Baufachzeitung

23.08.2017

Bauwirtschaft Baufachzeitung

Herstellung von nachhaltigen Dämmplatten aus Nanocellulose

Papierfasern: Rohmaterial zur Herstellung isolierender Schäume. Foto: Melodea Ltd.
Produktmuster: Dämmplatte aus nanokristalliner Cellulose (NCC). Foto: Melodea Ltd.

Altbauten verbrauchen meist viel Energie, weil sie schlecht oder gar nicht isoliert sind. Eine Lösung können Dämmplatten bieten, die in Form eines Verbundsystems an der äußeren und inneren Gebäudefassade befestigt werden. Im EU-Projekt BRIMEE sollen genau solche Dämmplatten entwickelt werden: in effizienten Prozessketten und nachhaltig aus nanokristalliner Cellulose (NCC), extrahiert aus Produktionsresten der Papier- und Zellstoffherstellung. Fraunhofer UMSICHT bringt seine verfahrenstechnischen Kompetenzen im Bereich der Maßstabsvergrößerung der Dämmplattenherstellung ins Projekt ein.

Gebäude sind in den meisten Ländern für mindestens 40 Prozent des Primärenergieverbrauchs verantwortlich, so der World Business Council for Sustainable Development WBCSD. In Europa haben etwa 10 Millionen Mehrfamilienhäuser, die vor 1975 gebaut wurden, einen zu hohen Energiebedarf. Diesen Gebäudebestand will die Europäische Kommission im Rahmen einer europaweiten Gebäudesanierung bis 2050 klimafreundlich modernisieren. Das EU-Projekt BRIMEE (»Cost-effective and sustainable Bio-Renewable Indoor Materials with high potential for customisation and creative design in Energy Efficient buildings«) soll dabei helfen, das Ziel der europäischen Gebäudeenergieeffizienz-Richtlinie zu erreichen. Dämmplatten sollen entwickelt werden, die im Verbund an der Gebäudefassade – innen wie außen – montiert werden. Der Clou des Projekts: Bei der Herstellung der Dämmplatten wird auf Papierabfälle zurückgegriffen.

Abfallprodukte nachhaltig nutzen
Jedes Jahr fallen in Europa etwa 11 Millionen Tonnen Papierfaserschlamm in der Papier- und Zellstoffindustrie als Abfall an*. Im Projekt BRIMEE dient dieser Papierfaserschlamm als Rohmaterial zur Herstellung isolierender Schäume. Die Methode zur chemisch-mechanischen Vorbehandlung und Weiterverarbeitung des Papierfaserschlamms wurde an der Hebrew University of Jerusalem mit der Firma Melodea Ltd. in Israel entwickelt, erklärt Dr. Stephan Kabasci, Leiter des Vorhabens bei Fraunhofer UMSICHT: »Durch die Vorbehandlung entsteht eine geleeartige Suspension aus nanokristalliner Cellulose (NCC). In diesem Prozessschritt lassen sich außerdem zielgerichtet diverse Zuschlagstoffe, sogenannte Additive hinzufügen, beispielsweise zum Flammschutz oder zur Erhöhung der Stabilität«. Anschließend wird der Cellulosebrei in eine Form gefüllt, eingefroren, entwässert und in fertige Dämmelemente verarbeitet. »Auf diese Weise kann unser Projektpartner Melodea im Pilotmaßstab bereits Schaumplatten in der Größenordnung von Postkarten erzeugen. Eine wesentliche Aufgabe des Projekts ist das Scale-Up, d.h. den Herstellungsprozess auf einen größeren Maßstab zu skalieren. Wir wollen der Bauindustrie künftig Dämmplatten anbieten können, die mindestens etwa 50 x 100 Zentimeter groß sind«, erklärt Kabasci, der bei Fraunhofer UMSICHT die Abteilung Biobasierte Kunststoffe leitet.

Energiesparende Prozesskette
In die Skalierung des Herstellungsprozesses bringt Fraunhofer UMSICHT seine verfahrenstechnische Kompetenz ein. »Unser Ziel ist es, einen möglichst energiesparenden Prozess zu realisieren, bei dem zum einen alle verwendeten Materialien möglichst vollständig rezykliert werden, und der zum anderen eine reproduzierbare Plattenproduktion ermöglicht«, so Kabasci. Auf diese Weise soll ein Prozess im vorindustriellen Maßstab für die Dämmplattenproduktion entstehen.

Baukastensystem soll Gebäudesanierung von Altbauten ermöglichen
Die Dämmplatten selbst werden von anderen Projektpartnern so entwickelt, dass sie in Form eines Verbundsystems einsetzbar sind. »Da die Dämmplatten nach dem Baukastenprinzip funktionieren, eigenen sie sich besonders gut zur Sanierung von Altbauhäusern«, erklärt Stephan Kabasci. »Mit den Bauteilen aus nanokristalliner Cellulose wollen wir sowohl Außen- als auch Innendämmung von Gebäuden auf einfache, flexible und stabile Weise möglich machen«. Das Ziel der letzten Projektphase soll die vollständige Produktion erster Dämmplatten im vorindustriellen Maßstab sein, die an zwei Gebäuden in Spanien und in der Tschechischen Republik in der Praxis getestet werden.

Das EU-Projekt BRIMEE mit 14 Projektpartnern aus Forschung, Industrie und Architektur, die aus Europa und Israel stammen, läuft seit dem 01. Juli 2013 für vier Jahre und wird von der Europäischen Union im Rahmen des 7. Forschungsrahmenprogramms finanziell gefördert. Aus Deutschland wirkt neben Fraunhofer UMSICHT die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) mit.

 

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