Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Bauteile mit Dämmmaterial aus nachwachsenden Rohstoffen: Fokus (Hygro-)Thermik

Im vorliegenden Forschungsvorhaben werden die hygrothermischen Eigenschaften von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen (DNR) untersucht, um deren vermehrten Einsatz im Sinne CO2-einsparender Bauweisen zu fördern. Dazu soll eine realitätsnahe, europäisch einheitliche Vorhersage und Bewertung der thermischen und feuchtetechnischen Verhältnisse in Konstruktionen mit DNR ermöglicht werden. Forschungsziele sind somit zum einen die Entwicklung von Bemessungswerten, die das reale Verhalten der Materialien neutral und vergleichbar zu konventionellen Wettbewerbern wiedergeben und zum anderen die Definition der Einsatzbereiche und -bedingungen, um die Materialien sicher und schadenfrei einsetzen zu können.

Neben Laboruntersuchungen der Materialien werden dazu Konstruktionen in Leichtbau- und Massivbauweise mit DNR und herkömmlichen Dämmstoffen untersucht und bezüglich ihrer thermischen und feuchtetechnischen Verhältnisse (Einbaufeuchte, Wärmeströme, Extremwerte, Dauerhaftigkeit) analysiert. Ergänzend zu den Versuchen werden hygrothermische Simulationen für die zeitliche, örtliche und anwendungsspezifische Extrapolation sowie zur Differenzierung zwischen reiner Wärmeleitfähigkeit und Latentwärmeeffekten herangezogen.

Bezüglich der Dauerhaftigkeit werden vor allem die Entwicklung holzzerstörender bzw. lignin- oder zelluloseabbauender Pilze auf und in den jeweiligen DNR analysiert. Zusätzlich sollen Informationen bezüglich Veränderung der Standfestigkeit aufgrund hygrothermischer Einflüsse ermittelt werden.

Als Ergebnis werden Empfehlungen zur Ermittlung europaweit einheitlicher Bemessungswerte für die Wärmeleitfähigkeit sowie Grenzwerte für die Dauerhaftigkeit von DNR erarbeitet.

Dadurch können sich Hersteller und Verarbeiter von DNR, bei denen es sich zu großen Teilen um KMU handelt, hinsichtlich des Wärmedämmpotentiales und der Feuchtesensibilität ihrer Produkte klar positionieren sowie deren Vorteile kommunizieren und die schadenfreie Anwendung gewährleisten.

Ergebniszusammenfassung:

Dauerhaftigkeit von Naturfaserdämmstoffen

- Auf Basis von Labor- und Freilandversuchen konnten neue Grenzkurven entwickelt werden, die zur Bewertung unterschiedlich empfindlicher Naturfaserdämmstoffe bei der Planung von Bauteilen herangezogen werden können. Gegenüber den bisher üblichen einfachen und nur feuchtebezogenen Grenzwerten (z.B. 18 M.-%) ist nun eine differenzierte Beurteilung in Abhängigkeit von Temperatur, Feuchte und Sensitivität des Materials möglich.

- Darüber hinaus wurde ein instationäres Prognosemodell entwickelt, mit dem die Bildung von holzzerstörenden Pilzen sowie ein eventuell einsetzender Abbau des Materials zeitabhängig vorhergesagt werden kann.

- Im Rahmen des Projekts konnten die bisherigen Bewertungsmöglichkeiten also um zwei Stufen erweitert werden: 1. statt eines Feuchtegrenzwerts gibt es nun temperaturabhängige Grenzwertkurven 2. Bei Überschreiten dieser Grenzwerte kann instationär ermittelt werden, ob die Einwirkdauer tatsächlich zu Pilzwachstum und Materialabbau führt.

- Die neuen Bewertungsmethoden müssen nun noch weiter überprüft und in der Praxis validiert werden.

Wärmedämmeigenschaften von Naturfaserdämmstoffen

- Es wurden verschiedene Möglichkeiten überprüft, im Labor zuverlässig die feuchteabhängige Wärmeleitfähigkeit von Naturfaserdämmstoffen zu ermitteln. Auf dieser Basis konnte ein Verfahren identifiziert werden, dass das reale Verhalten für die Berücksichtigung in hygrothermischen Simulationen gut widerspiegelt. Das im Freilandversuch gemessene thermische Verhalten der Bauteile konnte auf diesem Weg gut nachberechnet werden.

- Anhand der Ergebnisse der Freilandversuche wurde gezeigt, das Naturfaserdämmstoffe in vielen Fällen eine bessere Dämmwirkung haben, als aktuelle Zuschlagswerte nahelegen. Es wurde aber auch deutlich, dass Latentwärmeeffekte in gewissen Einbausituationen eine relevante Rolle spielen und daher anwendungsspezifisch berücksichtigt werden sollten.