Neue Messmethode zur Bestimmung des U-Wertes  bei wärmereflektierenden  Dämmstoffen

Neue Messmethode zur Bestimmung des U-Wertes  bei wärmereflektierenden  Dämmstoffen

---

Ideengeber*in:

---

Potenzielle Projektpartner*innen

---

1-    Aerotherm, Deutschland OHG (Antragsteller.
2-    THERMO INDUSTRY,a.s. Na Spravedlnosti 1533 Zelené Předměstí, 530 02 Pardubice Česká republika
3-    Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBPFraunhoferstraße 1083626 Valley, Anian Trettenhann, Christian Schumacher, Niels Andresen
4-    Forschungsinstitut für Wärmeschutz e.V. München, Lochhamer Schlag 4 82166 Gräfelfing www.fiw-muenchen.de

Weitere Einrichtungen können angefragt werden.

Abstract

---

 Bekanntlich ist es in unseren Breiten wichtig, die Wärmeverluste von Gebäuden zu minimieren, um den Heizwärmebedarf und die sich daraus ergebenden ökonomischen und ökologischen Probleme zu reduzieren. Der größte Teil dieser Wärmeverluste entsteht normalerweise in Form sogenannter Transmissionswärmeverluste, also als Folge von Wärmeleitung durch Bauteile wie Wände und Fenster.

Um beispielsweise die Qualität verschiedener Wandkonstruktionen in Bezug auf die Wärmedämmung miteinander vergleichen zu können, hat man den Wärmedurchgangskoeffizienten eingeführt, der auch als U-Wert bezeichnet wird. Mit ihm lässt sich leicht berechnen, welche Wärmeleistung durch ein Bauteil pro Quadratmeter Fläche fließt, wenn eine bestimmte Temperaturdifferenz zwischen den beiden Seiten besteht.

Diese U-Wert Methode misst, vereinfacht ausgedrückt, den Durchgang der Wärme durch diese Dämmung. Anders gesagt, mit Hilfe dieser Norm misst man den Wärmeverlust eines Hauses oder Wohnung, durch die Mauer Fenster oder eben einer Wärmedämmung. Bei der Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten werden nur Temperaturdifferenzen aufgrund von Wärmeleitung gemessen, nicht aber Wärmeverluste oder -gewinne durch Wärmestrahlung. Deren Einfluss (beispielsweise bei Infrarotstrahlung reflektierenden Aluminiumschichten von Wärmedämmmaterialien) auf die Wärmedämmung wird daher nur unzureichend berücksichtigt. Die Vergleichbarkeit der Ergebnisse sowie die Relevanz des U-Wertes für die Beurteilung der Wärmeverluste eines Gebäudes wird trotz eindeutiger Messungen von einigen bestritten, sogar dann, wenn sie selbst an den Messungen teilgenommen haben

Der Nutzer dieser Wärmedämmung ist jedoch nicht an dem Wärmeverlust durch eine Dämmung interessiert, sondern das Vermögen einer Wärmedämmung, einen Raum möglichst lange warm zu halten. Konkret fragt der Nutzer des Raumes, wie weit sich die Heitzkosten durch das Aufbringen einer solchen Dämmung reduzieren lassen,. Kunden mögen eine klare Aussage, zb: das sich die Heizkosten um xx% reduzieren durch den Einsatz von Y  lassen können.

Neuere Dämmstoffe steten auf das Prinzip der Wärmereflektion, das wird jedoch nicht bei der herkömmlichen Ermittlung des U-Wertes berücksichtigt.

Ziel soll es nun sein eine Messvorichtung  zu konstruktieren, die den Wärmebehalt, , also das Vermögen die Wärme über einen langen Zeitraum in einem Raum zu behalten, erfasst . Aus dem Energiegegalt des bestimmten Raumes lässt sich dann ein neuer U-Wert bestimmen, der auch die Wärmereflexion mit einschließt.

Innovationsgrad

---

Welche Situation liegt aktuell wie vor?

Bekanntlich ist es in unseren Breiten wichtig, die Wärmeverluste von Gebäuden zu minimieren, um den Heizwärmebedarf und die sich daraus ergebenden ökonomischen und ökologischen Probleme zu reduzieren. Der größte Teil dieser Wärmeverluste entsteht normalerweise in Form sogenannter Transmissionswärmeverluste, also als Folge von Wärmeleitung durch Bauteile wie Wände und Fenster.

Um beispielsweise die Qualität verschiedener Wandkonstruktionen in Bezug auf die Wärmedämmung miteinander vergleichen zu können, hat man den Wärmedurchgangskoeffizienten eingeführt, der auch als U-Wert bezeichnet wird. Mit ihm lässt sich leicht berechnen, welche Wärmeleistung durch ein Bauteil pro Quadratmeter Fläche fließt, wenn eine bestimmte Temperaturdifferenz zwischen den beiden Seiten besteht.

Diese U-Wert Methode misst, vereinfacht ausgedrückt, den Durchgang der Wärme durch diese Dämmung. Anders gesagt, mit Hilfe dieser Norm misst man den Wärmeverlust eines Hauses oder Wohnung, durch die Mauer Fenster oder eben einer Wärmedämmung.

Es gibt jedoch dünne Wärmedämmungen, die die Wärme in den Raum reflektieren. Diese dünnen Wärmedämmungen sind klar im Nachteil gegenüber den herkömmlichen Wärmedämmungen weil die bisherige Messung der Wärmedurchlässigkeit nicht die Wärmerefexion berücksichtigt. Daher schneiden diese Wärmedämmungen , die oft mit Aerogel als Wärmedämmsubstanz versetzt sind in der Regel schlecher ab als diese in der Praxis tatsächlich dämmen.  Bei der Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten werden nur Temperaturdifferenzen aufgrund von Wärmeleitung gemessen, nicht aber Wärmeverluste oder -gewinne durch Wärmestrahlung. Deren Einfluss (beispielsweise bei Infrarotstrahlung reflektierenden Aluminiumschichten von Wärmedämmmaterialien) auf die Wärmedämmung wird daher nur unzureichend berücksichtigt. Die Vergleichbarkeit der Ergebnisse sowie die Relevanz des U-Wertes für die Beurteilung der Wärmeverluste eines Gebäudes wird trotz eindeutiger Messungen von einigen bestritten, sogar dann, wenn sie selbst an den Messungen teilgenommen haben (Guido F. Moschig: Bausanierung. Vieweg+Teubner Verlag, 2008, ISBN 978-3-8351-0183-8, S. 101f. (books.google.at) und EMPA: Einfluss der Wärmespeicherfähigkeit der Außenwand auf den Sonnenenergiegewinn. EMPA-Untersuchungsbericht Nr. 136'788. Dezember 1994.

Der Nutzer dieser Wärmedämmung ist jedoch nicht an dem Wärmeverlust durch eine Dämmung interessiert, sondern das Vermögen einer Wärmedämmung, einen Raum möglichst lange warm zu halten. Konkret fragt der Nutzer des Raumes, wie weit sich die Heitzkosten durch das Aufbringen einer solchen Dämmung. Kunden mögen eine klare Aussage, zb: das sich die Heizkosten um x% reduzieren lassen können. Es interessiert den Nutzes weniger was durch die Wärmedämmung durchgeht, als das, Verögen, die Wärme in einem Raum möglist lange zu halten.

Welche Bedarfe und Lösungen (aktueller Stand der Wissenschaft und Technik) liegen bei welchen Marktteilnehmern*innen vor?

Bisher findet die Wärmereflexion in der Dämmung wenig Beachtung. Es genügte den Wärmedurchlasswert zu ermitteln und damit die Energiereduzierung duch die Dämmung zumindest mathematisch zu ermitteln.

Dieser Wert lässt sich einfach ermitteln und auch die Kombination von Verschiedenen Materialien in einem Gebäude ist einfach zu ermitteln. Jedoch findet die Wärmereflexion keine wirkliche Beachtung in diesen Normen.

Vorarbeiten zur Projektskitzze:

Die Firma Thermo Industries aus Tschechien  hat mit dem Produkt Aerothern eine Beschichtung vornehmlich für Innenwände konzipiert, das bei einer Dichte von 1mm eine Wärmeeinsparung von ca.  20- 25% besitzt.  Sie stellt aber auch auf dieser Basis Materialien für Außendämmung und Dämmung für Fußböden her. Diese Dämmung besteht aus hohlen Glaskugen, Aerogel und einem Bindemittel, das je nach Anforderung ( Innenwand, Außenwand, Fussboden) variert. Es gibt mehrere Patente , die gehalten werden. Eine Beschreibung der Wirkungsweise ist auf www.aerotherm-deutschland.de  dargestellt.

Dieses Materialien  hben auch bereits seit einigen Jahren die CE Zulassung erhalten.

Um die Wirksamkeit dieser Art der Wärmedämmung zu beweisen wurde folgende Versuchsanordnung geschaffen:

Das Ziel dieser experimentellen Forschung ist die Bestimmung des Einflusses der Materialeigenschaften der Beschichtung Aero-Therm (die auf die Innenoberfläche in der Gebäudestruktur aufgetragen wird) auf den Heizenergieverbrauch, bei der Aufrechterhaltung des thermischen Komforts in beheizten Räumen. Das Werkzeug der Forschungsarbeiten besteht in der Referenzmessung der Innenraumparameter und des Heizenergieverbrauchs im Langzeitverlauf sowie der Integration der gemessenen Daten. Die Messungen werden an zwei, vom Auftraggeber eigens zu diesem Zweck errichteten, Vergleichsgebäuden durchgeführt

Die Messung wird in zwei Vergleichsgebäuden durchgeführt Es handelt sich um zwei identische, einstöckige Gebäude mit einer Innenfläche von 3 x 4 m mit Pultdach, einem Fenster mit Dreifach-Isolierverglasung und einer Eingangstür. Die Raumhöhe jedes Gebäudes beträgt 2,6 m.

Beide Gebäude haben eine identische Ausrichtung. Die Fenster sind nach Süden ausgerichtet, die Gebäude werden von keinem anderen Objekt beschattet und ihr tatsächlicher Abstand beträgt 5,2 m. Die Innenflächen des Versuchsgebäudes sind mit der AERO-THERM[1]Beschichtung mit einer Dicke von 1 mm versehen. Die Innenflächen des Referenz-Gebäudes sind mit einem Standard-Putz versehen. In beiden Fällen wurde direkt auf das Mauerwerk aufgetragen. Beide Gebäude entsprechen in ihrem Aufbau aktuellen energetischen Standards. In beiden Gebäuden wird ein mobiles elektrisches Heizelement/Ölradiator als Wärmequelle (Konvektionsheizung) verwendet. Es wird unter dem feststehenden Fenster platziert. Eine weitere Wärmequelle (Strahlungsheizung) ist die elektrische Fußbodenheizung/Heizfolie, im Hauptbereich des Fußbodens. Jedes Gebäude ist mit einem Kanlux-Ventilator mit einer Kapazität von 100 Kubikmetern pro Stunde ausgestattet, über den Luft durch einen Durchbruch in der Außenwand zwecks Klimatisierung zugeführt wird. Die Endtemperatur, d.h. die Temperatur, die den Einfluss der Lufttemperatur und der Strahlung der umgebenden Objekte berücksichtigt, wird mit Kugelthermometern gemessen. Die Kugelthermometer werden an Datenlogger des Typs L0141 mit universellen Temperatursensoren des Typs Ni1000 angeschlossen und an Datenlogger S0141 mit universellen Sensoren des Typs Pt1000, die in einem identischen Gehäuse installiert sind. Für die Messung der Innentemperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit werden Comet S3120- Datenlogger eingesetzt. Die Oberflächentemperaturen der Vergleichsgebäude werden mit den Datenloggern Comet L0141 mit Ni1000-Widerstandssensoren in einem Kupfergehäuse und S0141 mit Pt1000-Widerstandssensoren in einem Kupfergehäuse gemessen. Die Genauigkeit dieser Temperatur-Fühler beträgt je nach Leitungslänge etwa ±0,3°C. Seite 3/5 Die einzelnen Datenlogger zeichnen die Daten in Intervallen von 10 Minuten auf. Der Heiz[1]Stromverbrauch wird mit einem einphasigen, digitalen Stromzähler, Typ EM12 DIN gemessen. In jedem Vergleichsgebäude werden mehrere identische Messungen unter definierten Betriebsbedingungen durchgeführt. Die Messergebnisse und die Unterschiede der Messwerte in den beiden Gebäuden dienen als Grundlage für die Bestimmung des Einflusses der reflektierenden AERO-THERM-Beschichtung auf die Parameter, die Stabilität der inneren Umgebung und den Energiebedarf der Gebäude.

Ergebnisse:  Die Messungen der Parameter der Innen- und Außenumgebung und des Stromverbrauchs des Gebäudes, haben den positiven Einfluss der thermoaktiven Beschichtung AERO-THERM, die auf der Innenseite der Außenwände und der Decke angebracht wurde, auf den Energieverbrauch des Gebäudes, bewiesen. Die Verwendung der thermoaktiven Beschichtung auf den Innenoberflächen von Gebäuden, ist in der Lage, die Wärmeabgabe durch Wärmeübertragung auf die Gebäudehülle zu reduzieren.

Hinweis: Der vollständige Bericht zur diese Messreihe kann auf Deutsch (Kurzfassung) und auf auf Anforderung Englisch eingesehen und zugesendet werden, ebenso die CE Zertifizierung).

Dieser Bericht bildet die Grundlage für die vorliegende Ideenskizze für eine standardisierte Messmethode, die auch die Wärmereflexion miteinschließt. Dieses gilt nicht nur für Wärmedämmungen mit Aerogel, sondern z.B. auch für Holzbauten und praktisch alle anderen Materialien, die für die Wärmedämmung eingesetzt werden.  Dabei wird ein definitierter Raum ( z.b1 Qbm3 Rauminhalt durch sechs Platten mit der Wärmedämmung umschlossen und durch Aufheizungen und Abkühlunmgen den Wärmegehalt des Raumes bestimmt. Damit lassen sich Aufheizphasen und auch Abkühlungsaphasen sehr genau bestimmen. Aus der Differenz lassen sich der Wärmeverlust über einen Zeitraum gut bestimmen

Aus dem Wärmeverlust über die Zeit und die eingesetzte Wärmemengew dieses Würfels kann dann der U-Wert errechnet werden.

Viele Energieberater benutzen bei der der Berechnung des Energiebedarfes Computerprogramme um den U-Wert eine Gebäudes auszurechnen. Ob dieses Methode die realen Bedingungen am Standort wiederspiegeln wird viel diskutiert. , Es bedarf also eine mehr realistischere Messung der Wärmedämmung als die bisherige Messung der DIN EN 12664 einzuführen, die auch die Wärmerefexion berücksichtigt.

Weshalb sind diese vorhandenen Lösungen nicht hinreichend genug?

Die herkömmlichen Regelwerke zur Berechnung der Heizlast setzen den stationären Zustand der Gebäudehülle voraus, also einen konstanten Wärmefluss. Ein Gebäude nutzt aber im Gegensatz zu Testbauteilen im Labor die Sonne. Die solaren Energiegewinne von Außenwänden und Dach bleiben bei der Berechnung des U-Werts jedoch völlig unberücksichtigt. Weitergehende Rechenmodelle beziehen zum Beispiel ein, in welche Himmelsrichtung eine Wand zeigt und geben den sogenannten effektiven U-Wert an. An der Südseite etwa kann sich die Außenseite einer massiven Holzwand durch Absorption der Solarstrahlung so weit erwärmen, dass sie nach außen keine Wärme mehr verliert und wie ein natürlicher Puffer fungiert. Man sollte den U-Wert also auch aus dieser Sichtweise  durchaus kritisch betrachten.

Zudem werden bei der Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten werden nur Temperaturdifferenzen aufgrund von Wärmeleitung gemessen, nicht aber Wärmeverluste oder -gewinne durch Wärmestrahlung erfasst . Deren Einfluss (beispielsweise bei Infarotstrahlung eflektierenden Aluminiumschichten von Wärmedämmmaterialien oder neuartigen Materialen mit mikroskopisch kleinen Glaskugeln und Aerogel als Wärmedämmung wird daher nur unzureichend berücksichtigt. Die Vergleichbarkeit der Ergebnisse sowie die Relevanz des U-Wertes für die Beurteilung der Wärmeverluste eines Gebäudes wird trotz eindeutiger Messungen von einigen bestritten, sogar dann, wenn sie selbst an den Messungen teilgenommen haben.

Bisher wird bei der Wärmedämmung die in Laboren ermittelten Ermittelten U-Werte durch spezielle Programme beim Energieberater zusammengerechnet. Das ist eine standardisierte Methode, die einfach darzustellen ist. Jedoch erscheint diese Methode durchaus kritikscher Betrachtung, da auch viele Fördergelder vom U-Wert abhängen. Durch die neue Messmethode wird der U-Wert als solches nicht verändert, sondern Fahtoren wie Wärmereflexion mit in die Berechnung einbezogen. Von daher ändert es sich bei den Energieberaten nicht viel, es werden lediglich neue , realistischere  Wärmedämmwerte festgelegt.

Was ist der Fortschritt Ihrer Idee gegenüber dem Stand von Wissenschaft und Technik?

Es werden neue, innovative Wämedämmstoffe auf den Markt kommen, die dünner sind als die bisherigen Wärmedämmungen. Der große Vorteil der Anbringung solcher Wärmedämmungen ist die geringee Arbeitsleistung, da bei einer Innendämmung lediglich gespachtelt oder maschinell aufgespritzt werden muss. Das wiegt die Mehrkosten auch wieder auf.  Mit Hilfe der neuen Testung des U-Wertes weden auch die wärmereflektierenen Eigenschaften dieser Dämmungen berücksichtigt.Somit kann auch die Infrarotheitung, desssen Wäärmestrahlungsanteil ggüber herkömlichen Heizungen erhöt ist, in Kombination mit Dämmungen, die die Wärme reflektieren, eine neue effzientere Heizmethode darstellen. Bisher ist Heizen mit Strom eher als "Energiefresser" verkannt. 

Von daher bedarf es neuer Standards zu Messung der Wirkungsweise solcher reflektierenden Dämmungen zu setzen. Bisher wird die Wärmereflexion als Mittel der Dämmung nur unzureichend betrachtet. Diese Eigenschaft wird bei den bisherigen Testmethoden nicht berücksichtigt. Daher sind diese Art von Wärmedämmstoffen, die neben feuerhemmenden Eigenschaften auch diffusionsoffen sind sowie auch Schimmelabweisend. 

Welche themenverwandten Standards, technische Regeln, Normenausschüsse, Gremien, Foren und Konsortien sind Ihnen bekannt bzw. existieren bereits?

Normen
•    EN ISO 6946 Bauteile – Wärmedurchlaßwiderstand und Wärmedurchgangskoeffizient – Berechnungsverfahren
•    EN ISO 7345 Wärmeschutz – Physikalische Größen und Definitionen
•    EN ISO 9346 Wärme- und feuchtetechnisches Verhalten von Gebäuden und Baustoffen – Physikalische Größen für den Stofftransport – Begriffe
•    EN ISO 10077-2 Wärmetechnisches Verhalten von Fenstern, Türen und Abschlüssen – Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten – Teil 2: Numerisches Verfahren für Rahmen
•    EN 673 Glas im Bauwesen – Bestimmung des Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert) – Berechnungsverfahren
•    EN 12524 Baustoffe und -produkte – Wärme- und feuchteschutztechnische Eigenschaften – Tabellierte Bemessungswerte
•    DIN 4108 Wärmeschutz im Hochbau, stellt weitere Anforderungen an U-Werte von Bauteilen, jedoch nicht mit dem Ziel der Energieeinsparung, sondern der Vermeidung von Bauschäden (Mindestwärmeschutz)
Deutsches Institut für Bautechnik (DIBt)
Fachbereich »Energieeinsparung und Wärmeschutz« Sachverständigenausschuss »Wärmeleitfähigkeit und Wärmedämmstoffe«
Fachbereich »Gesamtenergieeffizienz«
Internationale Organisation für Normung (ISO)
TC 163 »Thermal performance and energy use in the built environment«
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)
Forschungsnetzwerk »Energiewendebauen«
Bundesministerium für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen (BMWSB)
•    Technische Begleitforschung Effizienzhaus Plus

Die Aufstellung ist sicherlich nicht vollständig.

Beschreibung der Vorarbeiten: Welche Vorarbeiten sind vor einer möglichen Standardisierung Ihrer Idee noch zu leisten und mit welchem zeitlichen Faktor rechnen Sie hierbei?

Es soll eine neue Messmethode und Gerät zur Bestimmung des U-wertes geschaffen werden, das auch die Wärmereflexion von Wärmedämmungen mit einschließt. Somit soll ein realistischer Wert für die Wärmeeinsparung, die Aufheizgeschwindigkeit in Zeit und Temperatur im Raum sowie die Abkühlgeschwindigkeit in Temperatur und Zeitverlauf protokolliert werden. Zusätzlich soll der entstandene Stromverbrauch in einer zu erschaffenen Messvorrichtung mit einem Inhalt von 1 kbm³   erfasst werden. Diese Messvorrichtung soll aus 6 Platten bestehen, die jeweils einen qm2 groß sind und von innen mit der Wärmedämmung versehen werden. Diese sechs Platten werden dann zu einem Würfel zusammengestellt, so dass die Wärmedämmung einen würfelförmigen Raum von 1qbm umschließt. Dieser Würfel enthält dann noch Temperaturfühler und eine Heizung. Dann soll dieser Würfel in einem Raum von beispielsweise 10 ⁰C konstanter Raum getestet werden. Die Temperatur im Innern des Würfels soll dann zum Beispiel auf 26 ⁰C Celsiuserhöht. Aus dem Temperaturverlauf dies Anstieges auf 25 ⁰C und dem Temperaturverlauf der und dem Energieverbrauch der Heizung über die Zeit kann dann der werden. Dabei soll dann ein Vergleichswert (Würfel ohne Wärmedämmung) als Referenzmaßstab hinzugezogen werden.
Somit kann sehr genau der Wärmedurchgang durch die Dämmung unter Einbeziehung der Wärmereflexion gemessen werden. Eine Umrechnung auf den U-Wertsollte dann dann relativ einfach, sein, da genau festgestellt werden kann wieviel Wärme durch die Messvorrichtung verloren geht.

Somit können auch bei anderen andere Wärmedämmmaterialien wie zb. Polysytol oder EPS, Mineralwolle oder Kalziumsillikatplatten , oder auch ökologische Dämmungen wie Holzfaser, Kork oder Hanf.der U-Wert mit der Wärmereflexion ermittelt werden.  werden.

Der Zeitbedarf errechnet sich in mehreren Arbeitschritten :

1: Zunächst sollen sich die Beteiligten finden und einen konkreten Plan erstellen , wer den Prototypen baut und die theoretischen Berechnungen  zur Umsetzung der Messvorrichtung und der Berechnungsgrundlagen zur Ermittlung des U-Wertes mit dem neuen Testverfahren erstellt werden. 3 Monate

2: Erstellung eines Prototypes.  4 Monate

3: Durchführung der Messungen und Auswertng der Ergebnisse.  4 Monate

4: Zusammenfassung der Ergebnisse und Abschlussbericht 1 Monat

Gesamtzeitraum:  : Ca 12 Monate (geplant)

Welchen Zusammenhang gibt es zwischen Ihrer Idee und dem DIN-Connect Themenschwerpunkt?

Der Themenschwerpunkt von DIN-Connect steht ganz im Zeichen der Nachhaltigkeit. Dabei ist das Thema Wärmedämmung sehr wichtig , denn eine effiziente Heizung benötigt auch eine effiziente Wärmedämmung, das wäre mit einer auf das Gebäude angepassten Wärmedämmung gut erreichbar. Zudem können  mit dieser Art der Wärmedämmung auch Gebäude gedämmt werden, die mit den herkömlichen Dämmethoden nicht oder nur sehr schwer zu dämmen sind.

 Solle der Umstieg auf erneuerbare Energien Erfolge zeigen, genügt es nicht nur Gas- und Öl Heizungen auf Wärmepumpen oder anderen erneuerbaren Energien zu setzen, sondern auch ein besonderes Augenmerk auf die Wärmedämmung zu legen. 

Nutzen und Ziele

---

Welches Ziel verfolgen Sie mit Ihrer Idee?

Ziel soll es sein, ein effizientes, mehr an der Praxis orientiertes Messverfahren zu etablieren, das auch die Wärmereflexion mit einschließt, die mit der U-Wert Berechnung nur unzureichend ermittelt werden kann. Es gibt dann das effektive Menge an Wärme an, die über einem bestimmten Zeitraum im Raum bleibt. Und nicht wie bisher der U-wert gemessen wird, der Damit wird eine sichere Methode. Auch können mit dieser Methode auch z.B. Kühlräume z.B. bei LKWs gemessen werden. Auch hier besteht eine Möglichkeit für die Forschung neue , dünne Wärmedämmungen zu entwickeln, die auch wird gerade bei Induktionsheizungen, die vornehmlich Wärmestrahlung produzieren eine bessere Bedeutung erlangen, wenn dafür auch eine passende Wärmedämmung eingesetzt werden kann die die Wärmestrahlung im Raum belässt.  Damit kann es möglich sein, auch elektrisches Heizen energieeffizient zu betreiben.

Es soll eine neue Messmethode gefunden werden, der den realistischen Wärmeverlust, die Behaglichkeit eines Raums auch unter den Gesichtspunkt der Wärmereflektion misst. Somit kann für den Nutzer einer solchen Dämmung die Heizkostenersparnis im Laufe der Zeit und der wirklich realistischer dargestellt werden. Die Amortisationszeit (Break-Even) beträgt ca. 5-6 Jahre und die Lebensdauer wird mit mindestens 25 Jahren angegeben. Zur Zeit wird an der der CO2-Billanzierung dieses Materials  gearbeitet.

Welchen Nutzen generiert Ihre Innovation für welche Zielgruppen?

Die Zielgruppen sind sehr vielfältig. Dünne Wärmedämmungen mit einem Ersparnispotential von 20-25% sind hochinteressant bei der Renovierung von Altbauten, Fußbodendämmungen, Außenbeschichtungen. Zudem können diese Dämmungen als Isolierung für den Kellerboden eingesetzt werden. Das Material kann auch aufgespritzt werden. Aber nicht nur im Wohnungsbau können diese Materialien Anwendung finden. Solche Wärmedämmungen aus Aerogel können zum Beispiel in der Flugzeugindustrie eingesetzt werden, in der Kühlindustrie und auch im Arbeitschutz vor Geräten mit hoher Hitze eingesetzt werden Profitieren können auch  Hersteller  von Wärmedämmungen von Kühltransportern.

Auch über den Einsatz in Kühlhäusern und Kühlschränken kann nachgedacht werden.

Wer profitiert von Ihrer Idee und dem daraus entwickeltem Standard?

Unternehmen, die neuartige, sehr dünne und leichte Wärmedämmungen die auf dem Prinzip der Wärmereflexion herstellen und vertreiben, benötigen eine klare Aussage der Wärmedämmung mit Reflexion. Dies wird in den bisherigen Bauherren helfen , die ihre Bauten teilweise nur teilweise renovieren können. Bauherren und Sanierer stehen vor der Herausforderung Innenwände mit relativ dicken Kalziumsillikatplatten zu dämmen. Der größte Nachteil ist nicht der hohe Preis, sondern die relative Dicke des Dämmmaterials, die die zu vermietende Wohnraumfläche verkleinert und nicht vermietet werden kann. Hersteller von Kühlanlagen, Kühlschränke, und Hersteller von Kühltransporter, die eine besonders dünne und leichte Wärmedämmung benötigen. Hersteller von Gipskartonplatten können diese Wärmedämmung auf ihre Platten aufbringen und somit schnell ohne aufwendige Zwischenschritte Wände mit einer Effektiven Dämmung erstellen. 

Zudem hat die Wärmereflexion noch einen weiteren, starken und wichtigen Effekt. Es verhindert aktiv Schimmelneubildung. Dadurch, dass die Oberfläche der durch die Wärmereflexion gegenüber der Außenluft leicht erhöht ist, diffundiert die Feuchtigkeit von der Oberfläche zu der kälteren Umgebungsluft. Somit wird auf der warmen und trockenen Oberfläche die Schimmelbildung verhindert 
Nutzer sind aber vor  Produzenten solcher Wärmedämmungen und ihre Anwender, für die herkömmliche Lösungen einer Wärmedämmung nicht geeignet erscheinen. Zudem ist die Akzeptanz einer Wärmedämmung mit Polystyrol aufgrund der Brennfähigkeit ann Fassaden  sehr stark zurückgegangen

Wie werden die Ergebnisse nach Projektabschluss verwertet

Die im Projekt erarbeiteten Berechnungen und das Testgerät sollen als zusätzliche Norm oder Testmethode besonders für wärmereflektierende Stoffe mit in die  DIN Normung aufgenommen werden.

Skizzieren Sie bitte die europäische/internationale Bedeutung

Die Bedeutung ist immens. Viele Gebäude insbesondere der Altbestand können nicht optimal von außen gedämmt werden, weil dort der Denkmalschutz dem entgegensteht. Gerade durch die Verabschiedung des neuen GEG sind die Bedingungen von Wärmeschutz ist der Bedarf an einer unproblematischem Wärmedämmung sehr hoch. Die Sensibilisierung der Bevölkerung für erneuerbare Energien ist gerade auch mit Abschluss des neuen Energie und Heizungsgesetzes stark gestiegen. Hier bieten sich diese Wärmedämmungen als sehr gute Altrernative an. Das Betrifft nicht nur Gebäude in den nördlichen Ländern  auch umgekeht  finden soche Dämmungen als Hitzeschutz in den südlicheren Ländern Europas durchaus Anwendung. .

Setzt man die Sensibilisierung des Marktes für energieeffizientes Heizen mit erneuerbaren Energien als hoch ein, wird der Markt für Photovoltaik und Wärmepumpen weiter steigen. Jedoch muss im gleichen Atemzug die Wärmedämmung weiter in den Fokus treten, damit die Heizungen besser dimensioniert und effizienter eingesetzt werden können um noch mehr von der regenerativen Energie effizient zu nutzen.

Skizzieren Sie bitte die Markt- und gesellschaftliche Relevanz

Wie die Marktforscher von „Branchenradar“ berichten, erzielten die Hersteller Umsatzerlöse in Höhe von rund 2,67 Milliarden Euro. Organische Dämmstoffe sind besonders nachgefragt. Auch Für 2022 rechnen die Marktforscher mit einer Steigerung von 3%, für 2023 noch mit 2,55 % (https://www.baumarktmanager.de/daemmstoff-markt-in-deutschland-waechst-kraeftig-16122021)

Gerade im Bereich Altbausanierung lassen sich diese diffusionsoffenen Dämmungen hervorragend einsetzen, weil es oft nicht möglich ist Wärmedämmungen einzusetzen. Hier können quasi "unsichtbare" Wärmedämmungen eine gute Abhilfe schaffen. Damit wird die Nachfrage nach solchen, einfach zu verarbeitenden, leicht zu verabeitenden Dämmungen weiter steigen.U

Kompetenzen und Ressourcen

---

1: Die Aerotherm Deutschland OHG vertreibt Aerogel in Deutschland. Sie betreibt keine eigene Forschung. Kann aber das Projekt koordinieren
2: Der Hersteller von Aeroterm ist die THERMO INDUSTRY,a.s.. Sie hält Patente auf das Aerotherm  und betreibt eine eigene Forschungs- und Entwicklungswerkstadt. Sie wäre in der Lage,  das Messgerät zu Bauen. 
3: Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP führt Berechnungen und Materialprüfungen nach den Din Normen Sie kann  hier die Berechnungen für die Umsetzung der mit dem Messgerät gefundenen
 4: Forschungsinstitut für Wärmeschutz e.V. München, Lochhamer Schlag 4 
82166 Gräfelfing www.fiw-muenchen.de. Dieses Institut kann dann die Durchführung von Messungen mit den Versuchskubus und die Berechnungen des Uwertes aus den erhatenden Werten berechnen. 

Standardisierungsscope/Anwendungsbereich

---

Der Versuchsaufbau soll Eingang in den Standard finden zur Durchführung von Messungen des U-Wertes nach DIN.  Damit soll die Berechnung des U-Wertes auch für wärmereflektierende Dämmungen möglich sein. Energieberater, Hersteller von Wärmedämmungen können dann diese Werte mit in ihre Software  einsetzen. Damit wird der reflektierenden Wärmedämmung ein neues wirtschaftlich interessantes  Feld eröffnet.