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Entwicklung von Wärmedämmsystemkomponenten und -oberflächen auf der Basis nanostrukturierter Materialien (Nano-Lambda). Schlussbericht des BMBF-geförderten Projekts

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[Quelle: http://edok01.tib.uni-hannover.de]

Ziel dieses Vorhabens war die Erforschung und Formulierung neuartiger Komponenten für Wärmedämmsysteme auf der Basis nanostrukturierter Materialien. Dabei sollten gezielt physikalische Effekte ausgenutzt werden, die auf dem nanoskaligen Aufbau der eingesetzten Materialien beruhen, um die Leistungsfähigkeit von Wärmedämmstoffen und deren Oberflächen für den Einsatz im Bauwesen zu erhöhen. im Rahmen des Projektes die Wärmeleitfähigkeit von Polystyrol-Schaumdämmstoffen verringert werden. Eine signifikante Verbesserung der Leistungsfähigkeit von Wärmedämmstoffen führt jedoch zu einem verstärkten Tauwasserausfall an der Wandoberfläche der Außenseite. Da vor allem bei sehr gut gedämmten Fassaden die Oberflächentemperatur aufgrund der Wärmeabstrahlung an die Umgebung und speziell an den kalten Nachthimmel unter die Lufttemperatur sinken kann, fällt häufig Tauwasser an der Fassadenoberfläche aus. Dies bewirkt langfristig, hauptsächlich bei Wärmedämmverbundsystemen, eine Veralgung bzw. Vergrünung der Fassade, was zum einen den optischen Eindruck verschlechtert und zum anderen die Bausubstanz langfristig schädigt. Bisher werden vor allem Biozide (im Wesentlichen Algizide und Fungizide, aber auch Herbizide) eingesetzt, um das Algen- und Pilzwachstum im Fassadenbereich zu verhindern. Da Biozide aber auch eine gewisse toxische Wirkung auf den Menschen und andere Organismen haben, sollte die Ausrüstung von Fassaden mit Bioziden nach Möglichkeit vermindert bzw. möglichst unterbunden werden. Durch eine niedrigemittierende Oberfläche wird in einem solchen Fall die Wärmeabstrahlung an die Umgebung reduziert und dadurch die Abkühlung der Oberfläche vermindert, was wiederum zu einer Reduktion des Tauwasserausfalls führt. Das Projekt wurde von 4 Verbundpartnern mit einem umfangreichen theoretischen und praktischen Know-how auf dem Gebiet der Wärmedämmung, sowie des Strahlungstransports bearbeitet. Im Rahmen des Projekts wurden die Wärmeleitfähigkeiten von Polystyrol-Schaumdämmstoffen minimiert. Ergänzend dazu wurden low-e Beschichtungen zur Optimierung der Oberflächen von gut gedämmten Gebäuden entwickelt.

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Bücher, Broschüren

Patrick Filipaj
Architektonisches Potenzial von Dämmbeton
3., Aufl.
2019, 140 S., zahlr. Abb. und Fotos, Pläne, s/w. 302 x 230 mm, Softcover
vdf Hochschulverlag AG

 

 

Gebäude, deren Außenhüllen aus homogenem Dämmbeton oder "Konstruktionsdämmsichtbeton" bestehen, haben die besondere Eigenschaft, dass sie auf eine zusätzliche Dämmschicht verzichten können. Diese spezielle Betonart stößt bei vielen Architektinnen und Architekten auf großes Interesse: endlich ein Material, mit dem wieder ontologische Betonkonstruktionen möglich sind, die mit ihren beidseitigen Sichtbetonflächen an die Tradition der Beton-brut-Architektur der 1950er- und 1960er-Jahre anknüpfen. Das Buch gibt zukünftigen Anwendern und interessierten Fachleuten einen Überblick über das Potenzial dieses zukunftsträchtigen Materials. Im ersten Teil wird der Baustoff Dämmbeton von seiner Entstehungsgeschichte her beleuchtet, die in ihren Vorläufen bereits in der Antike beginnt. Es folgt die materialtechnologische Sicht mit besonderem Augenmerk auf die relevanten Unterschiede zu Normalbeton, beispielsweise bei der Frischbetonherstellung. Im zweiten Teil werden zeitlich und architektonisch besonders interessante Dämmbetonbauten als Case Studies ausführlich dokumentiert. Die Übersicht zeigt das gestalterische Potenzial von Dämmbeton und mögliche Detaillösungen anhand von Fotos, Werk- und Detailplänen. Im Schlusskapitel wird dargestellt, wieso Dämmbeton erst jetzt beziehungsweise gerade jetzt auf ein so starkes Interesse stößt; zugleich wird das mögliche Potenzial von zukünftigen Dämmbetonprojekten aufgezeigt.

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Christoph Sprengard, Sebastian Treml, Andreas H. Holm
Technologien und Techniken zur Verbesserung der Energieeffizienz von Gebäuden durch Wärmedämmstoffe
Metastudie Wärmedämmstoffe - Produkte - Anwendungen - Innovationen
2014, 284 S., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Durch eine Beschreibung des Stands der Technik und aktueller Innovationen in Bezug auf die eingesetzten Dämmstoffe, die Anwendungsbedingungen, die ökologischen und gesundheitlichen Aspekte und qualitätssichernden Maßnahmen sowie einer realistischen und bauteilbezogenen Abschätzung des Einsparpotentials bei Sanierungsmaßnahmen im Bestand, sollen den privaten und öffentlichen Entscheidungsträgern und Investoren umfassende Informationen zum Nutzen von Wärmedämmmaßnahmen bereitgestellt werden.

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Ehab Sadek
Evaluation of Creep Behavior of Extruded Polystyrene Load-Bearing Thermal Insulation Boards
Berichte des Instituts für Bauphysik der Leibniz Universität Hannover, Band 6
2013, 393 S., num. col. illus. and tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Extrudierter Polystyrol-Hartschaum (XPS) hat aufgrund seiner ausgezeichneten Eigenschaften als Last abtragende Wärmedämmung in letzter Zeit große Aufmerksamkeit erregt. Diese Art der Wärmedämmung wird häufig unter Plattengründungen eingesetzt, bei denen hohe Druck- und teilweise auch Schubspannungen auftreten. Damit die Dämmplatten sicher in diesem Bereich angewendet werden können, sollte ihr Kriechverhalten untersucht und bewertet werden, um mögliche unverträgliche Setzungen zu vermeiden. Das Ziel der Arbeit ist es, das Kriechverhalten von Last abtragenden XPS-Wärmedämmstoffplatten unter reinen Schubspannungs- und kombinierten Druck-Schubspannungszuständen zu prüfen und eine potentielle Auswirkung, welche die Druckbelastungen auf das Schub-Kriechdehnungsverhalten unter kombinierten Belastungszuständen haben könnte, zu untersuchen. Mit einem speziell dafür entwickelten Prüfstand wurden Versuche zum Kriechverhalten von XPS-Hartschaumplatten unter Schub- und kombinierten Druck-Schubspannungszuständen durchgeführt. Versuchsergebnisse zeigten einen leichten Anstieg des Kriechdehnungsverhaltens aufgrund der Einwirkung von Druckbelastungen in kombinierten Lastzuständen.

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Wärmedämmstoffe
Kompass zur Auswahl und Anwendung
2013, 280 S., mit 227 Abbildungen und 245 Tabellen. 24 cm, Hardcover
Verlagsgesellschaft Rudolf Müller GmbH &Co. KG

 

 

Das Kompendium will Planern, Energieberatern, Handwerkern und Investoren dabei helfen, schnell das geeignete Dämmverfahren und den geeigneten Dämmstoff für die jeweilige Bauaufgabe zu finden. Ob Leistungsfähigkeit, Kosten, Ökologie, Nachhaltigkeit, Brandverhalten oder andere Eigenschaften des Dämmmaterials im Fokus stehen - mit der kompakten Darstellung der Vergleichswerte sollte die Auswahl des geeigneten Dämmstoffes leicht zu treffen sein. Die Dämmstoffe sind nach Lieferform - gebunden oder lose - in acht Gruppen eingeteilt. In jeder Gruppe sind die wesentlichen Eigenschaften, die als Auswahlkriterien infrage kommen, tabellarisch und in knappen Stichpunkten systematisch dargestellt. Rechtliche und wirtschaftliche Aspekte sowie praktische Hinweise zu Einsatzbereichen und technischen Verfahren - nach Bauteilen gegliedert - ergänzen den Katalog.

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Zakia Dahi
Recycelfähige Dämmstoffe aus Altpapier für Syrien
Schriftenreihe des Fachgebietes Abfalltechnik, Band 17
2013, XIII, 169 S., 21 cm, Softcover
kassel university press

 

 

Im Zeichen des Klimawandels rückt die Wärmedämmung von Gebäuden und die damit verbundene Energieeinsparung weltweit immer stärker in den Fokus von Politik und Umweltschutz. Bei einer effektiven Wärmedämmung von Gebäuden werden der Energiebedarf für die Heizung und die Klimatisierung stark verringert und somit auch die damit verbundenen klimarelevanten Emissionen. Die vorgestellte Studie bezieht sich auf die Wärmedämmungssituation von Gebäuden in Syrien. Neben der schwach organisierten Abfallwirtschaft in Syrien, tragen der hohe Energiebedarf im Bereich der Gebäudekühlung und der damit verbundene Kohlendioxidausstoß einen gravierenden Teil zur Umweltproblematik des Landes bei. Die Studie untersucht die Möglichkeit, einen umweltfreundlichen Dämmstoff aus Altpapier in syrische Wohngebäude einzubauen. Dieser Altpapierdämmstoff wird mit den in Syrien konventionell verwendeten Dämmstoffen, von der Herstellung, über die Nutzung bis hin zur Entsorgung verglichen. Neben dem niedrigen Energieaufwand bei der Herstellung des Altpapierdämmstoffs, gibt es weitere relevante Vorteile gegenüber den konventionell verwendeten Dämmstoffen. So kann beispielsweise der Altpapierdämmstoff bei der Entsorgung an einem Kompostvorgang mit Bioabfällen beteiligt werden. Dies zeichnet den Dämmstoff als recycelfähiges Material aus. Insgesamt wird mit der Studie nachgewiesen, dass der Einsatz eines Altpapierdämmstoffes und eine damit verbundene Einführung eines gezielten Altpapiersammelsystems möglich ist und in Syrien große volkswirtschaftliche und umweltbezogene Vorteile mit sich zieht.

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Forschungsberichte

Bauforschungsberichte, Kurzberichte, Dissertationen, Hinweise auf laufende und abgeschlossene Forschungsvorhaben sowie Bauforschungs-Informationen aus dem deutschsprachigen Raum können Sie sich kostenlos/kostenpflichtig als Download direkt auf den Bildschirm holen oder online auf Papier bestellen.
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Christoph Sprengard, Susanne Regauer, Carolin Kokolsky, Sebastian Treml, Max Engelhardt
Programm zur wissenschaftlichen Begleitung der Produktentwicklung und Markteinführung von Dämmstoffen auf Basis von Aerogelen und Advanced Porous Materials (APM)
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3174
2019, 125 S., 74 Abb. u. 35 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Mit Hilfe der Nanotechnologie und nanostrukturierten Materialien wurden bereits für zahlreiche industrielle Anwendungen innovative und sehr leistungsfähige Lösungsansätze gefunden. Im Bereich des Bauwesens handelt es sich bei der wichtigsten Entwicklung um mikro- und nanoporöse Wärmedämmstoffe (advanced porous materials), die aufgrund ihrer hochwärmedämmenden Eigenschaften in der Zukunft eine Alternative auf dem Dämmstoffmarkt darstellen können. Ziel des Forschungsvorhabens war es unter anderem, wissenschaftlich belastbare Aussagen zur Untersuchung der Dauerhaftigkeit von Aerogelen und APM in Abhängigkeit der Anwendung zu treffen, das Vertrauen potentieller Anwender zu stärken sowie erste Ansätze zu möglichen Rezyklierungsverfahren durch Literaturrecherche und erste einfache Laborversuche zu erarbeiten. Neben der Marktverbreiterung können dadurch auch z.B. Grundlagen für zukünftige Normungsarbeit geschaffen werden.

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Frank U. Vogdt, Diana Fischer, Falk Schaudienst, Michael Schober
LifeCycle KMF
Optimierung der Stoffströme im Lebenszyklus von Bauprodukten aus künstlichen Mineralfaserdämmstoffen
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3166
2019, 212 S., 69 Abb. u. 36 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Aufgrund der Eigenschaften im Hinblick auf den Brand-, Wärme- und Schallschutz findet Mineralwolle in nahezu sämtlichen Baukonstruktionen der wärmeübertragenden Gebäudehülle und des Innenausbaus sowie zur Dämmung von Komponenten der technischen Gebäudeausrüstung Anwendung, so dass der heutige Marktanteil am Gesamtdämmstoffmarkt ca. 54 Prozent beträgt. Es kann davon ausgegangen werden, dass jährlich etwa 160 Tsd. Tonnen Mineralwolle als Abfall deponiert werden. Die Menge wird in den nächsten 50 Jahren kontinuierlich anwachsen. Derzeit existieren keine Recyclingverfahren, die eine mengenmäßig relevante Rückführung der Mineralwolle in den Produktionsprozess gewährleisten können. Im Forschungsvorhaben LifeCycle KMF wurde ein vollständig geschlossener Recyclingkreislauf für Mineralwolle - beginnend mit dem Rückbau, über die Aufbereitung sowie die Verpackung und den Transport bis zur Rückführung in den Herstellungsprozess - systematisch entwickelt und allgemeine Anforderungen sowie Randbedingungen dafür definiert.

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H. Rademacher, O. Riese, S. Hauswaldt, I. Kotthoff, A. Rogge
Brandverhalten von Wärmedämm-Verbundsystemen mit Polystyrol-Dämmstoff. Untersuchung des Brandverhaltens von WDVS bei Brandbeanspruchung im Sockelbereich. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 3360
2018, 28 S., 10 Abb. u. 6 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die Projektgruppe "Brandverhalten von WDVS" der Bauministerkonferenz der Länder analysierte eine von Feuerwehren erstellten Liste von Brandereignissen an WDVS mit dem Ergebnis, dass die von den Feuerwehren beobachteten Ereignisse brennender Abfallbehälter oder Kraftfahrzeuge im Sockelbereich von mit EPS-WDVS bekleideten Außenwänden eine Gefahr darstellen könnten. Um diesen Umstand in Prüfungen verifizieren zu können, wurde zunächst ein spezieller Brandversuch entwickelt, der das Brennen von Brandlasten wie großen Müllcontainern oder kleinen Kraftfahrzeugen im Sockelbereich von Außenwänden beschreibt. Es wurde in entsprechenden Brandversuchen bestätigt, dass das so simulierte Brandereignis an ausgewählten zugelassenen schwerentflammbaren Wärmedämmverbundsystem mit Polystyrol-Dämmstoffplatten tatsächlich eine Gefahr darstellen kann, da es zu einer schnellen vertikalen Brandausbreitung kommen kann. Darauf aufbauend wurden konstruktive Ertüchtigungsmaßnahmen der EPS-WDVS zur Verbesserung des Brandverhaltens vorgestellt, deren Wirksamkeit wiederholt gezeigt werden konnte.

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Matthias Zöller, Ralf Spilker, Géraldine Liebert, Martin Oswald, Christoph Sprengard, Sebastian Treml, Ramona Holland, Chiara Cucchi
Langzeitverhalten feuchter Dämmstoffe auf Flachdächern - Praxiserfahrungen und Wärmestrommessungen. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3075
2018, 116 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Bei Modernisierungsmaßnahmen im Bestand stellt sich häufig die Frage, inwieweit der Aufbau von Flachdachflächen erhalten werden kann oder zurückgebaut und gegebenenfalls ausgetauscht werden sollte. Ein Kriterium dabei ist der Zustand des Dämmstoffs. Feuchtigkeit ist häufig Anlass für Abriss und Entsorgung. Dabei sind eine überwiegende Anzahl der heute verwendeten Dämmstoffe auch über lange Zeiträume hinweg feuchtebeständig. Der Forschungsbericht fasst aktuelle, praktische Erfahrungen mit dem Erhalt feuchter Dämmschichten zusammen und gibt die Ergebnisse von Labormessungen wieder, bei denen die Wärmeleitfähigkeit feuchter Dämmstoffe sowohl unter stationären wie auch unter instationären Bedingungen gemessen wurde.

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Christoph Sprengard, Sebastian Treml, Max Engelhardt, Holger Simon, Florian Kagerer
Vakuum-Isolations-Paneele (VIP) in der Bauanwendung: vom Dämmstoff zum Dämmsystem. Verarbeitung, Befestigung, Dauerhaftigkeit
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3036
2017, 155 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Um zuverlässigere Prognosen über die Lebensdauer von Vakuumisolationspaneelen aufstellen zu können, ist es dringend erforderlich, die zeitraffenden Prüfverfahren für die VIP-Alterung weiterzuentwickeln. Die praxisrelevanten Bedingungen für die unterschiedlichen Anwendungsgebiete müssen in den Randbedingungen für die Feuchte- und Temperaturlagerung abgebildet werden. Hierfür sind umfangreiche Untersuchungen zum Alterungsverhalten der Paneele unter verschiedenen Lagerungsbedingungen, aber auch zu den Randbedingungen in den Baukonstruktionen, notwendig. Im Projekt wurde die Dauerhaftigkeit von VIP-Elementen unter baupraktischen Feuchte- und Temperaturverhältnissen untersucht, die Wärmebrückenproblematik an Stößen und Anschlussbauten numerisch beleuchtet, sowie allgemeine bauphysikalische Fragen und die Qualitätssicherung behandelt.

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

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Breuer, Reinhard
Gefrorener Rauch. Aerogele: luftig, dämmend und viel mehr. Materialien der Zukunft (3)
Bild der Wissenschaft, 2020

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Borsch-Laaks, Robert
Bis zur Bahre oder bis zum Werkstor? Die graue Energie der Dämmstoffe. Teil 1
Gebäude-Energieberater GEB, 2019

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Pfeiffer, Andreas
Brände mit Zellulose-Dämmstoffen (kostenlos)
Schadenprisma, 2019

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Drewer, Arnold
Dunkelziffer Graue Energie? Primärenergiegehalte von Dämmstoffen
db Deutsche Bauzeitung, 2019

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Altmannshofer, Robert
Energieeffizienzklassen für Industrieisolierungen. VDI 4610 Blatt 1 und Blatt 2
Industriebau, 2019

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