{"id":10300,"date":"2021-07-19T11:00:54","date_gmt":"2021-07-19T09:00:54","guid":{"rendered":"https:\/\/www.umweltperspektiven.ch\/?p=4574"},"modified":"2022-02-09T11:06:06","modified_gmt":"2022-02-09T10:06:06","slug":"waermedaemmung-gefuellter-energiespar-riegel","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.organisator.ch\/de\/sustainability\/2021-07-19\/waermedaemmung-gefuellter-energiespar-riegel\/","title":{"rendered":"W\u00e4rmed\u00e4mmung: Gef\u00fcllter Energiespar-Riegel"},"content":{"rendered":"
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Einbaufertig: Der Alpet-D\u00e4mmsteg aus Kunststoff. Die gr\u00fcnliche Farbe des F\u00fcllmaterials r\u00fchrt von der Verwendung von PET aus rezyklierten Flaschen her. \u00a9 Hochuli advanced<\/figcaption><\/figure>\n

Sie sind noch besser versteckt als Schrauben, von denen man immerhin noch die K\u00f6pfe sieht, doch genauso allgegenw\u00e4rtig: D\u00e4mmstege stecken im Inneren von Aluminium- und Metallprofilen f\u00fcr Fenster und Fassadenverglasungen \u2013 als thermische Trenner zwischen der Aussen- und Innenseite, weil K\u00e4lte oder W\u00e4rme sonst ungebremst durch das Metall str\u00f6men w\u00fcrde. Ein unscheinbares Bauteil also, das mit der Erderw\u00e4rmung und der Notwendigkeit, CO2-Emissionen zu mindern, noch wichtiger wird.<\/p>\n

Doch obwohl seit \u00fcber vier Jahrzehnten etabliert, hat der D\u00e4mmsteg Verbesserungspotenzial. Ein Empa-Team um Michel Barbezat und Giovanni Terrasi von der Abteilung \u00abMechanical Systems Engineering\u00bb arbeitet an einem neuartigen Produkt \u2013 zusammen mit Experten des Metallbauunternehmens Hochuli in Wigoltingen, das dazu eigens die Schwesterfirma \u00abhochuli advanced\u00bb gegr\u00fcndet hat.<\/p>\n

Der Clou des \u00abAlpet\u00bb-D\u00e4mmstegs: Im Inneren des glasfaserverst\u00e4rkten Kunststoffs steckt ein Schaumstreifen aus Polyethylenterephthalat \u2013 PET also, aus recycelten Flaschen. Die vielen Luftporen in dieser Schicht d\u00e4mmen effizient: Die W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit der Prototypen liegt im Durchschnitt, je nach Stegbreite, bei etwa 0,1 W\/mK \u2013 weit weniger als bei einem Standard-D\u00e4mmsteg aus dem Kunststoff Polyamid (etwa 0,25 W\/mK) und auch deutlich tiefer als bei High-End-Produkten, die heute erh\u00e4ltlich sind.<\/p>\n

Feinabstimmung von vielen Details<\/strong><\/h2>\n

Ein simpler Ansatz, wie es auf den ersten Blick erscheint \u2013 doch um die Idee in ein Produkt zu verwandeln, war im Rahmen eines Innosuisse<\/a>-Projektes viel Konzeptarbeit n\u00f6tig. Beispiel Produktionsmethode: Nach Tests mit unterschiedlichen Verfahren entschieden sich die Fachleute f\u00fcr die so genannte Extrusion, bei der erhitzter, geschmolzener Kunststoff als weicher Teig durch einen Schlitz gepresst und so geformt wird \u2013 um den Streifen aus PET herum. Doch das warf wiederum Fragen auf, zum Beispiel nach dem Anteil der Luftporen in dieser \u00abF\u00fcllung\u00bb.<\/p>\n

\u00abSo viele wie m\u00f6glich\u00bb lautet die Antwort, um eine hohe D\u00e4mmwirkung zu erreichen. Nur: \u00abZu viele\u00bb h\u00e4tte die Stabilit\u00e4t des vorbereiteten PET-Stranges gef\u00e4hrdet, weil seine Ummantelung mit dem schwarzen Kunststoff bei Temperaturen bis 300 Grad und hohem Druck geschieht. Auch die Dicke dieser \u00abH\u00fclle\u00bb passten die Forscher den Notwendigkeiten an: m\u00f6glichst schmal f\u00fcr eine gute D\u00e4mmwirkung \u2013 doch dick genug, damit der Steg sp\u00e4ter auch die mechanischen Belastungen gut \u00fcbersteht; inklusive der Nachbehandlung des fertigen Gesamtprofils, etwa das Pulverlackieren oder Eloxieren.<\/p>\n

Aus zahlreichen Mustern destillierten die Entwickler sieben Varianten f\u00fcr Tests heraus \u2013 insgesamt rund 1000 Laufmeter D\u00e4mmsteg \u2013 und daraus schliesslich den endg\u00fcltigen Prototyp als Grundlage f\u00fcr fertige Produkte. Auf diesem Weg gelang auch ein wichtiger Schritt im Produktionsverfahren: Der Steg verschweisst sich durch die Hitze quasi von selbst \u2013 ohne, dass noch eine \u00abNaht\u00bb verklebt werden muss. \u00abDas ist schon ein grosser Vorteil\u00bb, sagt Metallbauingenieur Frank Hochuli vom Industriepartner. \u00abEs gibt keine lokalen Schwachstellen, an denen sich Material abl\u00f6sen k\u00f6nnte. Und je weniger Arbeitsschritte, umso g\u00fcnstiger das Produkt.\u00bb<\/p>\n

Ein langwieriger Prozess, der sich am Ende gelohnt hat, wie auch Empa-Forscher Barbezat findet. \u00abTechnisch gesehen haben wir sicher sehr gute Chancen\u00bb, sagt er. Die Messwerte und das Produkt, das sich trotz zweier Materialien einfach rezyklieren liesse, seien schon \u00fcberzeugend. Und auch bei der n\u00f6tigen Langzeit-Stabilit\u00e4t \u00fcber viele Jahre, die sein Team mit Experimenten und der innovativen \u00abStepped Isostress Methode\u00bb abzusch\u00e4tzen versuchte, sind die Fachleute zuversichtlich.<\/p>\n

Unabh\u00e4ngige Pr\u00fcfungen in Deutschland<\/strong><\/h2>\n

Eine Herausforderung sieht Barbezat freilich darin, ein grosses Systemhaus, das Profile f\u00fcr Fensterbauer herstellt und vertreibt, von einer Kooperation zu \u00fcberzeugen. \u00abVerglichen mit grossen Unternehmen sind wir schliesslich \u2039Nobodys\u203a\u00bb, sagt er. Um Kunden zu gewinnen, braucht es also auch einen unabh\u00e4ngigen Segen von oben \u2013 und so schickten die Partner ihren \u00abAlpet\u00bb-D\u00e4mmsteg an das Pr\u00fcfinstitut ift im bayerischen Rosenheim, das in der Branche seit Jahrzehnten als Referenz gilt.<\/p>\n

Die Fachleute dort wiederholten nicht nur Schweizer Versuche, sondern setzen die Prototyen auch Brandversuchen, Bruchtests und anderen Belastungen aus \u2013 zum Beispiel auf nicht sichtbare Mikrorisse nach 1000-st\u00fcndiger Lagerung in \u00d6l oder leichter S\u00e4ure oder auch auf starken Zug in Querrichtung. Mittlerweile liegen laut Frank Hochuli offizielle Zertifizierungen zum Brandverhalten und zur statischen Belastbarkeit vor; nur das Attest zur W\u00e4rmed\u00e4mmung steht noch aus \u2013 wegen geringf\u00fcgiger Differenzen bei einzelnen Messwerten, die an den positiven Resultaten freilich nichts \u00e4ndern w\u00fcrden, so der Ingenieur.<\/p>\n

Umweltfreundlicher mit geringem Aufwand<\/strong><\/h2>\n

Wie w\u00fcrde sich der neue D\u00e4mmsteg im Gesamtsystem \u00abFenster\u00bb mitsamt Glasscheiben, Aluprofilen, Dichtungen und allen anderen Details auswirken? Verglichen mit heutigen High-End-Ausf\u00fchrungen liesse sich die W\u00e4rmd\u00e4mmung, etwa in einem neuen B\u00fcrogeb\u00e4ude, durchaus um bis zu einem F\u00fcnftel verbessern, sch\u00e4tzt Hochuli. Und weil der Steg mit seinem \u00abSchwalbenschwanz\u00bb als Montage-Anschluss mit allen g\u00e4ngigen Systemen kompatibel ist, k\u00f6nne man bestehende L\u00f6sungen damit relativ einfach upgraden \u2013 zum Beispiel f\u00fcr hohe Anforderung nach Passivhaus-Standards. \u00abDas schafft man mit Aluminiumprofilen heutzutage ja nur mit gr\u00f6sster M\u00fche\u00bb, sagt er, \u00abunser System w\u00fcrde das sicher erleichtern.\u00bb<\/p>\n

Detaillierte Tests w\u00fcrden die Fabrikanten dann auch selbst \u00fcbernehmen, in ihren eigenen Labors mit den eigenen Profilsystemen. Gespr\u00e4che dazu finden bereits statt, so der Entwickler: \u00abIch bin auf jeden Fall optimistisch!\u00bb, sagt er. \u00abSonst h\u00e4tte ich ja kaum eine Firma gegr\u00fcndet, um unsere Idee auf den Markt zu bringen.\u00bb Ein Alleingang wird der weitere Weg dennoch nicht: Die Empa-Fachleute werden den D\u00e4mmsteg nach der jahrelangen Betreuung auch weiterhin mit ihrem Knowhow begleiten.<\/p>\n

\n

Die \u00abStepped Isostress\u00bb-Methode<\/strong><\/h2>\n

Wie verformt sich ein Kunststoffbauteil \u00fcber einen Zeitraum von 30 oder mehr Jahren \u2013 unter Dauerlast und grossen Temperaturdifferenzen? G\u00e4ngige \u00abKriechversuche\u00bb im Labor \u00fcber 1000 Stunden unter kombinierten thermisch-mechanischen Belastungen erlauben dazu keine seri\u00f6se Aussage. Um dennoch langfristige Prognosen treffen zu k\u00f6nnen, wurden in den vergangenen Jahren neue Methoden entwickelt und verfeinert, darunter die \u00abStepped-Isostress-Method\u00bb (SSM), die Empa-Fachleute beim neuen D\u00e4mmsteg anwendeten. Vereinfacht gesagt, addiert man dabei die Verformungen aus zahlreichen Einzelversuchen mit steigenden Lasten zu einer \u00abMasterkurve\u00bb auf, die Aufschluss \u00fcber gr\u00f6ssere Zeitr\u00e4ume gibt. Dieses Verfahren l\u00e4sst sich auch mit einem einzigen Messgang mit schrittweise steigenden Belastungen durchf\u00fchren \u2013 und erleichtert es, zugleich kritische Temperaturbereiche zu untersuchen.<\/p><\/blockquote>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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