Aerobrick: Was leistet ein mit Aerogel gefüllter Mauerstein?

(10.4.2018) Die Rechnung ist bekannt: Je besser ein Gebäude gedämmt ist, desto weniger Heizwärme verpufft im Winter und desto weniger Sommerhitze dringt ins Bauwerk. So lässt sich viel Energie für eine angenehme Raumtemperaturen einsparen.

Fotos © Empa 

Gerne werden die dämmenden Schichten als Wärmedämmverbundsystem (WDVS) auf die fertig gebauten Wände aufgebracht. Als Alternative bieten sich Mauersteine an, die bereits selbst über dämmende Eigenschaften verfügen. Dämmsteine bieten einen gangbaren Kompromiss zwischen mechanischen sowie energetischen Eigenschaften und eignen sich auch für mehrstöckige Gebäude. Es gibt sie bereits in zahlreichen Varianten auf dem Markt: Die einen besitzen zahlreiche luftgefüllte Kammern, andere haben größere Hohlräume, die mit Dämmstoffen wie Perlit, Mineralwolle oder Polystyrol gefüllt sind. Ihre Wärmeleitwerte unterscheiden sich je nach Struktur und Füllmaterial. Damit die Wände aber gleich gut dämmen wie solche mit separaten dämmenden Schichten, sind die dämmenden Mauersteine meist deutlich dicker als gewöhnliche.

Forscher der Empa haben nun in Dämmziegeln das bekannte Perlit durch Aerogel ersetzt, ein hochporöser Festkörper, der mit λ-Werten zwischen 0,013 und 0,018 W/mK sehr gute Wärmedämmeigenschaften aufweist und gleichzeitig Temperaturen von bis zu 300°C aushält. Es ist kein unbekannter Werkstoff für die Empa-Forscher: Sie haben damit bereits einen Hochleistungsdämmputz entwickelt, der es unter anderem erlaubt, historische Bauten energetisch zu sanieren und dabei optisch nicht zu beeinträchtigen - siehe u.a. Beitrag „Aerogel-Dämmputz von Empa und Fixit im Praxistest“ vom 8.9.2012.

Zusammen mit seinen Kollegen hat Empa-Forscher Jannis Wernery aus der Forschungsabteilung „Building Energy Materials und Components“ aus den Aerogel-Partikeln eine pastenartige Mischung entwickelt, um diese als Füllmaterial für Ziegelsteine verwenden zu können. „Das Material kann einfach in die Hohlräume gefüllt werden und verbindet sich dann mit dem Ton der Ziegel“, so Wernery. „Das Aerogel hält in den Ziegeln - man kann ganz normal mit ihnen umgehen.“ Der „Aerobrick“ war geboren.

Mauerstärken bei gleichem Dämmwert (Bild vergrößern)
  

Bei einer mittleren Temperatur von 10°C haben die Empa-Forscher ermittelt, dass die perlitgefüllten Ziegelsteine bei gleicher Lochstruktur und Dicke um rund ein Drittel schlechter dämmen als der Aerobrick. Mit anderen Worten: Um die gewünschten Dämmwerte zu erreichen, muss ein eine Wand aus Perlit-Ziegelstein rund 35% dicker sein als eine Aerobrick-Wand.

λ-Wert von 0,059 W/mK

Ziegelsteine ohne Dämmfüllung leiten Wärme sogar bis zu achtmal „besser“. Eine herkömmliche Mauer müsste also über 1,2 m dick sein, um vergleichbar gut zu dämmen, wie eine gerade mal 16,5 cm dicke Mauer aus Aerobricks. Mit einer angegebenen Wärmeleitfähigkeit (λ) von 0,059 W/mK hat der Aerobrick das Potential, der zurzeit am besten dämmende Ziegelstein der Welt zu sein - aber ziemlich sicher auch der teuerste. Wernery rechnet vor, dass beim heutigen Marktpreis für Aerogel ein einziger Quadratmeter Mauerwerk rund 500 Franken Zusatzkosten verursachen würde. Allerdings gehen Experten davon aus, dass die Kosten für Aerogel in naher bis mittelfristiger Zukunft massiv sinken werden.