Baustoffe
Aerogele sind die neuen Superisolatoren. In der Raumfahrt werden die ultraleichten Feststoffe schon seit den 1960er Jahren eingesetzt. Jetzt entdeckt die Baustoffindustrie Aerogel als Dämmstoff für Alt- und Neubauten.
Was ist Aerogel?
Aerogele sind hochporöse Feststoffe auf Kunststoff- oder Silikatbasis. Sie können bis zu 99 Prozent aus Luft bestehen und sind in ihrer Struktur vergleichbar mit einem ultrafeinen Schwamm. Aerogel gehört zu den leichtesten Feststoffen der Welt.
Die Fäden innerhalb des Aerogels sind tausend Mal dünner als Spinnfaden. Allerdings weist das feine Material eine gigantische Oberfläche auf: Ein Gramm Aerogel entspricht in etwa der Oberfläche eines Fußballfeldes. Wegen seiner Konsistenz wird das Material auch "gefrorener Rauch" genannt.
Wie wird Aerogel hergestellt?
Aerogel ist ein Gel, das vergessen hat, dass es ein Gel ist: So erklärt der Wärmedämmstoffhersteller Heck Wall Systems die besonderen Eigenschaften des Feststoffs. In einem aufwendigen Trocknungsverfahren werden dem Gel die flüssigen Anteile entzogen. Dabei wird mit einem spezifischen Verfahren gearbeitet, damit das Gel nicht austrocknet und schrumpft. So wird das Lösungsmittel im Gel durch Luft ersetzt. Die netzartige Struktur bleibt dabei erhalten.
Was ist das Besondere an Aerogel?
In der feinen Struktur des Aerogels berühren sich die Luftmoleküle nicht. Ähnlich wie bei einer Daunendecke kann die Luft nicht strömen, eine Weitergabe von Wärme ist nicht möglich. Diese Eigenschaft sorgt für eine hochisolierende Wirkung.
Wo wird Aerogel verwendet?
Aerogele haben ihren Ursprung in der Raumfahrt. Entwickelt wurden die porösen Feststoffe mit der Absicht, sie als Speichermedium für Gase und Feststoffe, wie flüssigen Raketentreibstoff, zu nutzen. In den 1960er Jahren wurden die Raumanzüge von Astronauten mit Aerogel isoliert. Mittlerweile hat die Baustoffindustrie den leichten Feststoff als Dämmmaterial entdeckt.
Welche Dämmstoffe mit Aerogel gibt es?
Forschungseinrichtungen und Unternehmen experimentieren seit Jahren, um den effizienten Isolator für die Wärmedämmung von Gebäuden nutzbar zu machen. Mittlerweile sind verschiedene Außen- und Innendämmungen auf dem Markt, z.B. ein Einblasdämmstoff mit Aerogel-Granulat, der bei kleinen Schichtdicken hohen Wärmeschutz verspricht sowie ein Wärmedämmputz. Auch transparente Wärmedämmungen mit Aerogel sind denkbar.
Wie funktioniert der Wärmedämmputz?
In Zusammenarbeit mit der Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA) hat der schweizerische Baustoffhersteller Fixit einen Wärmedämmputz mit Aerogel hergestellt. Der "Fixit 222 Aerogel Hochleistungsdämmputz" ist dem Hersteller zufolge leicht, mineralisch, diffusionsoffen und hat eine Wärmeleitfähigkeit von 0.028 W/(m*K). Den Entwicklern gelang es, Aerogel mit Putz zu vermischen, ohne das der feine Feststoff dabei zerfällt.
Für welche Objekte ist der Dämmputz mit Aerogel geeignet?
Der Dämmputz eignet sich besonders für die Innen- und Außenrenovierung historischer Gebäude. Durch die dünne Auftragsschicht bleibt die Charakteristik des Gebäudes weitgehend unverändert. Auch bei Neubauten kann der innovative Baustoff zum Verputzen von Ziegelmauerwerk eingesetzt werden.
Ein Beispiel für eine Wärmedämmung mit Aerogel?
Der Chemiekonzern BASF und Heck Wall Systems, Hersteller von Wärmedämmverbundsystemen, haben aus dem leichten Material ein Wärmedämm-Verbundsystem entwickelt. Die hocheffiziente Dämmung eignet sich besonders für Objekte, die wenig Platz für die Wärmedämmung bieten, wie Altbauten oder Architektenhäuser.
Wie funktioniert die Dämmung mit Aerogel?
Das Dämmsystem von Heck Wall Systems besteht aus mehreren Lagen Vlies, die im Produktionsprozess mit Aerogel bestückt werden. Je nach Bedarf können mehr oder weniger Lagen Vlies verarbeitet werden. Geliefert werden die Dämmplatten in Stärken von 20 bis 100 Millimetern, in Zehn-Millimeter-Schritten. Der Hersteller gibt für die Wärmeleitfähigkeit einen Wert von 0,018 W/(m*K) an. Ein Zentimeter des Systems dämmt nach Unternehmensangaben wie 90 Zentimeter Klinker.
Für welche Objekte eignet sich der neue Dämmstoff mit Aerogel?
Die Dämmung eignet sich für Objekte, bei denen aus Platzgründen an einigen Stellen nicht mit Standardsystemen gedämmt werden kann, z.B. in Fluchtwegen oder Hinterhöfen, in Eingangsbereichen oder an Balkonen. Das Produkt ist in Verbindung mit einer Standarddämmung bauaufsichtlich zugelassen.
Auch bei der Renovierung von Altbauten und dem Bau von Architektenhäusern kann die Hightech-Dämmung eingesetzt werden. Die flexiblen und dünnen Dämmplatten eignen sich beispielsweise für geschwungene Fassaden.
Wurden bereits Objekte mit der neuen Dämmplatte realisiert?
Vor der Markteinführung wurde der Dämmstoff auf Testbaustellen und an firmeneigenen Gebäuden geprüft. Als eines der Versuchsobjekte diente ein Tagungszentrum des Herstellers. Die rund 80 Millimeter starke Dämmung wurde dort an abgerundeten Fassadenflächen über Jahre getestet. Mittlerweile hat das Unternehmen nach eigenen Angaben mehrere hundert Objekte mit der Dämmung realisiert. Darunter waren sowohl Neubauten als auch historische Gebäude.
Bei einem Architektenhaus in Worms entschieden sich die Bauherren, die neuartige Dämmung über den Fenster- und Türbereichen sowie zwischen Jalousie- und Betonstürzen einzusetzen. Im Allgäu wurden bei einem denkmalgeschützten Wohn- und Geschäftshaus fast 400 Quadratmeter Fassadenfläche mit dem Dämmsystem ausgestattet. Hier betrug die Stärke der Dämmung 40 Millimeter.
Wie wird die Dämmplatte mit Aerogel verarbeitet?
Die Verarbeitung unterscheidet sich laut Unternehmen nicht von herkömmlichen Systemen. Der Untergrundvorbereitung folgt der Klebevorgang mit dem modifizierten Klebe- und Armierungsmörtel "Heck Aero K+A". Zusätzlich verdübelt erhält auch die neue, formbare Dämmplatte eine Armierungsschicht, einen Oberputz und optional eine Schlussbeschichtung zur optimalen Dämmung und als Schutz gegen Feuchtigkeit, z.B. mit Silikonharzfarbe.
Werden für die Verarbeitung spezielle Produkte benötigt?
Zum Komplettsystem "Heck Aero" sind alle erforderlichen Systemkomponenten wie Klebe- und Armierungsmörtel, Oberputz und optional die Schlussbeschichtung erhältlich. Dem Hersteller zufolge sollten nur Produkte verwendet werden, die auf das High-Tech-Dämmsystem abgestimmt sind. Für Verarbeiter werden Schulungen und Informationsveranstaltungen angeboten.
Ist die Wärmedämmung brennbar?
Ein Thema, das in den letzten Monaten viel diskutiert wurde, ist die Brennbarkeit von Dämmmaterialien, z. B. bei Polystyrol. Das Dämmsystem mit Aerogel erreicht die Brandstoffklasse A und damit eine Einstufung als "nicht brennbar".
Was kostet die Wärmedämmung mit Aerogel?
Bisher ist die Dämmung mit Aerogel fertig verarbeitet rund dreimal so teuer wie herkömmliche Systeme. Am Markt wird sie als Nischenprodukt angeboten, das eingesetzt werden kann, wo andere Systeme aus Platzgründen wegfallen. Es scheint Bedarf zu geben: Derzeithat der Hersteller nach eigenen Angaben mehr Aufträge als Material.