Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

© ZAE Bayern Energieeffiziente Gebäudehüllen: Neue Materialien und Komponenten Ulrich Heinemann, Helmut Weinläder, Hans-Peter Ebert Bayerisches Zentrum.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "© ZAE Bayern Energieeffiziente Gebäudehüllen: Neue Materialien und Komponenten Ulrich Heinemann, Helmut Weinläder, Hans-Peter Ebert Bayerisches Zentrum."—  Präsentation transkript:

1 © ZAE Bayern Energieeffiziente Gebäudehüllen: Neue Materialien und Komponenten Ulrich Heinemann, Helmut Weinläder, Hans-Peter Ebert Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung - ZAE Bayern - Am Hubland, D Würzburg DPG Frühjahrstagung Arbeitskreis Energie (AKE) 02. – 03. März 2009, Hamburg

2 © ZAE Bayern Gliederung Motivation Wärmetransport in Dämmmaterialien und Optimierungsansätze Konventionelle Dämmstoffe Neue Materialien und Komponenten -Nanostrukturierte Materialien -Vakuumisolationspaneele (VIP) -Vakuumisolierglas (VIG) -Transparente Wärmedämmung (TWD) -Schaltbare Wärmedämmung (SWD)

3 © ZAE Bayern Endenergieverbrauch Deutschland 2006 Quelle: Tzscheutschler P., Nickel M., Wernicke I., Buttermann H.-G.: Energieverbrauch in Deutschland - Stand 2006: Daten, Fakten, Kommentare. erschienen in BWK Ausgabe , Seite 46-51; ISSN: X; Düsseldorf 2008

4 © ZAE Bayern Wärmetransport in porösen Dämmstoffen : Wärmeleitfähigkeit s : Festkörperleitung (Struktur, Dichte, Belastungsdruck) r : Wärmestrahlung (Dichte, Partikelgröße, T 3 ) g : Gasleitung (Gasart, Porosität, Struktur, Porengröße) c : Kopplungsterme ( s, g ) = s r g c © ZAE Bayern

5 Wärmetransport in Schäumen Dichte Wärmeleitfähigkeit

6 © ZAE Bayern EPS mit Infrarot-Trübung

7 © ZAE Bayern Dämmmaterialien (-systeme) im Vergleich Wärmeleitfähigkeit Stein-, Glaswolle, Polystyrol- schäume Luft

8 © ZAE Bayern Dämmmaterialien (-systeme) im Vergleich Wärmeleitfähigkeit Stein-, Glaswolle, Polystyrol- schäume Polyurethan-, Phenolharz- schäume Schwer- gas Luft

9 © ZAE Bayern Dämmmaterialien (-systeme) im Vergleich Wärmeleitfähigkeit Stein-, Glaswolle, Polystyrol- schäume Polyurethan-, Phenolharz- schäume Nano- strukturierte Silika, Aerogele (Luft) Luft Schwer- gas

10 © ZAE Bayern Dämmmaterialien (-systeme) im Vergleich Wärmeleitfähigkeit Stein-, Glaswolle, Polystyrol- schäume Polyurethan-, Phenolharz- schäume Nano- strukturierte Silika, Aerogele Evakuierte Isolationen Luft Schwer- gas (Luft) Faktor

11 © ZAE Bayern Evakuierte thermische Isolationen Vakuum Isolationen Atmosphärendruck entspr. Gewichtslast: 10 t / m² zylindrische Gefäße: Thermoskannen, Kryogefäße = 0,0001 bis 0,005 W/(mK) flache Elemente: Vakuum-Isolations-Paneele (VIP) Druck tragendes Füllmaterial = 0,001 bis 0,008 W/(mK)

12 © ZAE Bayern Vakuumisolationspaneel mit Hochbarriere-Laminat

13 © ZAE Bayern Vakuumisolationspaneel mit Hochbarriere-Laminat Transportboxen mit ähnlichen Isolationseigenschaften Hier: Volumen der VIP-gedämmten Box weniger als 1/20 der Standard PS-Box

14 © ZAE Bayern Hülle aus Edelstahl Nähte geschweißt Kern aus pyrogener Kieselsäure Quelle: lambdasave GmbH Edelstahl-umhüllte Vakuumpaneele

15 © ZAE Bayern Vakuum-Isolations-Paneele VIP=Füllmaterial+Hülle Anforderungen: evakuierbar (offenporig) druckbelastbar sauber (kein Ausgasen) vakuumdicht Dämmmaterial Dämmelemente In vielerlei Hinsicht vergleichbar mit einem Fenster: Planungsaufwand, Standardgrößen Maßanfertigung empfindlich gegen Beschädigung erhöhter Wärmedurchgang am Rand

16 © ZAE Bayern Wärmeleitfähigkeit

17 © ZAE Bayern Wärmeleitfähigkeit Im Bauwesen: pyrogene Kieselsäure + Kunststoffhochbarrierelaminate

18 © ZAE Bayern Wärmebrücken / mittlerer U-Wert Erhöhter Wärmedurchgang an Rändern, Fugen und jeglicher Unterbrechung der aus VIPs bestehenden Dämmlage Wärmebrücken sind deutlich kritischer als bei herkömmlichen Dämmungen effektive U-Wert ist größer als der für die Mitte eines VIPs zu erwartende !!! (abhängig von der Einbausituation)

19 © ZAE Bayern Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung Architect: Prof. Volz / ObernburgPhoto: © Dieter Leistner Südfassade

20 © ZAE Bayern Wärmebrücken Innenansicht eines mit einer Glasscheibe abgedeckten Vakuumisolationspaneels

21 © ZAE Bayern Fassadenelement mit integriertem Heizkörper hier: in Testfassade des ZAE Bayern installiert U-Wert in der Mitte: 0.2 W/(m²K) U-Wert integral: mit Standard-Rahmen- und Anschlusskonstruktion 2.0 W/(m²K) !!!

22 © ZAE Bayern PVC-Schiene VIP 15mm XPS 35mm Armierungsoberputz Mauerwerk Konstruktionsskizze WDVS Praxisbeispiel: Fassade mit Vakuumdämmung Restauration eines denkmal-geschützten Gebäudes U-Wert = 0.20 W/(m 2 K) bei einer Gesamtdicke von 6 cm! Gegenüber der Ausgangssituation Verringerung um ca. 80%!

23 © ZAE Bayern Holzlattung für Fassadenplatten Wärmebrückenarmer Bandanker (nur sehr wenige erforderlich) Sandwich aus Alufolie, 3 cm VIP und 3 cm PU-Hartschaumplatte: A. Hangleiter GmbH & Co. KG Vakuumgedämmte Betonfertigteile

24 © ZAE Bayern Motivation - Vakuumisolierglas Fassade: U 0.2 W/(m 2 K) Fenster: U g 1.1 W/(m 2 K) 2-Verglasung U g 0.5 W/(m 2 K) 3-Verglasung (hohes Gewicht!)

25 © ZAE Bayern 9.8% 90.2% Wärmeschutzverglasung: U g = 1.3 W/(m 2 K) = 0.03 Zwischenraum: 16 mm Luft Anteile am U-Wert Analyse des Wärmetransports Wärmestrahlung Wärmeleitung evakuieren Vakuumverglasung: U g < 0.5 W/(m 2 K) = 0.03 Zwischenraum: 1 mm evakuiert, Stützen

26 © ZAE Bayern Vakuum-Isolierglas Prinzip schlanker Aufbau 10mm geringes Gewicht (nur 2 Scheiben) gute Wärmedämmung U g < 0.5 W/(m 2 K) Preis vergleichbar 3-fach Verglasung

27 © ZAE Bayern Stand der Technik Kommerzielle Produkte: Stützen kaum sichtbar geringes Gewicht schlanker Aufbau mm aber Evakuierstutzen U g 1.1 W/(m 2 K)

28 © ZAE Bayern Forschungsprojekt VIG Erledigt: Neues Randverbundkonzept Verwendung effizienter Softcoatings thermisch optimiert U g < 0.5 W/(m²K) Musterscheibe liegt vor Machbarkeit ist nachgewiesen Anstehend: Entwicklung der Fertigungstechnik Ziel: marktfähige Produkte in 2-3 Jahren

29 © ZAE Bayern Transparente Wärmedämmung (TWD) Glas-TWD (Schott Rohrglas) Polycarbonat- / PMMA- Waben Aerogel-Granulat Aerogel, monolitisch

30 © ZAE Bayern TWD – Tageslichtnutzung / blendfreies Tageslicht InnenansichtAußenansicht ausgeglichene Energiebilanz über Heizperiode auch an Nordfassade U = 0.4 W/(m 2 K); g = 0.4

31 © ZAE Bayern Absorberschicht TWD Wärmestrom Einstrahlung TWD – Passive Solarenergienutzung Quelle: Okalux

32 © ZAE Bayern Schaltbare Wärmedämmung (SWD) Schaltbare Wärmedämmung (SWD) basiert auf einem Vakuumisolationspanel VIP mit Edelstahlhülle und Glasfaserfüllung und integriertem Metallhydridgetter Aufheizen des Getters Wasserstoff wird freigesetzt die Wärmeleitfähigkeit im VIP um ca. Faktor 100 erhöht. Der Vorgang ist reversibel.

33 © ZAE Bayern Schaltbare Wärmedämmung (SWD)

34 © ZAE Bayern Was bringt die Zukunft? Steigender Bedarf an Dämmstoffen/-systemen insbesondere für Maßnahmen im Bestand Ökologische Dämmstoffe nachwachsende Rohstoffe, Recycling von Rohstoffen Nanostrukturierte Schäume (Silika-Aerogele) Organische nanostrukturierte Schäume Vakuumisolationspaneele Integrierte funktionelle Dämmsysteme

35 © ZAE Bayern Danksagung Die Arbeiten wurden bzw. werden unterstützt: Projekt Vakuumdämmungen für Gebäude, gefördert vom Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie, Az.: 9400/6.1 – IBS/b – 43145/00 gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft (und Arbeit/Technologie): Projekt: Entwicklung von vakuumgedämmten Betonfertigteilen, Fkz.: C Projekt: …energ. Sanierung Gemeindezentrum guter Hirte…, Fkz.: R Projekte Koordinationsstelle für die nationalen Tätigkeiten zum Annex 39 `High Performance Thermal Insulations for Buildings´ der Internationalen Energieagentur (IEA) und VIP-Testmethoden, Fkz.: E Projekt: VIG-Vakuumisolierglas, Fkz.: und Projekt: VIP-PROVE,... Wissenschaftl. Begleitforschung, Fkz.: N Hinweis: siehe auch


Herunterladen ppt "© ZAE Bayern Energieeffiziente Gebäudehüllen: Neue Materialien und Komponenten Ulrich Heinemann, Helmut Weinläder, Hans-Peter Ebert Bayerisches Zentrum."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen