Verfahrens- und Produktentwicklung hochdämmender dünner
kostengünstiger vakuumisolierter Bauelemente für diverse
Anwendungen – FiberVIP
Laufzeit
Träger
Kennzeichen
Ansprechpartner
Konsortium
06/2017 – 05/2019
SAB FuE-Förderprojekt
100338132
Dipl.-Ing. Franziska Mai
-
TU Bergakademie Freiberg
-
Vaku-Isotherm GmbH
-
Sika Werke Leipzig GmbH
-
ela Container GmbH
Zur Entwicklung von hochdämmenden, dünnen, kostengünstigen, vakuum-isolierten Bauelementen mit Glasfaserstützkern wird vom Institut für Strukturleichtbau und Energieeffiienz gGmbH (ISE) als Projektinitiator und -koordinator ein Projektkonsortium koordiniert. Die Innovation der beabsichtigten Entwicklung besteht in der erheblichen Verbesserung der Wärmedämmung (ca. 10-fach) im Vergleich zu üblichen Massendämmstoffen infolge der Verbesserung der Wärmeleitzahl des zu entwickelnden Werkstoffes.
Die wirtschaftlichen Vorteile entstehen bei den Anwendern der zu entwickelnden Werkstoffe und Produkte sowie bei den Herstellern der Komponenten durch Erzielung von Alleinstellungsmerkmalen, d.h. insbesondere die Erreichung hoher Dämmwerte bei geringer Dämmstärke am Markt, durch erhebliche Kosteneinsparungen bei den energetischen Verbräuchen bei den Endanwendern, sowie den sich daraus ergebenden Vorteilen infolge industrieller Vorfertigbarkeit und erheblich besserer konstruktiver Lösungen.
Ziel des Vorhabens war die Verfahrens- und Produktentwicklung innovativer, hochdämmender, kostengünstiger Glasfaser-VIP und deren Anwendungsfallentwicklung für die Bereiche Bauwesen, Behälterbau und Containerbau. Die Glasfaser-VIP-Entwicklung setzte sich aus den Werkstoffentwicklungen des Stützkernes und der innovativen Verbundfolie sowie der Verfahrensentwicklung eines Vakuum-Isolations-Paneels mit den angestrebten Zielparametern Wärmeleitfähigkeit ca. 2,5 mW/mK, Lebensdauer ca. 30 Jahre, biegbar, kostengünstig, dünn, erhöhte Temperaturbeständigkeit und einer verbesserten Verletzungsbeständigkeit zusammen. Ergebnis der Produktentwicklung ist ein evakuierbares, biegbares, kostengünstiges, dünnes, verletzungsbeständiges, produzierbares Glasfaser-VIP mit einem innovativen Glasfaserstützkern und einer innovativen permeationsdichten robusten Verbundfolie. Durch den Projektpartner TUBAF wurden im Rahmen des Teilvorhabens „Entwicklung von Glasfasern zur Herstellung von langlebigen hochdämmenden Glasfaser-VIP“ Glasfasern
mit einem Getter-Effekt sowie eine 2-stufige chemische Behandlung von konventionellen Glasfaservliesen zu Getter-Vliesen entwickelt und der Getter-Effekt zur Aufnahme von Wasserdampf im Labor nachgewiesen. Eine innovative Folie wurde durch Sika im Rahmen des Teilvorhabens „Entwicklung innovativer Hüllfolien für hochdämmende Glasfaser-VIP“ entwickelt und erprobt. Die Folie ist im Vergleich zum Stand der Technik permeationsdichter aufgrund 2-facher Aluminiumfolie im Folienaufbau und verletzungsunempfindlicher durch die Verwendung eines Glasgewebes. Die Verfahrensentwicklung für die Herstellung eines GlasfaserVIP erfolgte im Teilvorhaben „Verfahrensentwicklung zur Fertigung und Weiterverarbeitung hochdämmender Glasfaser-VIP“ durch Vaku-Isotherm. Im Rahmen des Vorhabens wurde die Fertigungstechnologie zur Herstellung eines GlasfaserVIP entwickelt und erprobt. Die angestrebte Wärmeleitfähigkeit von ca. 2,5 mW/mK konnte anhand der entwickelten Verfahrenstechnologie nachgewiesen werden. Die Ergebnisse der Anwendungsentwicklung für das Bauwesen (ISE), den Behälterbau (HSI) und den Containerbau (ELA) bestanden in der Erarbeitung funktionaler Zielstellungen und entsprechende Anforderungen der Bauelement-Anwendungen, der Entwicklung von Grundsatzlösungen für die Anwendung hochdämmender Glasfaser-VIP, sowie die Überführung dieser Lösungen in Demonstratoren zur Validierung der
Verarbeitungs- und Montageeigenschaften. Anhand der erfolgreich realisierten und erprobten Demonstratoren konnte der Dämmeffekt, aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit, die Minimierung der Wärmebrücken, durch eine 2-lagigen fugenversetzen Aufbau sowie die Montier- und Verarbeitbarkeit nachgewiesen und damit die Grundlage für ein Produkt und Verfahren mit Alleinstellungsmerkmal für die Anwendungsbereiche Bauwesen, Behälterbau und Containerbau geschaffen werden.