Produkt- und Verfahrensentwicklung eines innovativen offenzelligen PUR-Schaumes, neuer superleichter hochdämmender kostengünstiger Vakuumisolationselemente und Entwicklung von Lösungen für ausgewählte Anwendungsfälle für Bauwesen und Kühllogistik – OPUS​

Laufzeit

Träger

Kennzeichen

Ansprechpartner

Konsortium

07/2019 – 06/2021

VDI/VDE-IT; ZIM Verbundvorhaben

16KN080520

Dr.-Ing. Mathias Klinger

  • ZAE Bayern

  • Vaku-Isotherm GmbH

  • EcoCool GmbH

Gesamtziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines innovativen offenzelligen PUR-Schaumes für die Entwicklung leichter neuer hochdämmender Vakuumisolationspaneele und hochgedämmter Anwendungsfälle. Hierfür entwickelt ISE das Gesamtkonzept sowie Anwendungsfälle aus dem Bereich Bauwesen. Das ZAE Bayern entwickelt und beprobt PUR-Schaumstrukturen sowie die damit gefertigten VIP unter Berücksichtigung der spezifischen Anforderung der vorgesehenen innovativen Anwendungsfälle. Der Projektpartner Mosy entwickelt den innovativen hochporösen offenzelligen PUR-Schaum
als Stützkernmaterial für die vom Projektpartner Vaku-Isotherm zu entwickelnde Fertigungstechnologie zur Herstellung hochdämmender leichter kostengünstiger Vakuumisolationspaneele. Das Unternehmen EcoCool entwickelt mit Hilfe der OPUS-VIP leichte hochdämmende energieeffiziente Thermoboxen für temperaturempfindliche Güter. Das zu entwickelnde OPUS-VIP zeichnet sich gegenüber dem Stand der Technik durch eine geringe Dichte von ca. 120 kg/m³, eine geringe Wärmeleitfähigkeit von ca. 4 mW/mK und eine Lebensdauer von ca. 20 Jahren aus. Die zu entwickelnden Anwendungsfälle ermöglichen leichte hochdämmende Lösungen.

Es zeigt sich demnach, dass alle auf dem Markt verfügbaren Lösungen der Wärmedämmung von Außenwänden erhebliche Nachteile aufweisen. Daraus ergibt sich das Erfordernis der Entwicklung einer neuen Lösung in der Form, als dass eine vorgehängte Fassade ohne Hinterlüftung entwickelt werden soll mit nachstehenden Vorteilen:
 
  • platzsparende Bauweise durch Verwendung hochdämmender VIP
  • geringe Wärmebrücken infolge des Einsatzes leichter OPUS-VIP-Elemente und damit kleinerer ausführbarer Verankerungen sowie der Möglichkeit der Minderung des Gesamtaufbaus und damit der zu übertragenden Windlasten
  • Beibehaltung der Vorteile der vorgehängten hinterlüfteten Fassade:
  • Trennung der Funktionen Wetterschutz und Wärmedämmung
  • ästhetischer Gebäudeabschluss
Die Projektbearbeitung beginnt mit der Entwicklung der Verfahren zur Herstellung der erforderlichen Schaumstrukturen. Anschließend erfolgt die Entwicklung einer Konfektionierungsund Fertigungstechnologie zur Herstellung der hochdämmenden leichten OPUS-VIP unter besonderer Berücksichtigung des Trockungs- und Evakuierungsprozesses. Für die
Anwendungsentwicklung im Bauwesen und in der Kühllogistik sind Sandwich- und Fügetechnologien zu entwickeln, sowie Montagetechnologien zur Anbringung der Hochleistungsdämmung an Gebäudeaußenwänden und Technologien zur Fertigung der Thermoboxen.
Die Festlegung relevanter Produkteigenschaften erfolgt je angestrebtem Anwendungsfall nach Vorgaben der eingebundenen Anwender des Konsortiums. Das neue OPUS-VIP kann in zahlreichen Anwendungen u.a. im Bauwesen und Kühllogistik, aber auch in Bereichen des Fahrzeugbaus, der Kühltankelemente (LNG), Flugzeugbau etc. eingesetzt werden. Mit dem FuE-Vorhaben werden folgende Eigenschaften angestrebt:
 
  • Wärmeleitfähigkeit λ ca. 0,004 W/(m K),
  • Dichte OPUS-VIP ca. 120 kg/m³ (Vgl. dazu am Markt  befindliches VIP ca. 220kg/m³),
  • Lebensdauer ca. 20 Jahre infolge Einsatzes innovativer Gettermaterialien sowie Entwicklung einer effizienten Trocknungstechnologie,
  • nicht toxisch und inert gegen Umwelteinflüsse,
  • Flexibilität der Ausführung (auch 3D-Elemente), endkonturnahe Fertigung.
  • Q-Wert < 0,14 W/K bei erheblich verbesserten  Nutzvolumen im Vergleich zu Boxen gemäß Stand der Technik,
  • größeres Nutzvolumen der Thermobox durch Verwendung von hochdämmenden OPUS-VIP und Sandwichbauweise,
  • Gewichtsreduktion der Thermobox im Vergleich zu Boxen mit VIP Stand der Technik (pyrogene Kieselsäure) um ca. 30 %,
  • Erhöhung der Standzeiten für einen Transport ohne aktive Kühlung.