Bausteine aus Aerogel dämmen und sorgen für Licht

Bislang eigneten sich Glasbausteine weder für tragende Wände, noch isolierten sie nennenswert. An der Empa ist nun lichtdurchlässiger und gleichzeitig gut dämmender Glasbaustein entwickelt worden. Möglich macht dies Aerogel. – Zudem eignen sich die Steine auch für tragende Wände.

Quelle: Empa

... aber trotzdem blickdicht – und schützen so die Privatsphäre.

Quelle: Empa

Aerogel-Glasbausteine sind wärmedämmend und lichtdurchlässig...

Damit von Glasbausteinen maximal profitiert werden kann, in dem sie im Innern eines Gebäudes für viel Tagesicht sorgen, sollten sich aus ihnen möglichst ganze Wände bauen lassen. Dies setzt allerdings voraus,  dass die Steine über eine wirksame Wärmedämmung verfügen und fähig sind, eine gewisse Last zu tragen.  Eine Kombination, die so auf dem Markt bislang nicht verfügbar gewesen sein, schreibt die Empa. 

Bereits vor rund sechs Jahren hatten Empa-Forscher Jannis Wernery und seine Kollegen von der Abteilung «Building Energy Materials and Components» die Idee, den Dämmstoff direkt in einen Baustein zu integrieren und stellten einen neuartigen, mit Aerogel gefüllten Ziegelstein vor: den sogenannten Aerobrick. Dieser spart dank seiner hervorragenden Wärmedämmung Heizkosten – ohne dass zusätzlich auf das Mauerwerk eine Dämmschicht aufgebracht werden muss.

Silikat-Aerogel-Granulat und Floatglas

Weil Aerogel kann jedoch auch nahezu transparent sein kann, wollten die Wissenschaftler dies ausnutzen. Sie entwickelten ein Bauteil, das auf Silikat-Aerogel-Granulat und Floatglas basiert: einen lichtdurchlässigen und wärmedämmenden Glasbaustein, mit dem ästhetisch ansprechende aber auch tragenden Fassadenelementen gebaut werden können, die grossflächig Tageslicht in eine Gebäude hineinlassen. Diese Kombination von Festigkeit, Dämmung und Lichtdurchlässigkeit erreichten das Team durch versetzte Abstandshalter zwischen den Glasscheiben innerhalb des Glasbausteins, welche die statische Stabilität bei minimalem Wärmedurchgang gewährleisten.

Der Glasbaustein hat eine gemessene Wärmeleitfähigkeit von 53 mW/(m∙K) und eine Druckfestigkeit von fast 45 MPa. „Dies ist die höchste Dämmleistung eines Ziegels, die in der Fachliteratur, geschweige denn auf dem Markt zu finden ist“, ist dazu in der Mitteilung der Empa zu lesen.

Vom Büro über das Sanatorium bis zum Gewächshaus

Der Aerogel-Glasbaustein eignet sich für Anwendungen, in denen Anforderungen an einen hohen Tageslichteintrag Rechnung getragen werden muss und bei denen gleichzeitig Blendschutz und Schutz der Privatsphäre zentral sind.

Mögliche Anwendungen sind Bibliotheken, Galerien, Museen, Foyers, Büros, Treppenhauskerne, Turnhallen, Mehrzweckhallen, Wohnhäuser oder Werkstätten. Oder aber Räume, in denen der Rhythmus von Tag und Nacht wichtig ist, zum Beispiel Wohnheime, Krankenhäuser und Sanatorien, aber auch Zoos, Ställe und Tierzuchten oder Gewächshäuser. Weiter kommen Bauten für den Stein infrage, an denen ein Maximum an Tageslicht eingebracht und Platz gespart werden soll, wie in dicht bebauten Stadtquartieren mit Hochhäusern und vielen Wohnungen. Überdies sind auch architektonische Elemente wie Trombe-Wände in Innenhöfen oder Atrien  in der Solararchitektur ein Einsatzgebiet sein.

Eine Analyse der Materialkosten, zeigt laut Empa, „dass der Isolierglasbaustein in solchen Anwendungen durchaus wettbewerbsfähig sein kann“. -  Inzwischen wurde der Aerogel-Glasbaustein zum Patent angemeldet; Und das Forschungsteam ist auf der Suche nach möglichen Industriepartnern. (mai/mgt)

Das Projekt wird von der Velux Stiftung, Projekt Nr. 1440 zur Entwicklung eines hochdämmenden, transluzenten Glassteins für diffusiven Tageslichteintrag, unterstützt. Die Projektidee wurde mit Unterstützung durch das Horizon 2020 Research and Innovation Programm der Europäischen Union im Rahmen der Marie Skłodowska-Curie Actions, Vertragsnummer 746992, erarbeitet.

Den originalen Text auf der Website der Empa lesen: www.empa.ch