Aerogele – leistungsfähig, aber teuer 08.02.2022, 13:29 Uhr

Nutzfläche mit dünner Dämmung wirtschaftlich optimieren

Hochleistungsdämmstoffe sind teuer, bieten aber einen schlagkräftigen Vorteil: Je dünner die Gebäudedämmung, desto größer dessen Nutzfläche. Doch wo liegt das wirtschaftliche Optimum bei Neubau oder Renovierung?

Gefrorene Wolken: Aerogele sind die leichtesten bekannten Feststoffe. Sie dämmen hervorragend und sind leicht zu rezyklieren. Foto: Empa

Gefrorene Wolken: Aerogele sind die leichtesten bekannten Feststoffe. Sie dämmen hervorragend und sind leicht zu rezyklieren.

Foto: Empa

Seit Monaten steigen die Immobilienpreise, besonders in Städten. Wirtschaftlich bauen heißt daher, die nutzbare Gebäudefläche möglichst zu maximieren, sowohl bei einem Neubau als auch beim Renovieren.

Dabei können Hochleistungsdämmstoffe wie Aerogele eine wichtige Rolle spielen. Für die gleiche Dämmwirkung kommen solche Materialien mit der Hälfte oder gar nur einem Viertel an Material aus im Vergleich zu herkömmlichen Dämmstoffen. Dafür sind solche Hochleistungsisolationen allerdings auch um ein vielfaches teurer. Wann rentiert sich also der Einsatz von superisolierenden Materialien? Genauer: Wann übersteigt der finanzielle Vorteil der zusätzlichen Fläche die Mehrkosten des teureren Dämmmaterials, das zu diesem Flächengewinn führt?

Ein Team rund um den Forscher Jannis Wernery von der Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) hat das in einer Studie untersucht und eine einfache Gleichung hergeleitet, die auch Planern dazu dienen kann, sich bereits früh im Prozess für das geeignete Dämmmaterial zu entscheiden“, erklärt Wernery.

Potenzial in Europa, Nordamerika und Asien

Dass sich der Einsatz von Hochleistungsdämmung insbesondere im Kontext des verdichteten Bauens in Städten lohnt, liegt auf der Hand. Die Forschenden haben sich für ihre Analyse die 25 teuersten Städte in Europa, in Nordamerika und in Asien angeschaut. In allen drei Regionen identifizierten sie großes Potenzial: Das Bauen mit Aerogel anstelle von Mineralwolle lohnt sich in einer ersten Betrachtung überall dort, wo der Quadratmeterpreis über 8000 Franken (etwa 7600 Euro) liegt. In Europa gilt das für die 15 teuersten Städte. In Nordamerika sind es die 14 teuersten Städte – von New York bis Waikiki. Und in Asien sind es die zehn teuersten Städte.

Ein reales Beispiel an der Hohlstrasse in Zürich zeigt, wie lukrativ der Einsatz von Hochleistungsdämmstoffen sein kann. Das Wohn- und Gewerbehaus in der Innenstadt wurde zwischen 2015 und 2019 neu gebaut und gilt als erstes Gebäude der Schweiz, das praktisch ausschließlich mit Aerogel gedämmt wurde.

Rentabler Aerogel-Einsatz: Im Neubau an der Hohlstrasse in Zürich entstanden dank Hochleistungsdämmung zusätzliche 30 Quadratmeter Nutzfläche.

Foto: Empa

Das Haus ist das letzte Stück einer Blockrandbebauung. Die äußeren Gebäudemaße mussten deshalb mit den bestehenden Bauten korrespondieren und ließen keinen Spielraum zu. „Um die innere Nutzfläche zu maximieren, wurde eine Holz-Aerogel-Fassade eingesetzt, die gerade mal 14 Zentimeter dick ist“, sagt Wernery, der mit seinem Team in der Planungs- und Bauphase des Gebäudes als wissenschaftlicher Berater fungierte. „Zum Vergleich: Eine Fassade mit konventionellem Dämmmaterial wäre rund 20 Zentimeter dick gewesen“, so der Empa-Forscher.

Rentabilität schon heute gegeben

Hochgerechnet auf das ganze Gebäude entstanden so durch den Einsatz des Hochleistungsdämmstoffs rund 30 zusätzliche Quadratmeter Nutzfläche. Bei einem Quadratmeterpreis von 12.700 Franken (rund 12.000 Euro) bedeutet das einen Mehrwert von 381.000 Franken (rund 362000 Euro). Zieht man davon die Mehrkosten von Aerogel gegenüber konventioneller Dämmung ab, bleibt ein Profit von etwa 247.000 Franken (rund 235.000 Euro).

„Das ist der Stand heute“, sagt Wernery. „Noch spannender wird es, wenn man einen Blick in die Zukunft wirft.“ Der Einsatz von Aerogel im Baubereich ist noch sehr neu. Gleichzeitig gibt es große Forschungsbestrebungen – unter anderem an der Empa –, den Produktionsprozess von Aerogelen zu vereinfachen und das Material damit günstiger zu machen.

„Verglichen mit den heutigen Herstellungsmethoden liegt im besten Fall eine Halbierung der Produktionskosten für Aerogel-Granulate drin“, sagt Wernery. Tritt dieser Fall ein und steigen die Immobilienpreise weiterhin an, sind es bald nicht mehr nur die teuersten Städte der Welt, in denen sich der Einsatz von Aerogel finanziell rechnet.

Vorgefertigte Aerogel-Holzelemente

Gemeinsam mit den Unternehmen Agiteg AG und Erne AG Holzbau und unterstützt von der Innosuisse entwickelte die Empa-Forschungsgruppe von Jannis Wernery vorgefertigte Aerogel-Holzelemente, die sich sowohl für Neubauten und Aufstockungen als auch für Sanierungen eignen. Die Elemente bestehen aus OSB-Platten (Oriented Strand/Structural Board) mit Aerogel-gefüllten Zwischenräumen. Bei einer Dicke von 15 Zentimetern erreichen die Elemente einen U-Wert (Wärmedurchgangskoeffizient) von 0.2 W/(m2K).

Für einen ersten Praxistest wurden die neuen Elemente in der NEST-Unit „Sprint“ eingebaut, die Ende August 2021 im Forschungs- und Innovationsgebäude von Empa und Eawag (Eidgenössische Anstalt für Wasserversorgung, Abwasserreinigung und Gewässerschutz) eröffnet wurde. Die Sprint-Unit wurde fast vollständig mit wiederverwendeten Bauteilen und Ausschussmaterialien gebaut. Dieser Maxime folgend kam auch für die Aerogel-Holzelemente Verschnitt und Ausschussmaterial aus der Produktion von Aerogelplatten und -granulat zum Einsatz. Mit einem Monitoring in den Fassadenelementen wird deren Funktion nun laufend analysiert.

Literatur

Eine wissenschaftliche Arbeit zu diesem Thema, die frei verfügbar ist und noch mehr Details liefert, finden Sie hier:

doi.org/10.1016/j.enbuild.2021.111506

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Von Empa / Karlhorst Klotz

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