Eine regionale Forschungsgemeinschaft von fünf KMU fabriziert zusammen mit dem Projekt ENERGIE IMPULSE Region Basel des Gewerbeverbands Basel-Stadt neue Wandelemente. Der Clou: Sie sind ultradünn und mit Aerogel gedämmt. Aerogel ist ein Hochleistungsdämmstoff, welcher ursprünglich für die Raumfahrt entwickelt wurde. Im gleichen Pilotprojekt entwickeln die Firmen auch Vakuum-Fenster mit bester Wärmedämmung.
Die Wärmeerzeugung für Gebäude ist für einen grossen Teil des Energieverbrauchs – meist fossile Energie - verantwortlich. Mit einer guten Isolation der Fassaden und der Fenster lässt sich der Energieverbrauch massiv senken. Isolation braucht aber Platz. Um eine höhere Raumausnutzung zu ermöglichen, sind hochisolierende und dementsprechend platzsparende Fassadenteile sinnvoll. Das kann besonders bei innerstädtischen Bauten mit hohen Grundstückspreisen interessant sein. Oder bei Aufstockungen, wenn die zusätzliche Etage nicht allzu schwer ausfallen darf.
Knowhow zusammenführen
Das KMU-Team entwickelt gemeinsam neuartige Vakuumfenster und darauf abgestimmte hochisolierende Wandelemente. Für die Entwicklung der Wandelemente aus Holz ist die Renggli AG in Schötz verantwortlich. Gedämmt werden die Elemente mit Aerogelmatten von Agitec AG. Die ersten Prototypen werden an einem Gebäude der Dietrich Schwarz Architekten AG verbaut und getestet.
Isolation - fast nur aus Luft
Aerogel gehört zu den porösesten Materialien überhaupt, dessen Volumen zu über 90 Prozent aus luftgefüllten Poren besteht. Diese Poren sind lediglich einige Nanometer (Milliardstelmeter) gross. Deshalb wird die Energieübertragung, welche über die Bewegung der Luftmoleküle statt findet, extrem verringert. Das macht Aerogel zu einem der effizientesten Dämmstoffe. Ein Liter dieses Materials wiegt gerade einmal 70 bis 100 Gramm. Bisher wird Aerogel als Dämmputz für Sanierungen eingesetzt. Neu werden 10 cm dicke Matten für den Einsatz im Neubau produziert. Sebastian von Stauffenberg, Geschäftsleitung der Agitec AG: «Unsere Herausforderung war, mehrlagige Matten mit Toleranzen von 0.5 mm herzustellen und in einem speziellen Verfahren passgenau zuzuschneiden.»
Innovation im Systembau
Auch die Wandelemente werden völlig neu konzipiert. Andreas Keller, Leiter Engineering bei Renggli AG, hat uns dabei auf die speziellen Herausforderungen hingewiesen: Je dünner die Wandelemente, desto fragiler das ganze System. Darum können die üblichen Elemente der Holzständerbauweise nicht verwendet werden. Holz isoliert im Vergleich zu wenig und würde bei so dünnen Wänden als Wärmebrücke wirken. Deshalb hat die Renggli AG ein Sandwichsystem mit zwei tragenden Platten entwickelt, zwischen die das Aerogel eingeklemmt wird. Auch der Einsatz von Schrauben ist nicht möglich, weil Metall die Wärme zu gut leitet. Die Lösung liegt im Verkleben der Elemente.
Trotz ihrer Leichtigkeit müssen die Wandelemente stabil gebaut werden. Verschiedenste Materialien wurden untersucht. Schliesslich fiel die Wahl auf feinste Rippen aus Birkensperrholz, welche die Windlasten ableiten sollen. Diese werden in V-förmige Kerben geklemmt, welche von Computer gesteuerten Fräsen passgenau hergestellt werden.
Ob sich die Elemente in der Praxis bewähren, wird sich in den nächsten Jahren am Gebäude von Prof. Dietrich Schwarz zeigen.
Das Projektteam
- AGITEC AG: Dämmung Aerogel
- Berner Fachhochschule Architektur, Holz und Bau: wissenschaftliche Begleitung
- Dietrich Schwarz Architekten AG: Nullserie
- ENERGIE IMPULSE Region Basel: Koordination/Projektleitung
- Gerber-Vogt AG: Fensterbau
- GlassX AG: Vakuumglas
- Renggli AG: Holzelementbau
Das Bundesamt für Energie (BFE) unterstützt das Projekt im Rahmen seines Pilot- und Demonstrationsprogramms.
Follow-Up Frühjahr 2021 – Bericht Energierundschau BFE (PDF, 5 Seiten)
Kommentare (7)
26.10.2017
Roulet Claude-Alain
Bonjour
Quel est le coefficient U de votre paroi en relation avec l'épaisseur?
27.10.2017
jtroehler
Bonjour Monsieur
Voilà la réponse de notre ingénieur bois:
La paroi, avec une épaisseur d’isolation de 100mm, a une valeur thermique u de 0.15 W/m2K. Cela correspond thermiquement à une construction d’un élément bois avec une ossature de 260mm et d’une isolation minérale.
Meilleures salutations,
Jeanine Troehler, Renggli SA
11.02.2018
Evelyn
Hello, how well do your products perform in houses subjected to earthquakes? Kind regards, Evelyn
11.02.2018
jtroehler
Dear Evelyn, have a look at an older blogpost concerning earthquakes: https://www.renggli.swiss/de/blog/2012/10/31/mehrgeschossige-holzbauten-unbegruendete-vorurteile/
It doesn't matter whether you have a building made of concrete or timber. But you need know-how from specialists.
Yours sincerely,
Jeanine Troehler, Renggli AG
14.02.2018
Evelyn
Dear Jeanine, many thanks for this information. I am a huge fan of wood construction and re the performance i specifically meant these new wall elements which you have developed. Do you know how these walls hold up in earthquakes? In NZ there is still a lot of timber frame construction but often wall insulation is not very good. So it would be interesting to know if something like this could work here. Kind regards, Evelyn
15.02.2018
jtroehler
Dear Evelyn
I have to ask the specialists and will send you an e-mail with the answers as soon as possible.
All the best,
Jeanine Troehler, Renggli AG
15.02.2018
jtroehler
Dear Evelyn
Aerogel is only a material for the insulation of walls. Therefore, it depends on the supporting structure (framework and panels) to build earthquake-proof houses. All the static requirements have to be fulfilled independently of the insulation.
The benefit of aerogel is the same heat insulation with less wall thickness. Consequently, it is used in specific surroundings with very few space. But, the disadvantage are its costs. They say it’s up to ten times more expensive than usual insulated walls.
You are probably more in search of earthquake-proof buildings than in costly ones with very thin walls, is it? Timber constructions , or also hybrid constructions with timber, concrete and steel, can be earthquake-proof. Even for skyscrapers, see the Terrace house in Vancouver. But it depends on the know-how of your partners, engineers and constructors.
Yours sincerely,
Jeanine Troehler, Renggli AG