Wärmedämmung eine Übersicht

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1 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 1 Wärmedämmung vor 3500 Jahren - Bronzezeit Flechtwand mit Lehmbewurf, Kerndämmung getrocknetes Gras U-Wert 0.5 bis 1.0 W/(m2K) Dacheindeckung 40 cm Schilfrohr Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 2 Bild: Uta Thielen, Irene Staeves 1

2 Bedeutung Feuchteschutz / Gesundheit Wärmedämmung Backstein Möbel Bild: Passivhausinstitut Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 3 Bedeutung Ökonomie / Ressourcen / Klimaschutz Bild :P. Heller Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 4 2

3 Torfrasenhäuser Island Brennstoffknappheit im 17. und 18. Jahrhundert wegen Abholzung der Wälder Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 5 Bildnachweis: Glaumbaer Museum Bedeutung Behaglichkeit U = 0.10 W/(m 2 K) U = 0.30 W/(m 2 K) U = 1.30 W/(m 2 K) U = 1.50 W/(m 2 K) U = 2.50 W/(m 2 K) Lufttemperatur aussen -10 C Bild: IBP/IEBau Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 6 3

4 Bedeutung Gebäudetechnik Bild: IEBau Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 7 Erforderliche Dicke der Wärmedämmschicht Wärmeleitfähigkeit Wärmedämmstoff SIA 180 U-Wert der Wand [W/(m 2 K)] SIA 380/1 EB-Nachweis mit WB-Nachweis o. WB-Nachweis Minergie-P Dicke der Wärmedämmschicht [m] Bild: IEBau Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 8 4

5 Steigende Anforderungen an Wärmeschutz Nutzflächenverbrauch durch Dämmung Konstruktive Probleme Gestaltung Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 9 Bedeutung Gestaltung Architektonische Befreiung aus der Isolationshaft Gegen die «Verpackungsarchitektur» ETH Wärmedämmung - Die Burka fürs Haus FAZ Altbausanierung - Abstumpfung mit Styroporplatten FAZ Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 10 5

6 Marktanteile Dämmstoffe Sonstige Dämmstoffe 4% PUR 5% XPS 6% EPS 30% Mineralfaser 55% Quelle:GDI 2005 Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 11 Vergleich Wärmeleitfähigkeit Hochleistungswärmedämmung (HLWD) Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 12 6

7 Komponenten der Wärmeleitfähigkeit - konventionelle Wärmedämmung 60 Wärmeleitfähigkeit [mw/(mk)] 50 Total Gasleitung 20 Strahlung 10 Gerüstleitung Raumgewicht [kg/m 3 ] Total = Gas + Gerüst + Strahlung Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 13 HLWD Vergleich zu herkömmlichen Wärmedämmstoffen Platzgewinn Höherer Materialpreis Besonderheiten beim Einsatz beachten Zusatznutzen bei Anwendung? Bild:Dr.Eicher+Pauli Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 14 7

8 HLWD Anwendung in der Praxis Zusatznutzen durch Einsatz von HLWD Komfortgewinn konstruktive Vereinfachung Nutzflächengewinn Wärmeschutz verbessern Ästhetik Bild: IEBau Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 15 EPS / XPS PUR / PIR Phenolharzschaum EPS/XPS PUR/PIR Phenolharzschaum W/(mK) W/(mK) W/(mK) Platzersparnis gegenüber = W/(mK) 17-40% Produkte für verschiedenste Einsatzbereiche verfügbar Dach Wand Boden und Decke Anwendung vergleichbar mit herkömmlichen Wärmedämmstoffen Bild:IEBau Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 16 8

9 Aerogele und VIP Bilder: NASA, IEBau Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 17 Aerogel Granulat granulares Aerogel Nanogel, Fa. Cabot Poren im Nanometerbereich Wärmeleitfähigkeit W/(mK) D =? hydrophob, nicht brennbar Raumgewicht: kg/m 3 fragil bei Scherkräften Anwendung im Baubereich + Pipelines hoher Preis rechtfertigt nur Spezialanwendungen transluzente Tageslichtelemente Mehrfachverglasung / Polycarbonatplatten Schüttung / Einblasen / Kerndämmung Ausfüllen schmaler Hohlräume Bilder: Cabot Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 18 9

10 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/(m 2 K) verbessert einfache Anwendung, hoher Materialpreis Bilder: Innodämm Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 19 Aerogel Matte Aerogel Matte Spaceloft, Fa. Aspen AGITEC AG, Schweiz Kombination Polyesterfasern + Aerogel Wärmeleitfähigkeit gemessen 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 Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 20 10

11 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 Gipsplatte Dampfbremse 40 mm Aerowolle Vlieskaschierung Sonderelemente: Laibungsplatte Keilplatte Bild: Rockwool Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 21 VIP Grundlagen Wärmeleitfähigkeit Rechenwert (inkl. Randeffekt + Alterung) D = 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 Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 22 11

12 VIP Produkte und Systeme VIP Paneele ungeschützt VIP Paneele kaschiert / umhüllt VIP Bauelemente / Bausysteme Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 23 Vergleich Kosten EPS grau PUR vlies PUR alu Materialkosten für U-Wert 0.10 W/(m 2 K) [CHF/m 2 ] gemäss Listenpreis Phenolharzschaum Aerogel Granulat Dicke Dicke Kosten Aerogel Vlies VIP Wärmedämmstärke für U-Wert 0.10 W/(m 2 K) [m] Bild: IEBau Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 24 12

13 Vergleich Ökobilanz Schaumglas W/(mK) Zellulosefasern W/(mK) Steinwolle W/(mK) Treibhausgasemissionen Graue Energie UBP Glaswolle 29 kg/m W/(mK) EPS grau 15 kg/m W/(mK) EPS grau >23 kg/m W/(mK) PUR/PIR W/(mK) Phenolharzschaum W/(mK) Aerogel Vlies W/(mK) VIP W/(mK) Datenlage unsicher Ökobilanzierung pro m 2 Bauteilfläche verschiedener Wärmedämmstoffe für U-Wert 0.10 W/(m 2 K) Bild: IEBau Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 25 Daten: Ökobilanzierung im Baubereich KBOB, Baustoffkennwerte SIA Ausblick 2013 Wärmedämmputz mit Aerogel Entwicklung Empa Mineralischer Aufbau Wärmeleitfähigkeit unter W/(mK) 2-3x geringere Wärmeleitfähigkeit als herkömmliche Wärmedämmputze Verarbeitung mit normalen Verputzmaschinen Bilder: Empa Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 26 13

14 Ausblick Nanoschäume Entwicklung z.b. BASF, Bayer Wärmeleitfähigkeit ca. = W/(mK) Wärmedämmplatte mit Nanoporen ( nm, heute Faktor 1000 grösser!) Minimierung der Gasleitung in den Poren Bild: BASF Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 27 HLWD keine Probleme mit sehr gutem Wärmeschutz Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Künstler: Erwin Wurm Institut Energie am Bau Energie Apéro beider Basel 28 14