Braunschweig (pm) – Gemeinsam mit Industriepartnern haben Forschende des Fraunhofer WKI Dämmboxen aus einem nichtbrennbaren Schaum für Heizungsanlagen entwickelt. Heizungsanlagen in Gebäudebereichen mit erhöhten Brandschutzvorgaben könnten dadurch schneller installiert, gewartet und umgebaut werden.
Heizungsanlagen müssen laut Gebäudeenergiegesetz gut gedämmt sein. Für viele Teile wie Pumpen, Ventile oder Armaturen gibt es dafür bereits fertige Dämmboxen aus Schaumstoff, die leicht zu montieren und wieder abzunehmen sind. Weil diese jedoch brennbar sind, dürfen sie nicht in allen Bereichen eingesetzt werden. Die Dämmung mit nichtbrennbaren Materialien ist bisher aufwendig und umständlich. Für Rohrleitungen gelten heute nichtbrennbare Rohrschalen aus Mineralwolle mit Aluminiummantel als Stand der Technik. Bei komplexeren Anlagenteilen wie Ventilen oder Absperrhähnen, die mit nichtbrennbaren Materialien gedämmt werden müssen, werden bislang meist Aluminiumboxen verwendet, die auf der Baustelle zeitaufwendig mit Mineralwolle gefüllt werden. Alternativ kommen Schaumglas-Halbschalen zum Einsatz. Deren Herstellung ist jedoch stark geruchsbelastet. Sie sind relativ teuer und in der Praxis schwer zu verarbeiten.
Im Markt etablierte kostengünstige und abnehmbare Dämmboxen aus polymeren Schäumen (z. B. PU-Schaum, PP-Schäume) erreichen bestenfalls die Baustoffklasse »schwerentflammbar«. »Unser Ziel war, eine vergleichbar einfache und wirtschaftliche Lösung mit der Baustoffklasse »nichtbrennbar« (A1) zu erreichen. In einem Vorgängerprojekt haben wir bereits erfolgreich einen nichtbrennbaren Bauschaum entwickelt. Im Folgeprojekt haben wir mit den Firmen GWK Kuhlmann (Anlagenhersteller) und der IGP Chemie GmbH (Schaumhersteller) den Schaum sowie das Verfahren zur Herstellung von Dämmboxen weiterentwickelt und optimiert«, berichtet Dr. Torsten Kolb, Projektleiter am Fraunhofer WKI.
Zu Beginn des Projekts wies das Material mit einer Dichte von 220 kg/m³ eine vergleichsweise hohe Wärmeleitfähigkeit von 75 mW/mK auf. Durch Anpassungen im Schäumprozess sowie bei Zuschlagstoffen und Tensiden konnte die Dichte halbiert und die Wärmeleitfähigkeit deutlich verbessert werden. Dabei stieg zunächst jedoch die Brandlast, sodass nur die Klasse A2 erreicht wurde. Im weiteren Projektverlauf gelang es den Forschenden, die Rezeptur so zu optimieren, dass nun die höchste europäische Baustoffklasse A1 nach DIN EN 13501-1 erreicht wird, bei gleichzeitig guter Dämmleistung (unter 60 mW/mK) und geringer Rohdichte (unter 150 kg/m³). Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass ca. 10 Prozent recycelten Materials, das wieder zerkleinert wurde, zur Ausgangsrezeptur hinzugefügt werden können, ohne die Kennwerte signifikant zu verschlechtern.
Im Projekt wurde beim Projektpartner GWK Kuhlmann eine Prototypenanlage gebaut, mit der das neue Verfahren zur Herstellung nicht brennbarer, formgeschäumter Dämmbauteile erstmals praktisch erprobt werden konnte. Die Anlage bildet den kompletten Herstellungsprozess ab: vom Bereitstellen, Dosieren und Mischen der Komponenten bis zum Einfüllen der Reaktionsmasse in das Werkzeug. Zentraler Bestandteil sind eine Dosiereinheit, die die Materialien exakt im richtigen Verhältnis bereitstellt, und eine Mischeinheit, in der sie kurz vor der Verarbeitung homogen vermischt werden. So konnten die Projektpartner verschiedene Materialrezepturen unter realistischen Bedingungen testen, Dosier- und Mischverhalten bewerten und die Prozessparameter gezielt optimieren. Zudem wurden erste prototypische Dämmkappen hergestellt, mit denen die grundsätzliche Eignung des Verfahrens für eine spätere industrielle Produktion nachgewiesen werden konnte.
Das neue System hat großes Potenzial für den Einsatz im Hochbau, in Sonderbauten sowie in Industrieanlagen mit hohen Temperaturen und strengen Brandschutzvorgaben.
Förderung
Offizieller Projekttitel: Verbundprojekt »KMU-innovativ«: Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von nichtbrennbaren Formteilen für die Dämmung von Heizungsanlagentechnik
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Projektträger: Projektträger Karlsruhe (PTKA)
Förderkennzeichen: 02P23K012
Laufzeit: 1.11.2023 bis 31.10.2025
Quelle: Fraunhofer WKI