Vakuumdämmung

So dämmt ein Vakuumpaneel im schlanken Badboden

Wie ein Vakuumisolationspaneel aufgebaut ist

Das Prinzip ähnelt nach BauNetz Wissen einer Thermoskanne: Im luftleeren Raum kann keine Wärme über die Bewegung der Luft transportiert werden.^[2] Nach dem Forschungsinstitut für Wärmeschutz in München beruht die sehr niedrige Wärmeleitfähigkeit darauf, dass die Evakuierung die Wärmeleitung der Luft ausschaltet, während das Feststoffgerüst des Kerns selbst kaum Wärme leitet.^[3] Wie gut ein Paneel als System tatsächlich dämmt, hängt nach dem Bericht vom Kernmaterial mit seiner Rohdichte und seinem Wassergehalt ab, von Art und Dicke der Barriereschichten, von Größe und Dicke der Paneele, vom Vakuum und seiner Dauerhaftigkeit, von Randstreifen, Deckschichten und Schweißnähten und von den Befestigungen.^[3]

Der Kern besteht nach WECOBIS aus 50 bis 90 Prozent pyrogener Kieselsäure, 10 bis 20 Prozent Siliziumcarbid als Trübungsmittel und 5 bis 10 Prozent Viskose- oder Zellulosefasern und wird mit einem Spinnvlies aus Polypropylen und einer Kunststoff-Metallverbundfolie umhüllt.^[1] Unevakuiert leitet der Kern etwa 0,018 bis 0,020 W/(m·K), und erst die Evakuierung in einer Vakuumkammer, nach der die Folie verschweißt wird, senkt die Wärmeleitfähigkeit noch einmal um den Faktor 4.^[1]

Seine Festigkeit und Steifigkeit erhält das Paneel nach BauNetz Wissen durch das Vakuum und den Druck auf die Folie, die aus metallbedampften Kunststofffolien oder Laminaten aus verschweißten Metall- und Kunststofffolien besteht.^[2] Weil eine Beschädigung der Folie zum Versagen der Dämmung führt, müssen diese Folien sehr leistungsfähig sein.^[2] Taucht neben einem Fenster mit solchen Paneelen ein feuchter Fleck an der Wand auf, kann ein Paneel seine Wirkung verloren haben.

Vakuumpaneele liegen in schlanken Böden, auf Dachterrassen und in Wänden, wo wenig Platz ist, und daneben laufen Leitungen für Licht und Steckdosen. Steht nach einem Wasserschaden Wasser auf einem solchen Boden, schaltet man die Sicherungen der Räume ab, bevor jemand Belag, Sockelleisten oder Bekleidungen anfasst; ein Lichtschalter macht die Leitungen dahinter nicht stromlos. Ist der Sicherungskasten nass, ruft man Feuerwehr oder örtlichen Netzbetreiber und bleibt draußen, und solange im Keller der Wasserspiegel klettert, wartet jeder oben.

Wie Vakuumpaneele altern

Frisch nach der Produktion liegt die Wärmeleitfähigkeit von Paneelen mit Kieselsäurekern nach dem Bericht bei etwa 0,0035 bis 0,005 W/(m·K), die in der Baupraxis anzusetzenden Bemessungswerte enthalten also einen Zuschlag von bis zu 100 Prozent.^[3] Ermittelt wurde der Bemessungswert in Deutschland bisher nach einem Schnellalterungsverfahren des Deutschen Instituts für Bautechnik, unter Berücksichtigung der Wärmebrücken an den Rändern und mit weiteren 25 Prozent Zuschlag.^[3] Paneele mit Glasfaserkern erreichen noch niedrigere Frischwerte unter 0,002 W/(m·K), halten aber weniger lange und werden deshalb vor allem in Haushaltsgeräten eingesetzt.^[3]

Durch die unvermeidliche Durchlässigkeit der Hülle für Luftgase und Wasserdampf steigt der Innendruck über die Jahre und mit ihm die Wärmeleitfähigkeit, wobei nach etwa 25 Jahren der Kern im Feuchtegleichgewicht mit der Umgebung ist und dickere Paneele langsamer altern.^[3] WECOBIS beziffert den Anstieg der Wärmeleitfähigkeit über die Nutzungsdauer auf etwa 0,002 W/(m·K), und nach BauNetz Wissen lässt sich inzwischen eine Lebensdauer von 30 bis 50 Jahren erreichen.^[1][2] Wie lange ein Paneel hält, hängt nach dem FIW-Bericht zuerst von der Qualität der Siegelnähte ab und davon, dass die Hülle bei Transport, Handhabung und Einbau unversehrt bleibt, wozu Decklagen aus Hartschaum, glasfaserverstärktem Kunststoff oder Metall beitragen.^[3] Als Bezugswert dient im Entwurf der Produktnorm die mittlere Wärmeleitfähigkeit der ersten 25 Nutzungsjahre, so dass ein Paneel zu Beginn etwas besser und gegen Ende etwas schlechter dämmt als der deklarierte Nennwert.^[3] Steht nach einem Leck Wasser unter den Fliesen eines schlanken Bodens mit solchen Paneelen, wird beim Ausbau jedes Paneel einzeln geprüft.

Wo Vakuumdämmung eingesetzt wird

Eingesetzt werden Vakuumisolationspaneele nach WECOBIS vor allem dort, wo aus Platzgründen nur geringe Dämmstärken möglich sind, denn wegen der hohen Kosten ist die Anwendung in anderen Bereichen nicht wirtschaftlich, und lieferbar sind Formate von 250 mal 250 mm bis 1200 mal 1000 mm bei 10 bis 50 mm Dicke.^[1] Die hessische Broschüre nennt bei der Innendämmung Fensterlaibungen, enge Heizkörpernischen und Rollladenkästen als Stellen, an denen es auf jeden Millimeter ankommt.^[4]

Im Bauwesen werden die Paneele nach dem FIW-Bericht seit Ende der 1980er-Jahre entwickelt, zunächst mit Zustimmung der obersten Baubehörden im Einzelfall eingesetzt und seit den ersten allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen 2007 breiter verwendet.^[3] Als nicht geregeltes Bauprodukt dürfen sie nur mit einer solchen Zulassung oder einer Zustimmung im Einzelfall verwendet werden, über die Anforderungen des DIBt hinaus gibt es ein freiwilliges RAL-Gütezeichen, und der Markt ist eine Nische mit hohem Preisniveau.^[3] Für die Abwicklung nach einem Schaden hält eine Schadendokumentation darum Typ und Zulassung der verbauten Paneele fest.

Planung und Verarbeitung

Weil sich die Paneele vor Ort nicht anpassen lassen, verlangen sie nach BauNetz Wissen erhöhte Aufmerksamkeit in Planung und Ausführung: Sie kommen vorgefertigt auf die Baustelle, und Befestigungen müssen schon in der Planung über Aussparungen berücksichtigt sein.^[2] Zum Schutz gibt es Varianten mit zusätzlichen Vliesschichten, dünnen Deckschichten aus Polystyrol oder Gummigranulat, und vorgefertigte Sandwichelemente mit eingebauten Fenstern und Bekleidungen verringern das Risiko einer Beschädigung deutlich.^[2]

An Fassaden werden VIP häufig in Kassetten aus Leisten mit einer Wärmeleitfähigkeit von 0,06 bis 0,10 W/(m·K) gelegt, darauf kommen Bekleidung oder ein Wärmedämmverbundsystem, und Putze müssen zementfrei sein, weil Zement die Barrierefolien angreifen würde.^[2] Zuschneiden ist auf der Baustelle nach WECOBIS nicht möglich, die Verarbeitung erfordert viel Sorgfalt, und Staub aus dem Kern kann nicht entstehen, weil er in die Folie eingeschweißt ist.^[1]

Als Innendämmung braucht eine Vakuumdämmung nach der hessischen Broschüre keine eigene Dampfbremse, weil die Paneele selbst dampfdicht sind, die Fugen müssen aber luftdicht geschlossen werden, sonst dringt Wasserdampf ein und kondensiert hinter der Dämmung.^[4]

Wenn ein Paneel belüftet ist

Wird einzelnen Paneelen die Hülle verletzt, verlieren sie das Vakuum, und wie stark das den mittleren U-Wert verschlechtert, hängt nach dem FIW-Bericht von den Randstreifen ab.^[3] Liegt der Anteil belüfteter Paneele unter 2 bis 3 Prozent der Fläche, ist er im U-Wert in der Regel nicht zu berücksichtigen, und auf der Baustelle soll ein Qualitätsmanagement das Risiko gering halten.^[3]

Die Oberflächentemperaturen im Bereich belüfteter Paneele mit Kieselsäurekern bewertet der Bericht als unkritisch, weil der Kern auch bei Umgebungsdruck noch so gut dämmt, dass die hygienischen Anforderungen eingehalten werden, und ab 15 mm Paneeldicke ist auch dort keine Unterschreitung des Mindestwärmedurchlasswiderstands von 1,2 m²K/W zu erwarten.^[3] Im Brandfall gelten die Paneele nach WECOBIS als normalentflammbar, tropfen nicht ab und bilden wegen der Zusammensetzung der Folie keine giftigen Gase.^[1]

Vakuumdämmung trocknen, ohne die Paneele zu verletzen

Die Barrierefolie schützt den Kern nach WECOBIS größtenteils vor Wasser und Feuchte, ist aber nicht vollständig gasdicht.^[1] Nach einem Wasserschaden trocknen wir deshalb vor allem die Schichten um die Paneele herum und bohren für Messungen oder Trocknung nicht in die Dämmebene, denn jede Verletzung der Hülle kostet das Vakuum. Ob ein Paneel noch dicht ist, lässt sich von außen schwer erkennen, darum klären wir mit dem Planer oder Hersteller, wo Paneele liegen, bevor wir Böden, Laibungen oder Fassadenelemente öffnen. Beschädigte Paneele werden durch Paneele gleicher Größe ersetzt, weil sie sich nicht zuschneiden lassen.