Aerogel in Fenstern: Hightech-Dämmung für besondere Anwendungen

Aerogel in Fenstern: Hightech-Dämmung für besondere Anwendungen

Aerogel klingt nach Science-Fiction – ist aber ein reales Material, das seit Jahrzehnten in der Raumfahrt, Industrie und Gebäudetechnik eingesetzt wird. Als leichtestes Festmaterial der Welt, bestehend zu über 95 Prozent aus Luft, bietet es außergewöhnliche Wärmedämmeigenschaften. Für Fenster eröffnet das neue Möglichkeiten – aber mit klaren Einschränkungen, die für die meisten Anwendungen ausschlaggebend sind.

Was ist Aerogel?

Aerogel ist ein hochporöser Feststoff, der durch Extraktion der Flüssigkeit aus einem Gel unter Vermeidung von Kapillarzugkräften hergestellt wird – ein Prozess namens superkritische Trocknung. Das Ergebnis ist ein Material, das zu 95 bis 99,8 Prozent aus Luft besteht, aber trotzdem stabil genug ist, um als Festkörper zu existieren.

Seine thermischen Eigenschaften sind außergewöhnlich:

Für die Wärmedämmtechnik ist Aerogel vor allem dort interessant, wo Platz für konventionelle Dämmung fehlt – was in Fenstern und Fassadenkonstruktionen besonders häufig der Fall ist.

Aerogel in Verglasungen: Funktionsprinzip

In Fensteranwendungen wird Aerogel meist in Form von Granulat oder Platten als Füllmaterial im Scheibenzwischenraum eingesetzt. Anstelle von Argon- oder Krypton-Gasfüllung tritt das Aerogel-Material. Da Aerogel eine deutlich geringere Wärmeleitfähigkeit hat als alle Gase, lassen sich ähnliche oder bessere Ug-Werte bei deutlich geringerem Scheibenabstand erreichen.

Aeroglasprodukte gibt es in zwei Hauptvarianten:

Lichtdurchlässigkeit: Transluzent, nicht transparent

Das größte Hindernis für den Einsatz von Aerogel in konventionellen Fenstern ist die optische Eigenschaft: Aerogel streut Licht stark. Es ist transluzent – Licht dringt hindurch, aber man kann nicht hindurchsehen. Das Material erzeugt einen gleichmäßig weißlich-milchigen Effekt.

Für Außenfenster in Wohn- oder Büroräumen ist das in den meisten Fällen nicht akzeptabel. Niemand möchte durch sein Wohnzimmerfenster schauen und eine weiße Milchscheibe vor sich haben.

Für bestimmte Anwendungen ist die transluzente Eigenschaft aber kein Nachteil oder sogar gewünscht:

Kosten: Sehr hoch, mit sinkender Tendenz

Aerogel-Verglasungen sind derzeit erheblich teurer als konventionelle Mehrscheiben-Isolierverglasungen. Je nach Produkt, Glasgröße und Hersteller kosten Aerogel-Glaselemente 5 bis 15 Mal so viel wie vergleichbare Dreifachverglasung.

Namhafte Produkte wie Kapilux (Evonik) oder Cabot Lumira bieten transluzente Aerogel-Füllstoffe für Verglasungen an, die vor allem im gewerblichen Bereich und in Sonderprojekten eingesetzt werden.

Die Produktionskosten für Aerogel sind in den letzten Jahrzehnten kontinuierlich gesunken, da die Herstellungsmengen gestiegen sind. Experten erwarten, dass Aerogel-Produkte in den nächsten 10 bis 15 Jahren deutlich günstiger werden.

Nischenanwendungen und Forschungsstand

Für die Gebäudetechnik in Deutschland ist Aerogel derzeit noch eine Nischentechnologie. Die Hauptanwendungsfelder sind:

Für konventionelle Wohngebäude bleibt konventionelle Dreifach- oder Vakuumverglasung die praktischere und wirtschaftlichere Wahl. Aerogel-Fenster sind das, was sie sind: Hightech-Lösungen für Sonderfälle, in denen keine andere Technologie die Anforderungen erfüllen kann.