Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Zu dem Einsatz von Vakuumisolationspaneelen (VIP) in der Geb\u00e4udetechnik liegen bisher kaum praktische Erfahrungen vor.
\nDas ZAE Bayern verf\u00fcgt \u00fcber die vakuumtechnischen Ausr\u00fcstungen mit denen bereits einzelne kleine Muster-Vakuumisolationspaneele hergestellt wurden. Damit wurden etwa 30 m\u00b2 Vakuumpaneele hergestellt und in die Fassade eines Anbaus an das ZAE Bayern integriert. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse zeigen, dass Vakuumisolationstechnologie auch im Geb\u00e4udebereich einsetzbar ist.
\nProjektziel ist die Entwicklung und Erprobung einer Verbundkonstruktion aus einem hinterl\u00fcfteten Heizk\u00f6rper und einem Vakuumisolationspaneel zur W\u00e4rmed\u00e4mmung nach au\u00dfen. Mit einer schlanken Verbundbauweise sollen Planern, Architekten und Bauherrn neue Gestaltungsm\u00f6glichkeiten zur Verf\u00fcgung gestellt werden. Gleichzeitig ist angestrebt, die bestehenden gesetzlichen w\u00e4rmetechnischen Anforderungen an die Geb\u00e4udeh\u00fclle weit \u00fcberzuerf\u00fcllen.
\nWesentlicher Bestandteil des Systems ist das Vakuumisolationspaneel. Nur damit l\u00e4sst sich die ge-w\u00fcnschte schlanke Bauweise realisieren.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIn einem ersten Schritt sollen wirksame und haltbare VIP entwickelt werden. Auf der Basis der mikropor\u00f6sen Kiesels\u00e4ure und der Barrierefolien sollen VIP hergestellt werden, die \u00fcber bauphysikalisch relevante Nutzungsdauern (ca. 30 Jahre) ihre hohe Isolationswirkung aufrecht erhalten. Die schon erreichten W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeiten um 0.004 W\/m*K (ca. 10fach bessere Isolationswirkung als konventionelle D\u00e4mmstoffe) k\u00f6nnen durch Optimierung der Kiesels\u00e4uremischungen und durch Einsatz spezieller Barrierefolien weiter gesenkt werden.
\nIn einem zweiten Schritt wird die technisch-konstruktive Konzeption des Gesamtsystems Heizpaneel-Verbund angegangen. Dabei wird insbesondere auf den W\u00e4rmedurchgang des Gesamtsystems zu achten sein. Au\u00dferdem gilt es Verbundtechniken der VIP mit dem Gesamtsystem zu erarbeiten und unterschiedliche Abdeckungsmaterialien der VIP zur Au\u00dfenseite hin zu erproben. Es sollen Muster-Systeme aufgebaut und getestet werden. Dabei ist das System so auszulegen, dass es leicht in Serie hergestellt werden kann.
\nZur Optimierung der VIP und deren Herstellung wird eine Evakuier-Apparatur gebaut werden, die eine Pilotproduktion von VIP im Laborma\u00dfstab erlaubt. Hierbei gilt es die optimalen Evakuierzeiten zu ermitteln, die einen ausreichend geringen Gasdruck bei kurzem Produktionszyklus erzielen. Dazu wird direkt nach der Herstellung der VIP der Gasdruck im Inneren gemessen. Wegen des Einsatzes der VIP in der N\u00e4he von Heizk\u00f6rpern und aufgrund m\u00f6glicher starker Erw\u00e4rmung durch solare Einstrahlung ist zu pr\u00fcfen, welchen Einfluss erh\u00f6hte Temperaturen auf die Gasdurchl\u00e4ssigkeit der Umh\u00fcllung und damit auf die Lebensdauer der VIP haben. Dazu werden mehrere VIP in Klimaschr\u00e4nken unter Extrembedingungen gelagert und der Gasdruckanstieg ermittelt. Des weiteren werden die Folienschwei\u00dfn\u00e4hte auf Dichtheit und Haltbarkeit untersucht werden.
\nSchlie\u00dflich ist zu kl\u00e4ren, ob die hochdichten Aluminiumverbundfolien, die leider zu thermischen Randverlusten f\u00fchren, durch metallbedampfte Barrierefolien ohne thermische Randverluste zu ersetzen sind. Zur thermischen Optimierung des Gesamtsystems wird der W\u00e4rmedurchgang durch das System simuliert. Dazu werden Finite-Elemente-Rechnungen f\u00fcr verschiedene Konstruktionen durchgef\u00fchrt. Mit den Ergebnissen dieser Rechnungen wird die Konstruktion des Gesamtsystems festgelegt und ein entsprechender Prototyp gebaut. Auf einem Pr\u00fcfstand und durch Untersuchungen mittels einer W\u00e4rmebildkamera wird der W\u00e4rmedurchgang des Prototypen mit den Modellrechnungen verglichen. Daraufhin k\u00f6nnen Systeme mit verschiedensten Au\u00dfenbekleidungen hergestellt und in eine Musterfassade integriert werden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Aufgrund der zahlreichen Tests zum Langzeitverhalten der VIP\u00b4s mit Umh\u00fcllungen aus unterschiedlichen Folientypen in verschiedenen Klimata zeigt sich, dass f\u00fcr das Verbundsystem aus Heizk\u00f6rper und VIP (HPVS) die Umh\u00fcllung aus Aluminiumfolie die zur Zeit beste, weil zur Zeit standsicherste L\u00f6sung ist. Voraussetzung daf\u00fcr ist jedoch unter Ber\u00fccksichtigung der Untersuchungsergebnisse eine m\u00f6glichst geringe Umgebungsfeuchte. Diese Bedingung wurde im zweiten Schritt, der technisch-konstruktiven Konzeption ber\u00fccksichtigt. Daneben wurde auf Grundlage der genauen Erkenntnisse aus den Messungen und Simulationsrechnungen zur Bestimmung des W\u00e4rmedurchgangs durch das HPVS der Bereich des Rahmens zur Aufnahme des VIP\u00b4s optimiert. Unter Beachtung des technisch machbaren und im Hinblick auf eine Serienproduktion wurde die Konstruktion festgelegt. Diese bietet zwar noch nicht den bestm\u00f6glichen Isolationswert, ist aber unter den genannten Randbedingungen ein guter Kompromiss mit der wahrscheinlich gr\u00f6\u00dften Standsicherheit.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Um das Projekt und das zuk\u00fcnftige Produkt bekannt zu machen wurden folgende Pr\u00e4sentationen auf Messen (M) und Informationsveranstaltungen (I) durchgef\u00fchrt:
\n–\tBautec 2000, Berlin, Februar 2000 (M)
\n–\tIFH N\u00fcrnberg, April 2000 (M)
\n–\tSHK Hamburg, November 2000 (M)
\n–\tBau, M\u00fcnchen, Januar 2001 (M)
\n–\tSymposium Bau, Dresden, Februar 2001 (I)<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Am Ende des Projektes steht ein funktionsf\u00e4higes und zum Einsatz in kleineren St\u00fcckzahlen geeignetes Produkt mit daf\u00fcr ausreichenden Erkenntnissen zur Standsicherheit. Es kann unter Ber\u00fccksichtigung derim Rahmen des Projektes erarbeiteten Risiken und Bedingungen zur Langlebigkeit des integrierten VIPeingesetzt werden. Ohne das Projekt w\u00e4re dieses aufgrund der anf\u00e4nglichen Unsicherheiten und Unbekannten nicht m\u00f6glich, da das Risiko des Einsatzes f\u00fcr uns und den Anwender nicht absch\u00e4tzbar war.
\nMit dem Projekt entstand ein Produkt, welches durch stark verminderte W\u00e4rmeverluste bei k- Werten von bis zu kleiner 0,6 gegen\u00fcber herk\u00f6mmlichen Konstruktionen in der Geb\u00e4udeh\u00fclle im Bereich des Glas-Metall-Fassadenbaus bei gleichzeitig geringerem Platzbedarf sowohl die Umwelt durch verminderten Heizenergiebedarf entlastet als auch wirtschaftlicheres Bauen durch bessere Fl\u00e4chenausnutzung erm\u00f6glicht. Das Projekt ist somit insgesamt erfolgreich abgeschlossen worden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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