Gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages.
Laufzeit VIG: August 2004 – Oktober 2006
Laufzeit ProVIG: Juni 2007 – März 2011
Ansprechpartner:
Dr. Helmut Weinläder
Tel.: 0931-70564-48, Fax: -60
E-Mail: weinlaeder@zae.uni-wuerzburg.de
VIG - Vakuum-Isolierglas / ProVIG - Produktionstechniken für Vakuum-Isolierglas
Stand der Technik
Verglasungen bilden immer noch die wärmetechnische Schwachstelle von Gebäuden:
- Konventionelle Doppelverglasungen erreichen bestenfalls Dämmwerte von U = 1,1 W/(m2K).
- Hochdämmende passivhaustaugliche Verglasungen erreichen Dämmwerte von U = 0,8 W/(m2K). Dies lässt sich nur mit aufwändigen Dreischeibenaufbauten realisieren.
- Herkömmliche Vakuumverglasungen erreichen im Zweischeibenaufbau ebenfalls nur Dämmwerte von bestenfalls U = 1,1 W/(m2K) (Qingdao Hengda Industry Co., China) bzw. U = 1,3 W/(m2K) (Nippon Sheet Glass, Japan). Dies liegt an den dabei verwendeten Herstellungsverfahren, bei denen hohe Temperaturen auftreten. Diese schließen den Einsatz hochwertiger low-ε-Schichten (Softcoatings) aus.
Projektziel
Entwicklung eines Vakuum-Isolierglases mit einem Wärmedurchgangskoeffizienten von U = 0,5 W/(m2K) im Zweischeibenaufbau. Die Vorteile einer solchen Verglasung liegen auf der Hand:
- Exzellente Dämmeigenschaften
- Leicht nachrüstbar
- Schlanker Systemaufbau <10mm (bei 4mm Glasdicke)
- Geringes Gewicht
Konzept Vakuum Isolierglas
Anwendungsmöglichkeite
- Hochdämmende Verglasungen für Neubauten (ideal für Niedrigenergie- und Passivhäuser)
- Energetische Altbausanierung (mit 400 Mio. Altbau-Fenstereinheiten in Deutschland ein enormes Energieeinsparpotenzial!)
- Als Fahrzeugverglasung bei Bahn, Bussen, PKW
Praktische Umsetzung
Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung gasdichter Randverbünde bei niedrigen Temperaturen. Hierzu werden drei Ansätze verfolgt:
- Löten von Metallfolie
- Ganzglasrandverbund
- Hochbarrierekleber
Bei den beiden ersten Verfahren tritt die Erwärmung lokal eingeschränkt auf und findet nur im Bereich des Randverbundes statt. Das Klebeverfahren erlaubt Fügen der Werkstoffe nahezu ohne Erwärmung.
Weiterhin werden low-ε-Schichten mit hochreflektierenden IR-Eigenschaften entwickelt, die eine höhere Temperaturstabilität aufweisen als bisherige Schichten.
Theoretische Auslegung
Modellierung der Wärmetransportvorgänge im Vakuum-Isolierglas:
Einfluss von Randverbund (blauer Streifen) und Stützen (gelbe Punkte) auf den Wärmedurchgang. Vor allem der Randverbund stellt eine kritische Wärmebrücke dar.
An die low-e-Schichten werden höchste Anforderungen gestellt. Bereits bei Grenzwerten von 0,14 bzw. 0,08 (bei einseitiger bzw. beidseitiger Aufbringung) führt der Strahlungswärmetransport allein zu einem U-Wert von 0,4 W/(m2K).
[Bild: Fraunhofer IWM] - Berechnung der auftretenden mechanischen Spannungen im Vakuum-Isolierglas. Kritische Stellen sind hier der Randverbund sowie die Bereiche über (blau) und zwischen (rot) den Stützen.
Ergebnis
Im Rahmen des Projektes konnte die Machbarkeit eines Vakuum-Isolierglases erfolgreich gezeigt werden. Das VIG zeigt dabei hervorragende Eigenschaften:
- U < 0,5 W/(m2K)
- Randverbund gasdicht
- mechanische Belastbarkeit wie herkömmliche Verglasungen (z.B. Isolierglas)
Zwei Vakuum-Isolierglas-Exponate auf der glasstec 2006 in Düsseldorf
Im Rahmen des Anschlussprojektes ProVIG wird nun die Produktionstechnik zur Herstellung von Vakuum-Isolierglas entwickelt. Diese wird bis Ende 2012 zur Verfügung stehen.
Das ZAE Bayern stellt bei der glasstec 2010 aus.
Konsortium ProVIG (www.vig-info.de)
