Herstellung und Analyse schaumstoffartiger Dämmstoffe aus Laubholz und Siliziumchemikalien (BuSiGC)
Der Anstieg der weltweiten Kohlendioxidemissionen während der letzten 100 Jahre erfordert nicht nur eine konsequente Energiewende, sondern auch eine nachhaltige Rohstoffwende, um die international vereinbarten Klimaschutzziele zu erreichen Durch die Nutzung nachwachsender Rohstoffe kann die industrielle Emission von C02 weitgehend vermieden werden und im Gegenteil eine Absorption von C02 aus der Atmosphäre erreicht werden. Durch die bevorzugte Verwendung pflanzlicher Quellen für Materialien in Verbindung mit Solar-/Wind-/Wasser und Reststoffen (Kaskadennutzung) als regenerative Energieträger wird eine optimale und nachhaltig wirksame Ressourceneffizienz erreicht. Das in diesem Projekt zu bearbeitende Thema soll mit der Herstellung innovativer Dämmstoffe einen Beitrag der Materialforschung zur effizienten Energieverwendung leisten.
Hintergrund und Motivation
In Deutschland werden etwa 20 % der Endenergie zur Wärmeversorgung von Privatwohnungen verwendet (Energiedaten; Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie; 2018). Etwa 80% dieser Energie wird zur Wärmeversorgung von älteren Bestandsgebäuden (Baujahre 1980 und früher) benötigt. Diese unsanierten Gebäude haben etwa den 5-fachen Heizwärmebedarf von modernen EnEV-konformen Wohngebäuden. Damit können ohne die Reduktion des Energiebedarfs zur Wärmeversorgung von Wohngebäuden die Klimaziele der Bundesregierung für 2050 (Reduktion der C02-Emissionen um 80 bis 95 % bezogen auf 1990) auf keinen Fall erreicht werden. Folglich besteht der dringende Bedarf zur energetischen Sanierung von Gebäuden.
Im Gebäudesektor besteht daher der Bedarf nach sehr energieeffizienten Gebäuden, wobei neben Heizverfahren auch passive Strategien der Wärmedämmung zur Reduktion des Heizenergiebedarfs eine große Rolle spielen. Häufig verwendete wärmedämmende Außenverkleidungen beruhen auf dem Verbau von Glasfaser- oder Steinwollmatten, Polystyrolbauteilen oder dem Einblasen flockiger Fasern verschiedener pflanzlicher Materialien in Hohlräume (v.a. Altpapier und Holz), insbesondere beim Holzbau. Mineralische und Kunststoffdämmmaterialien besitzen sehr gute Dämmeigenschaften (As 0,04 W/(m2 K). Diese sind mit Marktpreisen von 95 bis 130 EUR/m3 für die Dämmmaßnahme (siehe (Wärmedämmung: Kosten) sehr kostengünstig und damit der aktuell am weitest verbreitete Stand der Technik. Sie haben aber selbst eine sehr schlechte C02-Bilanz. Zur Herstellung eines Quadratmeters einer klassischen (gemauerten) und gut gedämmten Wohnhauswand wird der Energiegehalt von ca. 40 Liter Öl für Polystyrol, Kalk, Ziegel und deren Herstellung benötigt. Eine Wand auf Holz-Stroh-Lehm-Kalk-Basis benötigt nur etwa 15 % dieser Energie ("Strohgedämmte Gebäude"; D. Schrammer; Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.; Gülzow-Prüzen; 2013). Bei der Herstellung können also etwa 85 % der Energie durch die Verwendung von biologischen Materialien eingespart werden. Materialien auf der Basis nachwachsender Rohstoffe eignen sich für einen Wechsel der Rohstoffbasis weg von fossilen Rohstoffen daher sehr gut.
