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 - 24103 Kiel Fon: +49 431/663 69-0 Fax: +49 431/663 69-69 dwalberg@arge-sh.de
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
Mitgliedschaft in Fachausschüssen und Gremien Fachverbänden und Institutionen auf überregionaler und nationaler Ebene Arbeitskreis kostengünstige Passivhäuser Arbeitsgemeinschaft für zeitgemäßes Bauen e.v.
Netzwerk Innovative Dämmtechniken
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.
Förderprogramm Wissenschaft + Wirtschaft: Themennetzwerke www.i-sh.org
Netzwerkgruppe Herstellung/Vertrieb Forschung/Entwicklung Anwendung/Planung
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
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
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
Netzwerkinhalte VIP Vakuum-Isolationsdämmung
Einleitung Wärmeleitfähigkeit verschiedener Dämmstoffe: Wärmeleitfähigkeit / W/(mK) 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 Quelle: ZAE Bayern Gas Strahlung PS-Schaum Fasern Zellulosedämmstoffe Festkörper PU Mikroporöse Materialien Vakuumdämmung
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
Grundlagen Vakuumisolationspaneel (VIP): Funktionsprinzip: λ = λ Festk. + λ Strahlung + λ Gas + λ Kopplung Stützkern mit sehr geringer WLF im evakuierten Zustand. Quelle: ZAE Bayern
Grundlagen Aufbau: Hochbarrierefolie Schutzvlies Evakuierter Kern (nanoporöses SiO 2 ) Fa. va-q-tec AG Quelle: ZAE Bayern
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
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
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
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 20-50 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
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)
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
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
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 0327321C
Zustand vor Sanierung: Nordseite Dipl.-Ing. Frank Dehnhard SOLARC Architekten Lübeck Südseite
Planung: - Aufmaß und Schnittmuster VOR Sanierung - über 40 zerstörte VIPs nach Lieferung von ca. 750 Teilen Dipl.-Ing. Frank Dehnhard SOLARC Architekten Lübeck
Vorarbeiten zur Sanierung: Verblender abtragen, reinigen -> Recycling Innenschale begradigen und verputzen Dipl.-Ing. Frank Dehnhard SOLARC Architekten Lübeck
Fassade während Sanierung: VIP auf Putz geklebt VIP hinter Verblender Dipl.-Ing. Frank Dehnhard SOLARC Architekten Lübeck
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
Die ersten VIPs mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung Deutsches Institut für Bautechnik (DIBT) 21.06.2007 va-q-tec AG (va-q-vip) Porextherm (Vacupor NT-B2)
Die ersten VIPs mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung Anwendungsbereiche nach DIN V 4108-10 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)
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.
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 4108-2 Tab. 3 (i.d.r. mit 10 20 mm VIP eingehalten)
Die ersten VIPs mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung Brandschutz: DIN 4102-B2: normalentflammbar (Hochbarrierefolie: B2, Stützkern: A1)
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
Vakuumdämmung: Projekte in Schleswig-Holstein 2006/2008 36 geförderte Projekte 5 Neubauten 31 Modernisierungen ca. 4.500 qm gedämmte Fläche
Vakuumdämmung: Projekte in Schleswig-Holstein 2006/2008 Bauteile: 8 KG-Decken unterseitig: DI 14 Deckenaufbauten: DEO
Vakuumdämmung: Projekte in Schleswig-Holstein 2006/2008 Bauteile: 3 Außenwanddämmungen: WAB/WAP
Vakuumdämmung: Projekte in Schleswig-Holstein 2006/2008 Bauteile: 6 Dach innenseitig: DI 4 Wand innen: WI 14 Terrasse/Flachdach: DAD/DAA
Vakuumdämmung: Projekte in Schleswig-Holstein 2006/2008 Hauptprobleme: Lagerung/Lieferung Aufmaß/Logistik Bauablauf/Logistik Schutz vor Beschädigung
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 http://www.vip-bau.de und http://www.vip-bau.ch. (Der Aufbau und die Pflege dieser Internetseiten werden vom Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit gefördert) Quelle: ZAE Bayern (Vom Schweizerischen Bundesamt für Energie unterstützt)
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: www.vig-info.de Einfach oder mehrfach gebogene VIPs. Quelle: ZAE Bayern Fa. va-q-tec AG
Netzwerkinhalte Latentwärmespeicher PCM phase change materials
Netzwerkinhalte Nachwachsende Rohstoffe, Lehm, Holz, Stroh, Hanf
Netzwerkinhalte Solarfassaden
www.gap-solar.at
Netzwerkinhalte Nachträgliche Kerndämmung
Nanogel Hydrophobes Silica-Aerogel Amorphe Kieselsäure www.cabot-corp.com
Holz-Sandwich-Elemente Rohbau aus Dämmung www.hep-elemente.de
Holz-Sandwich- Elemente www.hep-elemente.de
Innovative Bauausstellung Kiel 2008 Living on water www.inba-kiel.de
Netzwerkinhalte Langfristig Schaltbare Verglasungen (Thermochromie/Elektrochromie) LOW-ε-Folien, Textile Architektur VIGs
Netzwerkkoordinator Fachbeirat Dietmar Walberg Dipl.-Ing. Architekt Arbeitsgemeinschaft für zeitgemäßes Bauen e.v. Walkerdamm 17 24103 Kiel Tel. 0431-6 63 69-0 Fax 0431-6 63 69-69 dwalberg@arge-sh.de Dr. Winfried Dittmann Leitung Pilot- und Demonstrationsprojekte Innovationsstiftung Schleswig-Holstein Lorentzendamm 24 24103 Kiel Tel. 0431-9805 -762 Fax 0431-9805 -699 dittmann@i-sh.org www. i-sh.org
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!