Marktübersicht HLWD Eigenschaften HLWD-Produkte EPS PUR / PIR Phenolharzschaum Aerogele VIP Graue Energie und Ökologie Gregor Steinke Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Institut Energie am Bau - FHNW Dipl.-Ing. Architekt, Energieingenieur NDS FH Institut Energie am Bau HLWD 2010 1 Institut Energie am Bau HLWD 2010 2
Porengrösse Dämmstoffe EPS 20-40 μm Aerogel, Pyr. Kieselsäure 10-20 nm Institut Energie am Bau HLWD 2010 3 EPS PUR / PIR Phenolharzschaum Eigenschaften Wärmeleitfähigkeit Anwendungen Foto: IEBau - FHNW Institut Energie am Bau HLWD 2010 4
EPS mit Infrarot-Absorbern (Graues EPS) Expandiertes Polystyrol mit Graphitzusatz D Zellgas Luft, Treibgas Pentan 0.029 W/(mK) Rohdichte 15 / 25 kg/m³ (im Vergleich zu weissem EPS geringer) Max 75 C, kein Heissbitumen! Für höhere Schalldämmanforderungen Elastifizierung Brandkennziffer 5.1 Platzersparnis gegenüber =0.035 W/(mK) 17% Foto: swisspor Institut Energie am Bau HLWD 2010 5 EPS mit Infrarot-Absorbern (Graues EPS) Anwendungsgebiete Warmdach 0.029 W/(mK) Hinterlüftete Fassade 0.029 W/(mK) Kompaktfassade 0.030 W/(mK) z.b. swisspor LAMBDA Roof, SAGEX Zebra Foto: BASF Institut Energie am Bau HLWD 2010 6
Polyurethan (PUR) Hartschaum / Polyisocyanurat (PIR) Hartschaum PUR / PIR geschäumt, Zellgas Pentan, geschlossenzellig diffusionsdicht beschichtet (z.b. Alu) D 0.023 W/(mK) diffusionsoffen beschichtet (z.b. Vlies) D 0.026 W/(mK) Temperaturbereich -30 C bis 90 C, kurzzeitig bis 250 C Brandkennziffer 5.2 / 5.3 Platzersparnis gegenüber =0.035 W/(mK) 34% Foto: Bauder Institut Energie am Bau HLWD 2010 7 Polyurethan (PUR) Hartschaum / Polyisocyanurat (PIR) Hartschaum Anwendungsgebiete Warmdach (auch Gefälledämmung), Steildach Fassade (Aussen-, Kern-, Innendämmung) Boden / Decke Perimeter (eingeschränkt geeignet) z.b. gonon gopu, swissporpur Alu, puren Fotos: Bauder Institut Energie am Bau HLWD 2010 8
Phenolharzschaum / Resol-Hartschaum Phenol-Formaldehyharz (PF) geschäumt, geschlossenzellig diffusionsdicht beschichtet (z.b. Alu) D 0.021-0.023 W/(mK) diffusionsoffen beschichtet (z.b. Vlies) D 0.021-0.024 W/(mK) Verbundplatte mit EPS D 0.023-0.028 W/(mK) Brandkennziffer 5.1 / 5.3 Platzersparnis gegenüber =0.035 W/(mK) 40% Foto: Gonon Institut Energie am Bau HLWD 2010 9 Phenolharzschaum / Resol-Hartschaum Anwendungsgebiete Schrägdach (Aufdach), Flachdach (Warmdach) Fassade (Aussen-, Kern-, Innendämmung) Boden / Decke Kontaktkorrosion prüfen z.b. gononhicompact, Kingspan Kooltherm weber.therm 022 plus ultra Grafik: Kingspan Institut Energie am Bau HLWD 2010 10
EPS PUR / PIR Phenolharzschaum EPS PUR/PIR Phenolharzschaum 0.029 W/(mK) 0.023 W/(mK) 0.021 W/(mK) Platzersparnis gegenüber = 0.035 W/(mK) 17-40% Produkte für verschiedenste Einsatzbereiche verfügbar Dach Wand Boden und Decke Anwendung vergleichbar mit herkömmlichen Wärmedämmstoffen Foto: IEBau - FHNW Institut Energie am Bau HLWD 2010 11 Aerogele und VIP Fotos: NASA, IEBau - FHNW Institut Energie am Bau HLWD 2010 12
Aerogel Granulat granulares Aerogel Nanogel, Fa. Cabot Poren im Nanometerbereich Wärmeleitfähigkeit 0.018 W/(mK) D =? hydrophob, nicht brennbar Raumgewicht: 60-80 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 Fotos: Cabot Institut Energie am Bau HLWD 2010 13 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 Fotos: Innodämm Institut Energie am Bau HLWD 2010 14
Aerogel Matte Aerogel Matte Spaceloft, Fa. Aspen AGITEC AG, Schweiz Kombination Polyesterfasern + Aerogel Wärmeleitfähigkeit gemessen 0.013-0.017 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) Foto: Aspen Institut Energie am Bau HLWD 2010 15 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 Foto: Rockwool Institut Energie am Bau HLWD 2010 16
VIP Produkte, Systeme, Beispiele - Paneele ungeschützt - Paneele kaschiert / umhüllt - Bausysteme / Bauelemente / Bauteile Fotos: Variotec, Sto, Va-q-tec, Boetker Institut Energie am Bau HLWD 2010 17 VIP ungeschützte Paneele mit Folienhülle Abmessungen Standardabmessungen z.b. 2/3/4 x 50/60/100 x 60/100/120 cm Sonderformate und Sonderformen lieferbar Einsatz direkt auf Baustelle oder in vorfabrizierten Bauteilen Hersteller und Lieferanten ZZ Wancor va-q-tec / Schneider Systemtechnik variotec Vaku-Isotherm / neofas Microtherm / swisspor Foto: Va-q-tec Institut Energie am Bau HLWD 2010 18
VIP mit Gummigranulat-Kaschierung verbesserter mechanischer Schutz verbesserte Plattenstösse Terasse, Fassade, etc. Produkte am Markt Vacucomp P1/P2, Fa. ZZ Wancor Vaku-Iso-Gum, Fa. Vaku-Isotherm / Neofas Bilder: Fa. Porextherm Institut Energie am Bau HLWD 2010 19 VIP mit Polystyrol-Kaschierung verbesserter mechanischer Schutz / Kleben / Verputzen Fassade, Decke, etc. z.b. Fa. ZZ Wancor Foto: Sto Institut Energie am Bau HLWD 2010 20
VIP-Bauelemente Fassadenpaneele Pfosten-Riegel- Fassade, Elementfassade, Rahmensystem Raumgewinn Standard: VIP 16-40 mm Deckschichten Aluminium, Stahl, Glas, etc. grosse Abmessungen Randverbund Wärmebrücke Quelle: Pohl, www.pohlnet.com Institut Energie am Bau HLWD 2010 21 VIP-Bauelemente Fassadenpaneele, Wärmebrücke Randverbund VIP-Fassadenpaneel, z.b. U 1-dim = 0.24 W/(m 2 K), U eff = 0.58 bis 1.0 W/(m 2 K) Grafik: EMPA Grafik: EMPA Bild: ZAE-Bayern Bild: ZAE-Bayern Institut Energie am Bau HLWD 2010 22
VIP-Bauelemente Türen z.b. Thermicum 68, Fa. Brunex Wärmebrücken Beschläge + Rand Messung + Berechnung EMPA Türblatt mit Beschlägen: VIP intakt U = 0.58 W/(m 2 K) VIP belüftet U = 0,77 W/(m 2 K) herkömmlich Dämmung U = 1,03 W/(m 2 K) Spion beachten Quelle: Baupyhsik 27 (2005), Heft 1 Institut Energie am Bau HLWD 2010 23 VIP Bausystem mit vorfabrizierten Sandwichelementen z.b. System Qasa, Fa.Variotec GFK-Anker VIP Deckschichten PUR-Massivplatte/Alu Kompriband Kantenband diffusionsdicht Ankerdurchdringung Bilder: Variotec Institut Energie am Bau HLWD 2010 24
VIP Bausystem mit vorfabrizierten Sandwichelementen z.b. System Qasa, Fa.Variotec Abmessungen bis 1.25 x 6.00 m VIP 4 cm Institut Energie am Bau HLWD 2010 25 Ökobilanzierung HLWD SIA 2032 Graue Energie + Excel-Tool SIA 2032 KBOB Empfehlung Ökobilanzen im Baubereich + Liste Ökobilanzdaten www.bauteilkatalog.ch Minergie-P-ECO Dämmstoff-Spider (swisspor AG) Institut Energie am Bau HLWD 2010 26
Schaumglas - 0.038 W/(mK) Zellulosefasern - 0.037 W/(mK) Steinwolle - 0.034 W/(mK) Treibhausgasemissionen Graue Energie UBP Glaswolle 29 kg/m3-0.032 W/(mK) EPS grau 15 kg/m3-0.031 W/(mK) EPS grau >23 kg/m3-0.029 W/(mK) PUR/PIR - 0.026 W/(mK) Phenolharzschaum - 0.021 W/(mK) Aerogel Vlies - 0.015 W/(mK) Datenlage unsicher VIP - 0.007 W/(mK) Ökobilanzierung pro m 2 Bauteilfläche verschiedener Wärmedämmstoffe für U-Wert 0.10 W/(m 2 K) Grafik: IEBau - FHNW Daten: Ökobilanzierung im Baubereich KBOB, Baustoffkennwerte SIA Institut Energie am Bau HLWD 2010 27 Ökobilanz Dämmstandard / Dämmmaterial - Beispielgebäude Vergleich Wärmedämmstandard Minergie-P + MuKEn08 Wärmedämmmaterial HLWD (Phenolharzschaum) + WD (Steinwolle) Anteil WD an Grauer Energie? Verhältnis Primärenergie Heizung + Graue Energie? Berechnung nach Merkblatt SIA 2032 Graue Energie in Gebäuden Kompaktes MFH, Massivbau Gebäudehüllzahl 1.07 5 Geschosse + UG beheizt Energiebezugsfläche 1400 m 2 Kompaktfassade Fensterflächenanteil Fassade 16% U-Werte [W/(m 2 K)] Minergie-P Boden 0.20 AW Erdreich 0.15 AW Aussen 0.10 Dach 0.10 WP Erdsonde, Komfortlüftung MuKEn08 0.35 0.35 0.26 0.26 Institut Energie am Bau HLWD 2010 28
Graue Energie (GE) / Primärenergie (PE) Heizwärme [MJ/(m 2 EBFa)] 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 PE Heizwärme GE Gebäudetechnik GE Rohbau + Ausbau GE Fenster GE Wärmedämmung MINERGIE-P HLWD MINERGIE-P WD MuKEn08 HLWD MuKEn08 WD Institut Energie am Bau HLWD 2010 29 Ökobilanz HLWD Fazit Beispielrechnung HLWD kein Ausschlusskriterium Minergie-P-ECO, aber Verschlechterung des Ergebnisses möglich Grosse Unterschiede bei Umweltbelastung verschiedener Wärmedämmstoffe Graue Energie Wärmedämmung Anteil Gesamtgebäude variiert stark, 5-25% Minergie-P-Beispielgebäude: Graue Energie Faktor 3-4 der Primärenergie Raumwärme Minergie-P erreicht energetische Amortisation der Wärmedämmung auch mit HLWD Institut Energie am Bau HLWD 2010 30