Warum NETZSCH-Wärmefluss-Messapparaturen zur Reduzierung von C02 Emissionen beitragen

Gut isolierte Gebäude sind ein Schlüsselfaktor zur Reduzierung von CO₂-Emissionen. Studien zeigen, dass der Energieverbrauch von richtig gedämmten Gebäuden um bis zu 60 % verringert werden kann [1]. Regierungen haben strenge Vorschriften zur Gebäudedämmung erlassen, um die Kohlenstoffemission zu reduzieren. Infolgedessen wächst der globale Dämmstoffmarkt kontinuierlich und die Nachfrage nach effektiven Dämmstoffen steigt.

In den meisten Applikationen ist die primäre Eigenschaft eines Wärmedämmstoffs seine Fähigkeit, die Wärmeübertragung zwischen einer Oberfläche und ihrer Umgebung oder zwischen einer Oberfläche und einer anderen Oberfläche zu verringern. Im Allgemeinen gilt: Je geringer die Wärmeleitfähigkeit eines Materials ist, desto größer ist seine Fähigkeit, bei einer bestimmten Materialstärke und unter bestimmten Bedingungen zu isolieren. Daher wird eine Messtechnik benötigt, die es ermöglicht, die Wärmeübertragungseigenschaften von Dämmstoffen sehr genau und präzise zu bestimmen. Die Heat-Flow-Meter-Methode (HFM) dient zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von Dämmstoffen.

ASTM-Normen zur Wärmedämmung– Geprüfte Produkteffizienz

Um den Markt mit noch wirksameren Wärmedämmstoffen zu versorgen, wird viel Aufwand in die Entwicklung von Materialien mit sehr niedriger Wärmeleitfähigkeit investiert. Bereits auf dem Markt erhältliche Wärmedämmprodukte hingegen werden regelmäßig getestet, um Qualität und Wirksamkeit zu gewährleisten. Die ASTM-Normen zur Wärmedämmung, wie z.B. ASTM C518, sind entscheidend für die Spezifizierung und Bewertung von Materialien und Methoden, die zur Reduzierung der Wärmeübertragungsrate eingesetzt werden. Diese Normen helfen Laboren und Instituten, Geräte- und Anlagenherstellern, Bauunternehmen und Industriebetrieben, die Materialien auf ihre Wirksamkeit zu prüfen.

Die Auswahl an Wärmedämmstoffen ist groß

Es existiert bereits eine große Auswahl an Wärmedämmstoffen. Angefangen mit den gängigen Materialien wie Glaswolle, Steinwolle, EPS (expandiertes Polystyrol) und XPS (extrudiertes Polystyrol) bis hin zu natürlichen Materialien wie Hanf, Stroh und Leinen oder am High-Tech-Ende des Spektrums Materialien wie Aerogele und VIPs (Vakuumisolationspaneele).

Die Effizienz all dieser Materialien wird in Übereinstimmung mit den ASTM-Wärmedämmnormen überprüft. Auf diese Weise lassen sie sich hinsichtlich ihrer Wärmeübertragungsrate spezifizieren, bewerten und kontrollieren.

Wärmeleitfähigkeit und Einflussfaktoren

Die Wärmeleitfähigkeit λ gibt den Wärmefluss an, der bei einem Temperaturunterschied von 1 Kelvin (K) durch eine 1 m²- oder 1 m-dicke Schicht eines Materials fließt. Die Einheit der Wärmeleitfähigkeit ist W/(m·K). Je kleiner λ, desto höher ist das Dämmvermögen eines Baustoffs. Die Wärmeleitfähigkeit eines Materials hängt hauptsächlich von folgenden Faktoren ab:

• Wärmeleitfähigkeit des Ausgangsmaterials
• Art, Größe und Anordnung der Poren oder Zellen
• Art und Druck der Gasbefüllung in den Poren
• Struktur der festen Bestandteile (kristallin, glasartig, faserförmig)
• Rohdichte
• Feuchtigkeitsgehalt
• Temperatur

Das Wärmeflussmessgerät – Genaue und schnelle Bestimmung von Wärmeleitfähigkeit und thermischen Widerstand

Die in der Norm zur Wärmeisolation ASTM C518 beschriebenen Wärmeflussmessgeräte (HFM, engl. heat flow meter) werden häufig für die Untersuchung von Materialien mit niedriger Wärmeleitfähigkeit eingesetzt. Das HFM-Gerät ist anwenderfreundlich und für eine breite Palette von Proben einsetzbar. Die Messergebnisse stehen schnell zur Verfügung.

In einem HFM werden die zu untersuchenden Proben zwischen zwei temperaturgeregelten Platten eingelegt (Abbildung 1). Ein integrierter Dickensensor misst die Probendicke. Bei komprimierbaren Proben können die Platten auf die gewünschte Dicke gefahren werden. In die Platten integrierte kalibrierte Wärmestromsensoren messen den Wärmefluss durch die Probe. Nach Erreichen des thermischen Gleichgewichts ist der Test beendet.

Was bei der Messung der Wärmeleitfähigkeit beachtet werden sollte

• Wichtig sind Probengröße und -dicke ‒ NETZSCH bietet die neue HFM 446 Lambda Eco-Reihe für drei unterschiedlichen Probengrößen von klein über medium bis groß an
• Materialien können austrocknen oder Feuchtigkeit aufnehmen und sind dann nicht mehr repräsentativ – stellen Sie sicher, dass Ihre Proben vor der Messung richtig gelagert werden
• Komprimierbare Materialien weisen unterschiedliche Eigenschaften auf, abhängig von Druck/DichteDie Massen-Dichte ist definiert als Verhältnis zwischen Masse und Volumen.Dichteänderung, die sie erfahren ‒ leicht komprimierbare Materialien benötigen eine präzise Steuerung von Last- und Plattenabstand

In Abbildung 3 ist der Einfluss der Materialdichte auf die Wärmeleitfähigkeit eines Glasfaser-Materials gezeigt.

Die neue HFM 446 Lambda Eco-Reihe spart Zeit und Energie

Die HFM 446 Lambda Eco-Reihe ist die neueste Baureihe von Wärmefluss-Messgeräten von NETZSCH.

Sie verfügt über eine optimierte Temperaturregelung für schnellere Messungen, einen energiesparenden Eco-Modus und eine insgesamt bessere Benutzerfreundlichkeit.

• Neuer Eco-Modus für geringeren Energieverbrauch
   
• Einfacher und unkomplizierter Aufbau für schnelle Inbetriebnahme (das Gerät wird vorkalibriert geliefert)
   
• Präzise Messungen an leicht komprimierbaren Proben mit der „Drive-to-Thickness“-Funktion
   
• Möglichkeit, mittels MultiCalibration einzelne Wärmefluss-Kalibrierungen zur Erhöhung der Genauigkeit zu kombinieren
   
• Einhaltung von Normen mit dem Stability Configuration Manager leichtgemacht
   
• Neue Benutzeroberfläche für vereinfachte Gerätehandhabung und reibungslose Arbeitsabläufe
   
• Kompaktes stand-alone Gerät, kein PC erforderlich

Zusammenfassung

Eine effiziente Wärmedämmung von Gebäuden spielt eine wesentliche Rolle bei den Bemühungen, CO₂-Emissionen zu reduzieren. Diese sind auch unerlässlich, um sicherzustellen, dass die auf dem Markt erhältlichen Produkte mit der kommunizierten Effizienz übereinstimmen.

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Quelle

[1] FIW München Bericht 12/12: Technologien und Techniken zur Verbesserung der Energieeffizienz von Gebäuden durch Wärmedämmstoffe