (t) aus 60 d bis 180 d berechnen λ* (t=0) ermitteln

8 Alterungsverfahren Wärmeleitfähigkeit in W/(m*K) 0,0047 0,0046 0,0045 0,0044 0,0043 0,0042 0,0041 0,0040 0,0039 Lambda COP (50 C/70%r.H.) Best Fit linear 60 d bis 180 d Lambda * (t=0) Lagerungsdauer in d Lambda 50 /70% (t)

9 Alterungsverfahren Lambda (t) bei Normalbedingungen? Gemessener Wärmeleitfähigkeits-Anstieg bei 50 /70 % r.f. umrechnen auf Anstieg bei 23 C/50 % r.f. Beschleunigungsfaktoren ermitteln getrennt für Wasserdampf Trockene Gase Ggf. Berücksichtigung von Trocknungsmittel Ggf. Berücksichtigung von Getter (derzeit nicht im Norm-Entwurf) Angabe z.b. als Mittelwert λ mean für z.b. 25 Jahre

10 Wärmebrücke am Rand und Paneelgröße FIW Munich 2013

11 2-dim und 3-dim Wärmebrücken Messung von λ COP im GHP o. HFM Gerät und Berechnung von U 0 UU eeeeee = QQ eeeeee AA pppppppppp θθ QQ eeeeee = θθ (UU 0 AA pppppppppp + ψψ ii ll ii + χχ ii nn ii ) 2-dim WB-Effekte berücksichtigen (ψ und Länge) 3-dim WB Effekte in Konstruktionen mit VIP berücksichtigen (χ und n) Effekte oft über dem 3% Bagatell- Kriterium aus DIN EN ISO 6946 Berechnung des gesamten Wärmedurchgangs Berechnung von U eff in Abhängigkeit der Paneelgröße und Δϑ

12 Ableitung der effektiven WLF λ eff aus U eff λλ eeeeee = dd pppppppppp 1 UU eeeeee RR ss λλ eeffff = dd pppppppppp RR eeeeee Ableitung von λ eff aus U eff aus 2-/3-dim Sim.+Ber. U eff direkt aus Hot-Box Messung R eff aus GHP oder HFM Messung Bei Berechnungen: Alle Effekte können einzeln ermittelt werden (Baukasten!) Bei Hot-Box Messungen: 2- und 3- dim Effekte können berücksichtigt werden (in der Summe!) Bei GHP oder HFM Messungen: Nur die 2-dim Effekte können berücksichtigt werden (in Summe!)

13 Nennwert der Wärmeleitfähigkeit λ D Messung λ COP in Paneelmitte Statistik nur auf Frischwerte möglich (λ COP; t=0; 90/90 ) Alterungsverfahren 50 C/70% für 180 d und weitere Messungen λ Ermittlung Anstieg bei 50 C/70% und Umrechnung auf Anstieg bei 23 C/50% Berücksichtigung Trockner(/Getter) Mittelwert für die Lebensdauer (λ COP, mean ) Einrechnung von WB-Effekten für den Rand über Standard-Paneelgrößen Nennwert der Wärmeleitfähigkeit λ D

14 Ausblick Norm wird gerade fertiggestellt (WG 11 wird Manuskript im Juli verabschieden) Einigung CEN und ISO steht kurz bevor WI aktivieren Umfrage wohl schriftlich bei CEN Änderungen und Kommentare einarbeiten Formal Vote (Anfang 2017)

15 Kontakt Christoph Sprengard Forschungsinstitut für Wärmeschutz e. V. München Forschung und Entwicklung im Wärmeschutz Lochhamer Schlag 4, DE Gräfelfing Telefon Telefax Kurzvita: Christoph Sprengard, Jahrgang 1973, studierte Bauingenieurwesen an der Universität Kaiserslautern und ist seit 2001 im FIW München beschäftigt. Er leitet dort die Abteilung Forschung und Entwicklung. Herr Sprengard führte zahlreiche Forschungsvorhaben zu einer Vielzahl an Themen des baulichen Wärme- und Feuchteschutzes durch und begleitete den Markteintritt für innovative Bauprodukte. Derzeitige Forschungsschwerpunkte sind die Weiterentwicklung von Vakuum-Isolations-Paneelen (VIP), Fragestellungen zur Innendämmung und die Energieeffizienz der Gebäudehülle im Neu- und Altbau.