Neue Komponenten und Verfahren sollen Vakuum-Isolations-Paneele verbilligen

(12.12.2011) Dünne und trotzdem leistungsfähige Dämmplatten mit Vakuum-Isolations-Paneelen (VIP) sind teuer. Als High-End-Produkte werden sie vornehmlich in energiesparende Kühlschränke eingebaut. Neue Komponenten und Produktionsverfahren sollen jetzt jedoch die Kosten senken - damit auch Planer und Bauherren mehr von der Technologie profitieren können.

Vakuumisolationspaneele, kurz VIPs, dämmen zehnmal besser als konventionelle Dämmungen gleicher Dicke. (© va-Q-tec AG)

Steigende Heizölkosten haben in Deutschland einen Renovierungsboom ausgelöst. Um die Energiekosten zu senken, investieren immer mehr Hausbesitzer in wärmedämmende Fassaden. Die marktüblichen Dämmschichten haben jedoch einen Nachteil: Sie tragen auf. Die etwa 20 Zentimeter dicke Außenhaut verändert die Optik des Gebäudes und kann erhebliche Folgekosten verursachen: neue, tiefere Fensterbretter müssen montiert, mitunter sogar Dächer verlängert werden.

1 cm VIP dämmt wie 8 cm konventionelle Dämmung

Fraunhofer-Forscher entwickeln jetzt neue Folien für Vakuum-Isolations-Paneele (VIPs), mit denen sich Häuser ohne umfassende zusätzliche Baumaßnahmen dämmen lassen. Die Platten sind etwa zwei Zentimeter dick und dennoch genauso leistungsfähig wie eine klassische 15 Zentimeter starke Dämmschicht aus Polyurethanschaum. Das Innenleben der VIPs besteht meist aus pyrogener Kieselsäure. Eine Hightech-Folie hält das Material zusammen und sorgt dafür, dass keine Luft eindringt.

Fit für die Massenproduktion

Dr. Klaus Noller vom Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV in Freising und Prof. Gerhard Sextl vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC in Würzburg waren an der VIP-Entwicklung von Anfang an beteiligt. Jetzt wollen sie die Platten fit machen für eine kostengünstige Massenproduktion. „Der Dreh- und Angelpunkt sind dabei die Folien: Sie entscheiden über Qualität, Lebensdauer und Preis”, weiß Noller. „Das derzeit gängige Herstellungsverfahren ist aufwändig und teuer: Drei von fünf Lagen Kunststoff müssen mit Aluminium bedampft und miteinander verklebt werden. Dafür sind sieben Prozessschritte notwendig, das treibt die Preise in die Höhe.” Die teuren VIPs kommen derzeit vornehmlich dort zum Einsatz, wo Platzsparen etwas kosten darf: beispielsweise in hochwertigen Kühl- und Gefrierschränken oder in Fensterleibungen.

Ormocer zur Barriere

Die neue Folie soll sich nun einfacher produzieren lassen, denn sie besteht aus nur zwei Kunststofffolien mit drei Barriereschichten: Eine mit Aluminium bedampfte Kunststofffolie wird mit einer Mikrometer dünnen Lage Ormocer beschichtet - eine Erfindung des ISC, und dann nochmal mit Aluminium bedampft. Ormocere enthalten ein anorganisches Silizium-Sauerstoff-Netzwerk, das über eine organische Matrix vernetzt ist. Die Mischung soll das Material ungewöhnlich dicht und stabil machen. „Damit ist es ideal für die Isolation der Dämmplatten”, resümiert Noller. „Gase und Flüssigkeiten können die Ormocer-Schicht nur schwer passieren.”

Die neuen Isolationsfolien lassen sich in fünf Schritten fertigen. Zunächst wird eine Folie bedampft, dann die Ormocer-Schicht aufgebracht, ein zweites Mal bedampft, bevor man zum Schluss die Barrierefolie auf einer Siegelfolie fixiert. „Das Endprodukt ist besser und günstiger als die Isolationsfolien, die bisher auf dem Markt sind”, verspricht Sextl.

automatisiertes Kieselsäurekerne-Umhüllen

Auch die Herstellung der VIP-Dämmelemente haben die Forscher optimiert: Am Fraunhofer-Anwendungszentrum für Verarbeitungsmaschinen und Verpackungstechnik AVV in Dresden haben sie ein automatisiertes Verfahren zur schonenden Umhüllung der Kieselsäurekerne mit der Hochbarrierefolie entwickelt. Folie und Herstellungsverfahren seien mittlerweile patentiert. Sobald die neuen VIPs in großen Stückzahlen produziert würden, werde der Preis fallen. Dann seien die dünnen Paneele auch für die Bauindustrie interessant, davon sind Sextl und Noller überzeugt.

zwölf Jahre reicht der Baubranche nicht

Im nächsten Schritt wollen die Forscher den Produktionsprozess noch weiter vereinfachen und Langzeittests durchführen. Bisher mussten die Paneele nur zwölf Jahre durchhalten - das entspricht der mittleren Lebensdauer eines Kühlschranks. Die Baubranche stellt höhere Anforderungen: Fünfzig Jahre sollte eine Fassade halten. Noller und seine Kollegen testen jetzt die Stabilität von Folien und Dämmelementen in Klimakammern, die den jahreszeitlichen Wechsel von Hitze und Frost, Feuchtigkeit und Trockenheit simulieren. Die Ergebnisse sollen in wenigen Monaten vorliegen.