Transparente Wärmedämmung (TWD) – Energieeinsparung durch eine innovative Dämmung

Eine transparente Wärmedämmung (TWD) erfüllt zwei Funktionen: Einerseits wirkt sie selbst als Dämmschicht, außerdem nutzt sie die Sonnenenergie zur unterstützenden Erwärmung des Gebäudes.

Transparente Wärmedämmungen bestehen aus Materialien, die eine gute Wärmedämmung mit hoher Lichtdurchlässigkeit kombinieren. Bewirkt werden diese Eigenschaften durch Waben-, Hohlkammer- oder Kapillarstrukturen sowie lichtdurchlässige Granulate (Aerogel). TWD-Materialien sind in der Lage, die einfallenden Lichtstrahlen zu streuen und die Lichtenergie in einer darunter liegenden Absorptionsschicht in Wärme umzuwandeln. Eine transparente Wärmedämmung ist damit eine passive Nutzungsform der Solarthermie. TWD eignet sich sowohl für Neubauten als auch für eine energetische Sanierung.

Tabelle 1: Die Eigenschaften von transparenten Wärmedämmungen im Überblick

In den Vorgaben zu den minimalen Dämmdicken der Energieeinsparverordnung (EnEV) 2014 werden transparente Wärmedämmungen nicht berücksichtigt – die Dicke der Dämmschicht richtet sich nach der jeweiligen Materialstruktur. Gleiches gilt für das Gewicht bzw. die Rohdichte einer TWD.

Wie funktioniert eine transparente Wärmedämmung?

Eine TWD besteht meist aus sehr dünnen (kapillaren) Röhrchen aus Kunststoff oder Glas, die zwischen zwei Glasscheiben angeordnet („gestapelt“) werden. Solche Materialien sind nicht völlig transparent, sondern bewirken Streulicht, das sich gleichmäßig verteilt. Bei Aerogelen haben die Granulat-Kügelchen die gleiche Wirkungsweise. Wieviel Licht durch die Dämmung aufgenommen wird, richtet sich nach dem Einfallswinkel der Sonnenstrahlung. Hinter der transparenten Dämmschicht befindet sich ein massiver Wandbaustoff mit guter Wärmeleitfähigkeit, der die Solarenergie aufnimmt und ins Innere des Gebäudes weiterleitet. Gleichzeitig sind die Massivwände in der Lage, einen Teil der Wärmeenergie zu speichern und zeitverzögert in die Innenräume abzugeben.

Preis und Hersteller von TWDs

Transparente Wärmedämmungen kommen im Rahmen von Wärmedämmungsverbundsystemen (WDVS) und einem energetisch definierten Gesamtkonzept zum Einsatz. Ihr m2-Preis bewegt sich zwischen 200 und 700 Euro. Mit den Kosten für konventionelle Wärmedämmungen – beispielsweise Mineralwollen, Polystyrol (EPS, XPS) oder Naturdämmstoffe – sind die Preise der Systeme nicht vergleichbar. TWDs werden von Herstellern von Baugläsern und innovativen Baustoffen produziert, zum Teil wird die Entwicklung der Systeme durch technikwissenschaftliche Forschungsprojekte begleitet. Bekannte Namen im deutschsprachigen Raum sind beispielsweise Wacotech, Hedde und isobouw.

Über welche bauphysikalischen Eigenschaften verfügt eine transparente Wärmedämmung?

Die Wärmeleitfähigkeit (? – Lambda) transparenter Wärmedämmungen liegt zwischen 0,066 – 1,40 W/mK (Watt pro Meter x Kelvin). Damit ist ihre Wärmedämmungsleistung im Vergleich zu konventionellen Dämmstoffen sehr moderat, was durch die Energieersparnis, die eine TWD bewirkt, jedoch mehr als kompensiert wird. Daneben ermöglicht diese Dämmungsform einen exzellenten Schallschutz.

Diffusionsoffenheit und Kapillaraktivität

TWD-Bauelemente müssen diffusionsoffen sein: Die Luft in einer TWD wird tagsüber erwärmt, dehnt sich folglich aus und wird aus dem Element herausgedrückt – nachts kühlt sie ab, verkleinert ihr Volumen und zieht Außenluft in die TWD. Je nach Material und Konstruktion kann die Diffusionsoffenheit des Materials jedoch sehr unterschiedlich sein.

Tabelle 2: TWD und konventionelle Wärmedämmstoffe im Vergleich

Einsatzbereiche transparenter Wärmedämmungen

Das grundsätzliche Einsatzgebiet von TWDs ist die Fassadendämmung – transparente Wärmedämmungen sind Außen-Dämmsysteme für Wände und Fassaden. In der Regel werden sie mit einem konventionellen WDVS kombiniert. Der Fachverband Transparente Wärmedämmung gibt an, dass die Systeme vor allem für die Verwendung an massiven Mauern mit hoher Rohdichte geeignet sind.

Wieviel Energie lässt sich durch eine transparente Wärmedämmung sparen?

Für die Energieersparnis durch eine TWD gibt es keinen pauschalen Wert. Sie ist abhängig von den verbauten Materialien sowie von Wetterlagen und Sonnenstunden. An Südfassaden kann der jährliche Energiegewinn etwa 120 kWh/m2 pro Jahr betragen, an den übrigen Fassaden bewegen sich die Energiegewinne zwischen 30 und 80 kWh/m2.

TWDs in der warmen Jahreszeit

Um eine zu starke Sonneneinstrahlung und entsprechende Hitzeeffekte in der warmen Jahreszeit zu minimieren, ist das Anbringen aktiver Verschattungssysteme empfehlenswert.

Vor- und Nachteile transparenter Wärmedämmungen

• Vorteile: Der größte Vorteil von TWDs besteht in der Kopplung von Solarthermie – also Klimatisierungseffekten durch Sonnenenergie – und Wärmedämmung.
• Nachteil: TWDs sind im Vergleich zu konventionellen Wärmedämmungen teuer. Vor der Entscheidung für ein solches Dämmsystem sollte daher eine Kosten-Nutzen-Rechnung durch einen Energieexperten oder einen Fachbetrieb erfolgen.