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Spritzbare Fassadendämmung mit Glass-Bubbles

Deutscher Zukunftspreis Team 3

Um die Klimaerwärmung zu begrenzen, muss der Ausstoß an Treibhausgasen deutlich reduziert werden. Unter anderem durch einen geringeren Energieverbrauch. Eine wichtige Rolle spielt dabei eine verbesserte Wärmedämmung von Wohn- und Gewerbegebäuden. Diese tragen in Deutschland rund ein Fünftel zu den gesamten Treibhausgasemissionen bei. Dabei stehen vor allem ältere, schlecht gedämmte Gebäude im Fokus. Doch deren Modernisierung kommt bisher zu langsam voran, um die Klimaschutzziele erreichen zu können. Die für den Zukunftspreis des Bundespräsidenten Nominierten haben ein neuartiges Dämmsystem geschaffen, mit dem sich die energetische Sanierung enorm beschleunigen lässt.

Dipl.-Ing. Friedbert Scharfe, Prof. Dr.-Ing. Thorsten Gerdes und Dr. rer. nat. Klaus Hintzer haben ein neuartiges Dämmkonzept entworfen, das auf winzigen, Hohlkugeln aus Glas beruht. Das daraus entwickelte System hat eine besonders gute wärmeisolierende Wirkung, lässt sich mit vorhandener Verfahrenstechnik herstellen und leicht verarbeiten. Es ist robust, flexibel einsetzbar und nach dem Ende der Nutzungsdauer recyclebar.

Friedbert Scharfe und Thorsten Gerdes haben das System gemeinsam mit Partnern entwickelt, schrittweise optimiert und eine für die Anwendung am Bau geeignete Verarbeitungstechnik geschaffen. Klaus Hintzer hat mit den gläsernen Hohlkugeln das Fundament dafür gelegt, dass sich der neuartige Dämmstoff in hoher Qualität industriell herstellen lässt.
Friedbert Scharfe ist Leiter Forschung und Entwicklung bei Franken Maxit in Kasendorf bei Kulmbach. Thorsten Gerdes leitet das Keylab Glastechnologie an der Universität Bayreuth. Klaus Hintzer ist Corporate Scientist bei der zu 3M gehörenden Firma Dyneon im oberbayerischen Burgkirchen.

Jahr für Jahr werden in Deutschland rund 700 Terawattstunden Energie für das Heizen von Gebäuden verbraucht. Dadurch gelangen mehr Kohlendioxid (CO2) und andere Treibhausgase in die Atmosphäre als im Verkehr oder der Landwirtschaft. Der Löwenanteil der klimaschädlichen Emissionen stammt aus der Verbrennung von fossilen Energieträgern wie Erdöl oder Erdgas. Die beste Art des Klimaschutzes ist, Energie zu sparen – zum Beispiel durch das Vermeiden von Wärmeverlusten in Gebäuden. Besonders effektiv gelingt das durch eine bestmögliche Wärmedämmung von Neubauten und einer verbesserten Dämmung der vielen älteren Häuser. Allerdings: Die dafür bislang zur Verfügung stehenden Dämmkonzepte stoßen in verschiedener Hinsicht an ihre Grenzen. Hier setzt die Entwicklung an. Herausragende Eigenschaften des Dämmsystems sind zum Beispiel eine energieeffiziente Herstellung, eine hohe Feuerfestigkeit und die Möglichkeit, die enthaltenen Materialien wiederzuverwenden.

Sanierungsstau überwinden

Bei vielen denkmalgeschützten Gebäuden dürfen herkömmliche Dämmsysteme gar nicht angewandt werden. Die Folge: Die energetische Sanierung von bestehenden Gebäuden kommt -gemessen an den Klimaschutzzielen - zu langsam voran.

Die neue spitzbare Wärmedämmung, die von den drei nominierten Forschern entwickelt wurde, wird helfen, den Sanierungsstau zu überwinden. Sie basiert auf winzigen Hohlkugeln aus dünnem Glas, die in ein neuartiges, mineralisches Material eingebettet sind. Die Mikrohohlkugeln sind zwischen 10 und 200 Mikrometern groß und von einer rund ein Mikrometer dünnen gläsernen Hülle umgeben. Sie machen rund die Hälfte des gesamten Dämmstoffs aus und sorgen dafür, dass kaum Wärme durch das Material dringen kann.

Um den mikrohohlkugelbasierten Werkstoff für ein kommerzielles Dämmsystem nutzbar zu machen, haben die nominierten Forscher eine Technologie für eine rasche und einfache Verarbeitung des Materials geschaffen. Sie entwickelten dazu ein druckluftunterstütztes Spritzverfahren weiter, mit dem sich bis zu 15 Zentimeter dicke Schichten des Dämmstoffs auf Fassaden oder Innenwände auftragen lassen – ohne dass die Mikrohohlkugeln brechen.

Innovatives Dämmkonzept

Umgekehrt kann der Dämmstoff beim Abriss oder Umbau eines Gebäudes leicht wieder entfernt, zerkleinert und nach einer Wärmebehandlung als hochwertiger Binder verwendet werden.

Um das innovative Dämmkonzept einsatzreif zu machen, mussten die Nominierten zunächst ein geeignetes Bindemittel entwickeln, bei dessen Herstellung nur geringe Mengen an Treibhausgasen entstehen – was gemeinsam mit externen Partnern gelang.

Zudem mussten den „Glass Bubbles“ besondere Eigenschaften mitgegeben werden: Sie müssen es erlauben, dass die Hohlkugeln sich unbeschadet verarbeiten lassen, von dem umgebenden, chemisch reaktiven Bindemittel nicht angegriffen werden – und dennoch hervorragende thermische Isolatoren sind. Schließlich fanden die Forscher mit ihren Teams einen Weg, um das Dämmsystem während des Aufsprühens zusätzlich porös zu machen – und so seine wärmeisolierende Wirkung noch zu verstärken.

Das innovative Dämmsystem ist marken- und patentrechtlich geschützt und wurde mehrfach ausgezeichnet. Zum Beispiel durch Callwey/Deutsches Architekturmuseum in Frankfurt am Main als „Produkt des Jahres 2019“. Es wird von Maxit hergestellt und ist unter dem Markennamen „Ecosphere“ seit Anfang 2019 erhältlich. Rund 30.000 Quadratmeter wurden seitdem bereits gedämmt. Eingesetzt wurde es bislang unter anderem bei der energetischen Sanierung einer genossenschaftlichen Siedlung in Regensburg. In einigen Bundesländern erfolgt die Markteinführung durch Franken Maxit, in anderen Regionen durch den Baustoffhersteller und Joint-Venture-Partner Saint-Gobain Weber. Die Maxit Gruppe plant, nach und nach den gesamten europäischen Markt zu erschließen.

In Deutschland ist das Ziel, mittelfristig einen Marktanteil von 10 Prozent bei der Außendämmung und 25 Prozent bei der Dämmung von Innenwänden zu erreichen – bei der energetischen Sanierung älterer Gebäude sowie auch in Neubauten. Das entspricht insgesamt einer zu dämmenden Fläche von fast vier Millionen Quadratmetern pro Jahr.

Dämmung maßgeschneidert

Dafür werden bereits jetzt höhere Produktionskapazitäten und neue Arbeitsplätze geschaffen. Befeuert wird der wirtschaftliche Erfolg durch technische Weiterentwicklungen. So soll durch neue Fertigungsmethoden der Energiebedarf in der Produktion weiter sinken.

Überdies soll es künftig möglich sein, die Dämmeigenschaften des Materials - je nach Gebäudebestandteil - an unterschiedliche Anforderungen anzupassen. Dazu haben die Forscher eine automatisierte Form der Verarbeitung entwickelt, die Roboter nutzt – und die der Baubranche gleich zwei Vorteile beschert:

- Sie bietet eine Lösung für das Problem des Fachkräftemangels und

- wertet die Arbeitsplätze durch innovative Technik deutlich auf.

PREVIEW onlinePressekontakt
Deutscher Zukunftspreis
Dr. Christiane A. Pudenz
Cuvilliésstraße 14
81679 München
T.: 089 – 30 70 34 44
info@deutscher-zukunftspreis.de



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Für den Deutschen Zukunftspreis nomiert Team 3_ (v.l.n.r.) Prof. Dr.-Ing. Thorsten Gerdes (Universität Bayreuth, Keylab Glastechnologie), Dipl.-Ing (FH) Friedbert Scharfe (Franken Maxit Mauermörtel GmbH), Dr. rer. nat. Klaus Hintzer (Dyneon GmbH)
Quelle: Zukunftspreis
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Für den Deutschen Zukunftspreis nominiert: Ein neues Dämmverfahren.
Quelle: Zukunftspreis
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Der Deutsche Zukunftspreis wird Ende des Monats vom Deutschen Bundespräsidenten vergeben.
Quelle: Zukunftspreis
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