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Robust & günstig: INNOVIP optimiert Vakuum-Isolations-Paneele

Vakuum-Isolations-Paneele (VIP) bieten eine sehr gute Wärmedämmung, sind jedoch aktuell noch sehr teuer, empfindlich in der Verarbeitung und nicht so langlebig. Das Projekt INNOVIP will diese Probleme nun durch innovative Technologien und die Entwicklung neuer Materialien beheben.

Die von INNOVIP entwickelten Vakuum-Isolations-Dämmplatten sind nicht nur robuster und günstiger herstellbar, sie können auch speziell gegen Bakterien, Schimmel oder Feuer beschichtet werden. (Foto: FIW München / Bayerische Forschungsallianz)

Die von INNOVIP entwickelten Vakuum-Isolations-Dämmplatten sind nicht nur robuster und günstiger herstellbar, sie können auch speziell gegen Bakterien, Schimmel oder Feuer beschichtet werden. (Foto: FIW München / Bayerische Forschungsallianz)

Effektive Dämmsysteme an Gebäuden sind ausschlaggebend für deren energetische Optimierung. Ein äußerst effektives und platzsparendes System stellen Vakuum-Isolations-Paneele, kurz "VIP", dar. Diese machen sich die Eigenschaft zunutze, dass Vakuum ein extrem guter Dämmstoff ist. Vakuum-Isolations-Paneele bestehen aus einem von einer luftdichten Folie umhülltem porösen Kernmaterial. Aus diesem Verbund wird die vorhandene Luft abgepumpt und die Folie anschließend verschweißt. Das Kernmaterial verhindert beim Abpumpen der Luft das Zusammenschrumpfen der Dämmplatte.

Derzeit erhältliche Vakuum-Isolations-Paneele bestehen in der Regel aus einem Kern aus gepresster pyrogener Kieselsäure oder Mineralfasern. Eine besondere Rolle für die Effizienz von VIP spielen die Folien, die das poröse Kernmaterial umschließen. Heutige VIP sind bereits sehr effizient, doch diese Leistung kann sich im Lauf der Jahre verschlechtern. Grund hierfür ist ein Steigen des Innendrucks, der durch das langsame Eindringen von Luft und Feuchtigkeit in die Vakuumdämmung verursacht wird. Dadurch steigt deren thermische Leitfähigkeit, was bedeutet, dass die Dämmleistung abnimmt.

Neue Hüllfolien sollen Dämmwirkung für bis zu 50 Jahre garantieren

Das INNOVIP-Konsortium, in dem sich Forschungseinrichtungen und Unternehmen aus sieben EU-Staaten sowie Israel zusammengeschlossen haben, will nun mithilfe einer neuartigen Schutzfolie sowie alternativen Füllmaterialien - zum Beispiel Perlit - Vakuum-Isolations-Paneele leistungsstärker und wettbewerbsfähiger machen. Das von den INNOVIP-Projektpartnern anvisierte neue Design für die Hüllfolien soll daher eine um mindestens 40 Prozent geringere Durchlässigkeit für Wasserdampf und Luft aufweisen und so eine gute Dämmwirkung für bis zu 50 Jahre garantieren.

Durch das Zusammenlegen mehrerer Produktionsschritte wird das arbeitsintensive Einpacken vorgefertigter Stützkerne mit Folie deutlich vereinfacht. Die Verwendung eines losen Pulvers aus pyrogener Kieselsäure lässt eine geringere Dichte für den Füllstoff im Vergleich zu gepressten Platten zu, was sich direkt in einer Material- und Produktionskostenersparnis bemerkbar macht. Darüber hinaus wird durch die geringere Dichte sogar die Wärmeleitung im Stützkern verringert. Die weiterentwickelten Folien sollen laut INNOVIP kostengünstiger sein als die bislang verwendeten. Zudem wird der durch die neue Technologie beschleunigte Herstellungsprozess ebenfalls zur Kostensenkung beitragen.

Perlit-Pulver könnte Vakuum-Isolations-Paneele deutlich günstiger machen

Durch die Verbesserungen bei den Folien wird es auch möglich sein, deutlich günstigere Kernmaterialien als die bisher verwendete pyrogene Kieselsäure zu verwenden. Im Forschungsprojekt wird aufgeblähtes Perlit-Pulver als alternativer Dämmstoff untersucht. Dieses hat deutlich größere Poren, was höhere Anforderungen an das Vakuum in den Paneelen und damit an die verwendete Folie stellt. Vakuumpaneele mit Perlit, auch vulkanisches Glas genannt, weisen zwar eine um rund ein Drittel höhere Wärmeleitfähigkeit auf als Paneele mit Kieselsäurekernen, lassen sich allerdings deutlich kostengünstiger produzieren. Auch die Lebensdauer von perlitbasierten Paneelen kann durch eine geringe Menge Trockenmittel auf bis zu 50 Jahre ausgedehnt werden.

Durch das lose Kieselsäurepulver lassen sich effizientere und dadurch dünnere Paneele produzieren. Damit sind sie nicht nur flexibler im Einsatz - beispielsweise lassen sich so auch Bestandsgebäude nachträglich wesentlich besser dämmen -, sondern sind dank geringerer Materialkosten für die Stützkerne auch günstiger. Für Anwendungen, bei denen es nicht unbedingt auf sehr dünne Dämmplatten ankommt, könnten die noch kostengünstigeren Alternativen mit Perlit-Stützkernen verwendet werden.

Für eine möglichst effiziente Dämmleistung wird außerdem die Konstruktion der Paneelränder verbessert und die Montage optimiert. Auf diese Weise werden die ungewollten Wärmebrücken beim Zusammensetzen der Platten reduziert, welche bislang noch durch eine ungenaue Passform der Ränder Lücken aufweisen. Zusätzliche Effizienzsteigerungen wollen die Forscher hier über den Einsatz von mikroporösen Materialien (APM - advanced porous materials) als zusätzliche Dämmung im Spalt zwischen den am Gebäude montierten Platten erreichen.

"Insgesamt erwarten wir, dass wir durch die angestrebten Neuerungen bei Stützkernen, Folien und Produktionsprozessen die Herstellungskosten von VIP um 30 Prozent senken können", sagt Christoph Sprengard von der koordinierenden Einrichtung Forschungsinstitut für Wärmeschutz e. V. München.

Funktionale Beschichtung gegen Bakterien, Schimmel oder Feuer denkbar

INNOVIP-Vakuum-Dämmplatten werden mit speziellen Deckschichten versehen, welche die empfindlichen Vakuumelemente vor mechanischen und Umwelteinflüssen schützen sowie Transport und Montage vereinfachen. Neben dem mechanischen Schutz bieten diese innovativen Deckschichten noch ganz andere Möglichkeiten.

Zum Beispiel können durch das Beschichten mit Nanopartikeln Bakterien in der Raumluft abgetötet und dadurch die Luftqualität verbessert werden. Auch eine Anti-Schimmel- und eine Anti-Pilz-Beschichtung sind denkbar, ebenso eine Pufferfunktion für hohe Raumluftfeuchte und ein erhöhter Feuerwiderstand. Auf diese Weise können die von INNOVIP verbesserten Vakuum-Isolations-Paneele für verschiedene Anwendungsbereiche optimiert und sowohl im Innen- als auch im Außenbereich eingesetzt werden.

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"Robust & günstig: INNOVIP optimiert Vakuum-Isolations-Paneele" wurde am 23.02.2017 verfasst