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Hochleistungsdämmstoffe wie Aerogele sind teuer. Gleichzeitig bieten sie einen schlagkräftigen Vorteil: Je dünner die Dämmung eines Gebäudes, desto grösser dessen Nutzfläche. Ein Forschungsteam der Empa zeigt, wann und wo sich der Einsatz von Aerogel heute schon lohnt und wagt eine optimistische Prognose.
Seit Monaten steigen die Schweizer Immobilienpreise und lassen dabei so manchen Traum vom Eigenheim platzen. Besonders in Städten wie Zürich, Genf, Lugano und Basel gehören die Quadratmeterpreise zu den höchsten von ganz Europa. Ein Quadratmeter Nutzfläche ist also bares Geld – in Zürich im Schnitt rund 12'700 Franken. Wer clever – und vor allem – wirtschaftlich baut, versucht seine nutzbare Gebäudefläche deshalb möglichst zu maximieren, sowohl bei einem Neubau als auch bei einer Renovation.
Dabei können Hochleistungsdämmstoffe wie Aerogele eine wichtige Rolle spielen. Für die gleiche Dämmwirkung kommen solche Materialien mit der Hälfte oder gar nur einem Viertel an Material aus im Vergleich zu herkömmlichen Dämmstoffen. Dafür sind solche Hochleistungsisolationen allerdings auch um ein vielfaches teurer. Ein Team rund um den Empa-Forscher Jannis Wernery hat sich in seiner jüngsten Studie die Frage gestellt: Wann rentiert der Einsatz von superisolierenden Materialien? Oder besser: Wann ist der finanzielle Vorteil der zusätzlichen Fläche grösser als die Mehrkosten des teureren Dämmmaterials, das zu diesem Flächengewinn führt? «Dazu haben wir eine einfache Gleichung hergeleitet, die in Zukunft auch Planern dazu dienen kann, sich bereits früh im Prozess für das geeignete Dämmmaterial zu entscheiden», erklärt Wernery.
Potenzial in Europa, Nordamerika und Asien
Dass sich der Einsatz von Hochleistungsdämmung insbesondere im Kontext des verdichteten Bauens in Städten lohnt, liegt auf der Hand. Die Forschenden haben sich für ihre Analyse die 25 teuersten Städte in Europa, in Nordamerika und in Asien angeschaut. In allen drei Regionen identifizierten sie grosses Potenzial: Das Bauen mit Aerogel anstelle von Mineralwolle lohnt sich in einer ersten Betrachtung überall dort, wo der Quadratmeterpreis über 8'000 Franken liegt. In Europa gilt das für die 15 teuersten Städte – darunter auch die vier bereits erwähnten Schweizer Städte. In Nordamerika sind es die 14 teuersten Städte – von New York bis Waikiki. Und in Asien sind es die zehn teuersten Städte.
Ein reales Beispiel an der Hohlstrasse in Zürich zeigt, wie lukrativ der Einsatz von Hochleistungsdämmstoffen sein kann. Das Wohn- und Gewerbehaus in der Innenstadt wurde zwischen 2015 und 2019 neu gebaut und gilt als erstes Gebäude der Schweiz, das praktisch ausschliesslich mit Aerogel gedämmt wurde. Das Haus ist das letzte Stück einer Blockrandbebauung. Die äusseren Gebäudemasse mussten deshalb mit den bestehenden Bauten korrespondieren und liessen keinen Spielraum zu. «Um die innere Nutzfläche zu maximieren, wurde eine Holz-Aerogel-Fassade eingesetzt, die gerade mal 14 Zentimeter dick ist», sagt Wernery, der mit seinem Team in der Planungs- und Bauphase des Gebäudes als wissenschaftlicher Berater fungierte. «Zum Vergleich: Eine Fassade mit konventionellem Dämmmaterial wäre rund 20 Zentimeter dick gewesen», so der Empa-Forscher.
Hochgerechnet auf das ganze Gebäude entstanden so durch den Einsatz des Hochleistungsdämmstoffs rund 30 zusätzliche Quadratmeter Nutzfläche. Bei einem Quadratmeterpreis von 12'700 Franken bedeutet das einen Mehrwert von 381'000 Franken. Zieht man davon die Mehrkosten von Aerogel gegenüber konventioneller Dämmung ab, bleibt ein Profit von etwa 247'000 Franken.
«Das ist der Stand heute», sagt Wernery. «Noch spannender wird es, wenn man einen Blick in die Zukunft wirft.» Der Einsatz von Aerogel im Baubereich ist noch sehr neu. Gleichzeitig gibt es grosse Forschungsbestrebungen – unter anderem an der Empa –, den Produktionsprozess von Aerogelen zu vereinfachen und das Material damit günstiger zu machen. «Verglichen mit den heutigen Herstellungsmethoden liegt im besten Fall eine Halbierung der Produktionskosten für Aerogel-Granulate drin», sagt Wernery. Tritt dieser Fall ein und steigen die Immobilienpreise weiterhin an, sind es bald nicht mehr nur die teuersten Städte der Welt, in denen sich der Einsatz von Aerogel finanziell rechnet.
Vorgefertigte Aerogel-Holzelemente in der NEST-Unit «Sprint»
Gemeinsam mit den Unternehmen AGITEG AG und ERNE AG Holzbau und unterstützt von der Innosuisse entwickelte die Empa-Forschungsgruppe von Jannis Wernery vorgefertigte Aerogel-Holzelemente, die sich sowohl für Neubauten und Aufstockungen als auch für Sanierungen eignen. Die Elemente bestehen aus OSB-Platten mit Aerogel gefüllten Zwischenräumen. Bei einer Dicke von 15 Zentimetern erreichen die Elemente einen U-Wert (Wärmedurchgangskoeffizient) von 0.2 W/(m2K). Für einen ersten Praxistest wurden die neuen Elemente in der NEST-Unit «Sprint» eingebaut, die Ende August 2021 im Forschungs- und Innovationsgebäude von Empa und Eawag eröffnet wurde. Die Sprint-Unit wurde fast vollständig mit wiederverwendeten Bauteilen und Ausschussmaterialien gebaut. Dieser Maxime folgend kam auch für die Aerogel-Holzelemente Verschnitt und Ausschussmaterial aus der Produktion von Aerogelplatten und -granulat zum Einsatz. Mit einem Monitoring in den Fassadenelementen wird deren Funktion nun laufend analysiert.
Dr. Jannis Wernery
Building Energy Materials and Components
Tel. +41 58 765 4946
Jannis.Wernery@empa.ch
https://www.empa.ch/web/s604/aerogel1 Empa-Homepage
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