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Transparente Wärmedämmung (TWD) - Ökobilanz

Wärmedämmstoffe

Übliche Wärmedämmungen vermindern zwar den Wärmeverlust, der aufgrund von Transmission durch die Außenhülle entsteht, verhindern aber gleichzeitig eine Nutzung der auftreffenden Sonnenenergie. Solarfassaden mit Transparenter Wärmedämmung wandeln die auf die Wand auftreffende Sonnenenergie direkt in Wärme um. Gleichzeitig reduziert die Hohlkammerstruktur der Transparenten Wärmedämmung den Wärmeabfluss nach außen.

Herstellung

Treibhauspotential (TWD-Material)
Polycarbonat
2,51 CO2-Äq./kg
PMMA (Acryl- bzw. Plexiglas)
2,14 CO2-Äq./kg
Rohrglas
2,27 CO2-Äq./kg
Flachglas (bearbeitet)
1,62 CO2-Äq./kg
Energieverbrauch (Graue Energie pro Funktionseinheit)
Transparentes Verbundsystem
PC-Kapillaren inkl. Kunststoff-Glas-Putz
ca. 430 MJ/m²
TWD-Elementkonstruktion
PC-Kapillaren inkl. Holz-Alu-Fassadenkonstruktion
ca. 2900 MJ/m²
Bestandteile
- Kapillaren oder Waben aus Polycarbonat (PC), PMMA oder Glas
Verfügbarkeit der Rohstoffe
- Polycarbonat (PC), Acrylglas (PMMA): begrenzt (Rohstoffquelle Erdöl)
- Silikatglas: ausreichend vorhanden

Rückbau

Entsorgung
- Elementkonstruktion: trennbare Teile rezyklierbar
- Verbundkonstruktion: Bauschuttdeponie
Verwertung
- trennbare Teile (Alu, Holz, Glas, Kunststoffe) stofflich o. energetisch verwertbar
Rückbauaufwand
- mäßig hoch (Elementkonstruktion mit Glasscheibe, Anpressleiste, Abstandhalter, Wabenmaterial inkl. Fassadenkonstruktion demontierbar)
- hoch (bei Transparentem Wärmedämm-Verbundsystem)

Zusammenfassung

In Deutschland sind bislang mehr als hundert Gebäude mit über 10 000 m² TWD realisiert worden. Der Einsatz umfasst dabei Alt- und Neubauten sowie Wohnbauten, öffentliche und gewerbliche Gebäude.
TWD-Systeme bestehen meist aus einem hoch lichtdurchlässigen und wärmedämmenden Kunststoff- oder Glaskapillarenmaterial, das vor einer schwarz gefärbten Gebäudeaußenwand montiert und mit einer Glasscheibe gegen Witterungseinflüsse geschützt wird. Bei solarer Einstrahlung wird die schwarz gestrichene Massiv-wand erwärmt, die Solarwärme größtenteils in der Wand zwischengespeichert und dann gleichmäßig im Laufe der folgenden Stunden an die angrenzenden Innenräume abgegeben. Ideal ist eine möglichst unbeschattete südseitige Massivwand mit hohem Wärmeleitwert. Um bei größeren effizienten TWD-Systemen im Sommer unerwünschte Überwärmungen zu vermeiden, kommen unterschiedliche Verschattungsmethoden zur Anwendung.
Es werden heute eine Reihe von TWD-Systemen angeboten, die sich in Aufbau, Materialeinsatz, Effizienz und Preis unterscheiden. Herkömmliche Systeme bestehen aus TWD-Einzelelementen, die auf einer Unterkonstruktion auf der Fassade befestigt werden. Bei einem neuen System werden TWD-Platten wie ein Wärmedämm-Verbundsystem auf das Mauerwerk aufgeklebt und mit einem Glasputz verputzt (TWDVS). Des weiteren lassen sich TWD-Platten in Form einer Verglasung als Direktgewinnsystem einsetzen.
Zur Frage, in welchen Zeiträumen sich die Primärenergieinhalte verschiedener TWD-Systeme mit ihren energetischen Erträgen amortisieren, wurde von der Arbeitsgemeinschaft Erneuerbare Energie eine Ökobilanz erstellt. Die Ökobilanz errechnet den Zeitpunkt, bei dem so viel Heizenergie eingespart ist, wie die Herstellung des gesamten TWD-Fassadensystems benötigt. Untersucht werden sowohl Element- als auch Verbundkonstruktionen. Die Auswertung zeigt, dass die Unterschiede im Primärenergieaufwand vorwiegend durch die Menge und Art des verwendeten Materials für die Fassadenkonstruktion (Holz oder Aluminium) und zu einem geringeren Teil durch die eingesetzten TWD-Materialmengen verursacht werden. Einen vergleichsweise tiefen Energieaufwand weisen dabei transparente Verbundsysteme auf, einen hohen Aufwand Systeme, bei denen sowohl die Elementrahmen als auch die Fassadenkonstruktion aus Aluminium bestehen.
Beim Rückbau können Elementkonstruktionen im Gegensatz zu Verbundkonstruktionen wieder in Einzelelemente zerlegt werden, somit besteht die Möglichkeit der stofflichen Verwertung verschiedener Komponenten.
Bei der Lebensdauer der TWD-Elemente kann von 25-30 und mehr Jahren ausgegangen werden. Evtl. können Feuchteschäden, verursacht durch Tauwasser und Undichtigkeiten, die Funktionssicherheit gefährden.
Fazit:
Die Energieeffizienz von Fassadensystemen wird durch die zu erzielende Energieeinsparung bei der Gebäudeheizung bestimmt. Im einem Vergleich mit dem konventionellen Fassadensystem aus →Wärmedämm-Verbundsystem (WDVS) und →Wärmeschutzfenstern stellt eine Studie fest [Gertis et al.], dass die TWD-Fassade in bezug auf die erreichbare Heizwärmeeinsparung einer gut gedämmten WDVS-Fassade mit Wärmeschutzfenstern unterlegen ist. Ursache hierfür sind vor allem die großen Fortschritte in der Glastechnologie, welche die herkömmliche Isolierverglasung durch das viel bessere Wärmeschutzglas ersetzt hat. Auch was die Funktionsdauer und -sicherheit angeht, kann man beim Wärmedämmverbundsystem mit Wärmeschutzfenster von einem geringeren Wartungs- und Reparaturaufwand sowie einer höheren Fehlertoleranz als bei der TWD-Fassade ausgehen. Um das ökologische Profil von TWD-Systemen nachhaltig zu verbessern, sind möglichst einfache Systeme mit hohem Energiegewinn und geringen Energieverlusten zu entwickeln.

Quellen

- Wagner, Andreas (Universität Karlsruhe): Transparente Wärmedämmung zur passiven Solarenergienutzung in Gebäuden, in Bundesbaublatt, Heft 1/98, S. 40-45
- BINE Fachinformationszentrum Karlsruhe: TWD-Planungsgrundlagen, Eggenstein-Leopoldshafen 1997
- Gertis, K.; Reiß, J.; Wetzel, C.; Sinnesbichler, H.: Sind neuere Fassadenentwicklungen bauphysikalisch sinnvoll? in: Bauphysik 21 (1999), Heft 1, S. 1-9

Die vorliegenden Datenblätter wurden mit freundlicher Genehmigung des Blok Verlag dem Buch "Nachhaltiges Bauen in der Praxis" entnommen.

Verfasser der Baustoff-Datenblätter:
Bernhard Kolb, seit über 30 Jahren tätig im Bereich energieeffizientes und nachhaltiges Bauen. Zahlreiche Veröffentlichungen zum Thema.

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