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WO2016142480A1 - Isolierelement - Google Patents

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Publication number
WO2016142480A1
WO2016142480A1 PCT/EP2016/055165 EP2016055165W WO2016142480A1 WO 2016142480 A1 WO2016142480 A1 WO 2016142480A1 EP 2016055165 W EP2016055165 W EP 2016055165W WO 2016142480 A1 WO2016142480 A1 WO 2016142480A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
insulating
insulating element
dimensionally stable
gas
insulation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2016/055165
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Nikolaus Nestle
Andreas Hafner
Frank Schneider
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Publication of WO2016142480A1 publication Critical patent/WO2016142480A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/76—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • E04B1/78—Heat insulating elements
    • E04B1/80—Heat insulating elements slab-shaped
    • E04B1/803—Heat insulating elements slab-shaped with vacuum spaces included in the slab
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/24—Structural elements or technologies for improving thermal insulation
    • Y02A30/242—Slab shaped vacuum insulation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B80/00—Architectural or constructional elements improving the thermal performance of buildings
    • Y02B80/10—Insulation, e.g. vacuum or aerogel insulation

Definitions

  • the invention relates to an insulating element and its use for the insulation of vehicles and for the internal insulation of buildings.
  • Insulating for the isolation of vehicles or the internal insulation of buildings are known per se. Frequently, with such insulating elements, which are used in buildings, but especially in vehicles, a dew point below the insulation can be expected, so that they must be protected against condensation. Condensation is conveniently countered by placing the insulation in such a way that dew point undershoot is not expected. Where this is not possible, attempts are either made to minimize the ingress of moisture by so-called vapor braking, or else one uses particularly vapor-permeable insulation, in which rapid drying after the end of the dew point is expected. In both cases it is often incomplete to avoid the problem of permanent dampening of the insulation. The use of diffusion-open insulation reaches its limits, especially in the case of long-lasting and very severe dew point violations.
  • an insulating element (1) comprising
  • the insulating member (1) has an internal pressure of 0.15 bar to 0.8 bar.
  • an insulating element (1) comprising
  • the insulating member (1) has an internal pressure of 0.1 bar to 0.8 bar.
  • the present invention has the advantage that not only achieves the necessary dimensional stability by the insulating material used (3), but also a gas-tight installation is made possible.
  • the gas-tight jacket (5) which ensures the maintenance of the reduced internal pressure, makes the insulating element (1) within wide limits independent of external influences of temperature and / or pressure.
  • the insulating element is easy to shape, so that it is suitable for various applications can be used.
  • the insulating element (1) comprises at least one dimensionally stable insulating material (3) and at least one gas-tight jacket (5) of the dimensionally stable insulating material (3).
  • the insulating element (1) has an internal pressure of 0.15 bar to 0.8 bar.
  • the internal pressure is preferably 0.2 bar to 0.6 bar, in particular 0.3 bar to 0.5 bar.
  • the internal pressure of the invention is below the usual ambient pressure, but still significantly above the pressure, which is commonly referred to as vacuum. In the context of the invention, it is also possible to speak of "negative pressure" in the case of this internal pressure, which is lower than the normal pressure.
  • the internal pressure according to the invention of at least 0.15 bar has the advantage that it is less expensive to set compared to lower pressures of 0.1 bar or less. It is therefore possible to use a simpler pump technology for setting this pressure range according to the invention. Overall, an internal pressure of at least 0.15 bar energetically cheaper. Nevertheless, the internal pressure according to the invention has the further advantages listed below. Since the internal pressure according to the invention is far above the pressure ranges which are used, for example, for vacuum insulation, the requirements for the barrier effect of the gas-tight sheath (5) can be significantly lower than in the vacuum insulation elements known from the prior art.
  • the gas-tight sheath (5) numerous polymeric materials, in particular translucent or transparent, can be used, as defined in detail below, without having to provide additional barrier systems, such as metal coatings, as used for vacuum insulation.
  • the internal pressure of the invention in addition to its influence on the dimensional stability also has a positive effect on the insulating effect of the insulating material used (3).
  • the insulating materials (3) according to the invention in addition to the heat conduction of the gas remaining in the insulating element (1) and the so-called matrix contribution of the insulating material (3), even convective heat conduction processes can play a significant role, depending on the coarseness of the pore structure.
  • insulating material As dimensionally stable insulating material (3), materials known to the person skilled in the art can be used.
  • insulating material is meant a material with low thermal conductivity.
  • “Dimensionally stable” means in the case of the insulating element according to the invention (1), on the one hand, that its thermal expansion in the range of typical solids values is (ie, 2 x 10 "6 ⁇ " 1 to 2 ⁇ 10 _4 ⁇ "1), and on the other hand, that the insulating material used does not deform under the prevailing internal pressure, ie is able to bear a compression load corresponding to the internal pressure, in which case the dimensions of the insulating element (1) according to the invention will be dimensionally stable regardless of external influences Damping material (3) with the gas-tight sheathing (5) arranged therearound and not by the gas volume remaining in the insulating element (1) Under the external influences are all for a use of the insulating (1) expected conditions with respect to temperature, temperature differences, ambient pressure and to understand pressure differences.
  • a gas-tight casing (5) of the dimensionally stable insulating material (3) in the sense of the present invention is to be understood such that the gas-tight casing (5) completely surrounds and encloses the dimensionally stable insulating material (3) so that it protrudes outwards gas-tight is completed.
  • more than one gas-tight casing (5) may include the dimensionally stable insulating material (3).
  • gas-tight sheath (5) materials known to the person skilled in the art can be used. The gas-tight sheath (5) will be explained in detail below.
  • this may include the dimensionally stable insulating material (3)
  • a plate-shaped dimensionally stable material which has a compressive strength of at least 5 kPa, preferably at least 15 kPa, and up to 200 kPa, preferably up to 2 MPa, and / or a coefficient of thermal expansion of 2 ⁇ 10 -6 K -1 to 2 ⁇ 10 "4 K " 1 , preferably from 2 ⁇ 10 -6 K “1 to 8 ⁇ 10 5 K -1 , and / or ii) comprises a bed of a dimensionally stable particulate material.
  • plate-shaped dimensionally stable material refers, according to the present invention, to a material which is formed as a discrete element and stable in itself, so that it can be produced and handled as a plate, but also as a cuboid or the like. It may be a single element (eg a plate), but also a composite of several elements (eg a layer composite). In particular, grid-like plates and / or plate-shaped honeycomb structures can be used.
  • the "plate-shaped dimensionally stable material” fulfills the definition according to the invention of "dimensionally stable”.
  • the above-stated compressive strength according to the invention represents a measurable quantity of dimensional stability with respect to compression loads
  • the thermal Expansion coefficient is a material property known to those skilled in the art, which describes the dimensional stability of solid body with temperature changes, ie the temperature-dependent volume changes.
  • Compressive strength is the ratio of the breaking load and the cross-sectional area A of a body expressed as force per area (N / mm 2 ) and therefore has the unit of a mechanical stress.
  • the person skilled in the art is familiar with suitable methods for measuring compressive strength, which may depend on the type of body to be measured and are determined as uniaxial, biaxial or triaxial compressive strength.
  • the values for compressive strength given in the present invention are values for the uniaxial compressive strength.
  • thermal expansion coefficient suitable methods for determining the thermal expansion coefficient are known to the person skilled in the art.
  • the materials used in the present invention are solids having substantially isotropic properties.
  • the values for the coefficients of thermal expansion given in the present invention are values for the coefficient of linear expansion.
  • bed of a dimensionally stable particulate material is understood to mean that the bed itself can, within certain limits, be deformed or brought into shape by its flow properties, the particulate material forming the bed, i. each individual particle, taken in isolation, is dimensionally stable in the sense of the present invention.
  • the gas-tight sheath (5) as a type of hollow body in the desired dimensions, then to fill it with the bed, Close the gas-tight sheath (5) and finally adjust the internal pressure.
  • the internal pressure according to the invention is then achieved simultaneously that the bed can not deform due to the compression load.
  • the gas-tight casing (5) of the insulating element (1) according to the invention has a permeability to nitrogen and / or oxygen of less than 10 ml / (m 2 » d), preferably less than 3 ml / (m 2» d), and at least 0.001 ml / (m 2 » d).
  • the specified permeability according to the invention represents a measurable quantity for the term "gas-tight".
  • the insulating element (1) has a heat transfer coefficient U of 0.05 W / (m 2 » K) to 3 W / (m 2» K), preferably 0, 1 W / (m 2 -K) to 1 , 7 W / (m 2 » K), more preferably between 0.14 W / (m 2» K) and 1, 0 W / (m 2 « K).
  • the heat transfer coefficient U is a specific characteristic value of a component or building material in construction, which in principle indicates its thermal insulation properties. The higher the U value, the worse the thermal insulation property of the component or building material.
  • U-values of a maximum of 0.22 W / (m 2 » K) are permissible in new buildings in the currently valid Energy Saving Ordinance (EnEV) in Germany.
  • the maximum values for glazing are 1, 1 W / (m 2 » K).
  • the insulating element (1) a diffusion density for oxygen from 0.03 cm 3 / (bar » m 2» d) to 2 cm 3 / (bar » m 2 » d), preferably 0, 1 cm 3 / (bar » m 2 » d) to 0.5 cm 3 / (bar » m 2 » d).
  • the insulating element (1) according to the invention is to be used outside a closed insulating glass unit, it must be ensured that by selecting a suitable material of the casing (5) an s d value for water vapor of at least 100 m, preferably at least 1 .500 m, and up to 30,000 m.
  • a suitable material of the casing (5) an s d value for water vapor of at least 100 m, preferably at least 1 .500 m, and up to 30,000 m.
  • Materials for the sheath (5) according to the invention will be described in more detail below.
  • the s d value is the "water vapor diffusion equivalent air layer thickness" and represents a building physics measure for the water vapor diffusion resistance of a component or a component layer and thus defines its property as a vapor barrier.
  • the S d value indicates the thickness which a quiescent air layer must have, so that it flows through the same diffusion current in the stationary state and under the same boundary conditions as the component under consideration.
  • EPS expanded polystyrene
  • XPS extruded polystyrene
  • the insulating element (1) thus has an s d value which is superior to conventional insulation units.
  • An s d value of this magnitude ensures that even with very unfavorable humidity and temperature conditions, as for example in an internal insulation of the metallic outer wall of a railway vehicle may occur, no dew point can take place within the insulation. As a result, a degradation of the insulation effect by accumulation of moisture in the insulation material can be excluded, which is a major problem in insulation according to the prior art in vehicles.
  • the dimensionally stable insulating material (3) may according to the invention preferably comprise at least one material selected from polymethyl methacrylate and its copolymers, expanded or extruded polystyrene and its copolymers, polycarbonate and its copolymers, polyethylene terephthalate (PET) and its copolymers, thermoplastic particle foams, melamine resin foam, polymer foams or porous silicate-based materials.
  • thermoplastic particle foams are expanded polystyrene (EPS) and polyolefin foams such as those sold as products under the brand names Neopolen® (a polypropylene foam) or E-Por® (a polystyrene / polyethylene interpolymer) from BASF SE.
  • EPS expanded polystyrene
  • Neopolen® a polypropylene foam
  • E-Por® a polystyrene / polyethylene interpolymer
  • the material for the gas-tight sheath (5) according to the invention comprise polymers, in particular thermoplastic polyesters, modified polyolefins (especially poly-ethylene-vinyl acetate (EVA)), copolymers of vinyl chloride and vinylidene chloride, polyamides and / or multilayer laminates of these polymers as well as composites of these materials oxidic minerals.
  • polymers in particular thermoplastic polyesters, modified polyolefins (especially poly-ethylene-vinyl acetate (EVA)), copolymers of vinyl chloride and vinylidene chloride, polyamides and / or multilayer laminates of these polymers as well as composites of these materials oxidic minerals.
  • EVA poly-ethylene-vinyl acetate
  • metallized films or laminates can be used with metallized films.
  • the gas-tight sheath (5) can be made of either comparatively thin plates (with a plate thickness of 0.1 mm to 3 mm) or foil-like materials (flexible materials with a thickness of 20 ⁇ to 150 ⁇ ), as these themselves no major mechanical Must absorb loads.
  • the mechanical Loads are carried by the dimensionally stable insulating material (3).
  • Concrete examples of the material of the gas-tight sheath (5) are, for example, films of polyvinylidene chloride (PVDC) having a thickness of about 100 ⁇ or laminated films with a layer of about 50 ⁇ thickness of an EVA copolymer such as the EVAL® materials (an ethylene-vinyl alcohol copolymer) from Kuraray.
  • PVDC polyvinylidene chloride
  • the gas-tight sheathing (5) must be translucent or transparent in order to ensure the translucency of the entire component.
  • the insulating element (1) must be translucent. In particular, it has a translucency of between 5% and 99%, preferably between 20% and 95%. In translucent thermal insulation systems based on airgel packings with a thickness of approx. 6 cm, state-of-the-art translucency values of almost 50% are achieved. Elements according to the invention make it possible to realize a greater range of combinations of translucency and U-value than is the case with the possibilities according to the prior art. In addition, insulation values and translucencies corresponding to those of 6 cm silica airgel can be achieved with much cheaper and lighter materials.
  • translucency is meant the proportion of incoming light intensity passing through a wall element or plate, whereby angular distribution of the light may change.
  • the insulating element according to the invention (1) according to this embodiment can be advantageously used also where a certain degree of brightness is to be present. It may, for example, be suitable for replacing skylights in buildings and for insulating them, since here it is generally the case of brightness that is incident, but not of visual contact with the surroundings. Furthermore, it becomes possible by the insulating element according to the invention, the requirements of the EnEV reach the U value of opaque elements with insulation, which are installed in closed insulating glass units. This makes it possible to easily integrate even highly insulated elements in fully glazed facades, thereby expanding the technical and design possibilities of all-glass façades. Furthermore, due to the design as a closed insulating glass unit, penetration of moisture into the insulation itself is completely ruled out.
  • the insulating element (1) according to the invention can be configured with grid plates and / or honeycomb structures as a plate-shaped, dimensionally stable insulating material (3).
  • By the orientation and by the cross section of the grid or honeycomb angle ranges can be adjusted, under which the plate-shaped 5 dimensionally stable insulating material (3) has a stronger shade and other areas where a largely unimpeded light propagation takes place.
  • simple lattice and honeycomb structures can be produced by methods such as those already established in the packaging industry for a long time, 3D-10 printing processes represent a suitable approach for more complicated structures with a three-dimensional light-directing effect.
  • lattice structures made of foams especially sheet-like extrusion foams made of PET (e.g., Kerdyn®) are well suited, since lattice structures with sufficient compression load resistance 15 can be built up from this material, i.e. a compressive strength according to the invention, as defined above.
  • PET e.g., Kerdyn®
  • the insulating element (1) has a thickness of 1 cm to 20 20 cm, preferably 2 cm to 12 cm.
  • Insulating elements (1) with these dimensions are on the one hand easy to handle and on the other hand cause good insulation. Due to their dimensions, they can be used advantageously in different areas. Examples of the use of thinner 25 inventive insulating elements (1) are the insulation of vehicles, especially of railway vehicles, aircraft and ships, while thicker inventive insulating elements (1) can be used for the insulation of buildings.
  • the insulating member (1) has a weight of 4 kg / m 3 to 300 kg / m 3 , preferably 10 kg / m 3 to 150 kg / m 3 .
  • the insulating element (1) according to the invention represents a lightweight insulation.
  • Another aspect of the present invention relates to the use of the insulating element (1) according to the invention for the insulation of vehicles.
  • the insulating element (1) according to the invention brings here the advantage that it does not differ significantly in terms of weight and insulation capacity from conventional insulation solutions, but in contrast to these no degradation can take place by condensation.
  • Another aspect of the present invention relates to the use of the insulating element (1) according to the invention for internal insulation of buildings.
  • existing buildings are usually insulated by applying insulation to the exterior facade.
  • insulation is not always possible or desired.
  • the insulation of a building from the inside is associated with building physics problems with respect to the dew point.
  • the term "dew point” refers to the temperature that must be undercut at unchanged pressure, so that water vapor can separate out as dew or mist from moist air.
  • the temperature gradients during the heating season inevitably result in a reduction in the dew point inside the insulation in the case of internal insulation.
  • this has a condensation of water vapor within the insulation or at the transition of the insulation to the cold outer wall result.
  • the ensuing wetting of the insulation and / or the components in contact with it can cause serious structural damage.
  • the insulating element (1) according to the invention defuses this situation in that in this case the individual insulating elements are already provided with a moisture barrier, which then offers a double protection in combination with another vapor barrier. Since there are no moisture-proof insulating elements on the basis of the current state of the art, this represents a considerable advance. With the insulating element (1) according to the invention, it is possible to overcome this structural-physical problem and provide internal insulation of buildings. With sufficient dimensioning of the insulating element according to the invention (1), the dew point is shifted into the insulating element (1) into where due to the internal pressure according to the invention and the gas-tight sheath (5) no condensation can be deposited.
  • a further aspect of the present invention is the use of the insulating element (1) according to the invention in a construction element with controllable heat transfer coefficient U.
  • a construction element with a controllable heat transfer coefficient U in which the insulating element (1) according to the invention is preferably used, is described in WO 2014/1 14563 A1 described.
  • Such a construction element comprises a frame which receives two opposing plates so that a closed volume is defined. In the closed volume at least one planar element is arranged, around which a convection flow can flow. Further, a means for controlling the convection flow is provided, whereby the heat transfer coefficient U can be controlled.
  • the at least one planar element can be replaced by at least one insulating element (1) according to the invention.
  • the present invention in another aspect, relates to the use of the insulating element (1) according to the invention as a core in a closed structural element delimited on at least two opposite sides by translucent or transparent panes.
  • a "closed structural element” is understood to mean a self-contained static element which has a frame and two disks lying opposite each other.
  • the completed construction element is in particular closed gas-tight and takes the inventive insulating element (1) as a core.
  • the construction element of this aspect is not controllable. It represents a static element with a fixed heat transfer coefficient U. This heat transfer coefficient U is significantly lower than in comparable insulating construction element according to the prior art.
  • the insulating element (1) according to the invention is designed to be translucent.
  • the translucent or transparent panes can advantageously be made of glass.
  • This aspect of the present invention particularly preferably represents a closed insulating glass unit as a complete and independent component.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an insulating element 1 according to an embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows an illustration of a lattice structure as a plate-shaped dimensionally stable
  • Insulating material 3 according to an embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows an illustration of a honeycomb structure as a plate-shaped dimensionally stable
  • Insulating material 3 according to another embodiment of the invention.
  • Figure 1 shows schematically in cross section an insulating element 1 according to the present invention, in which a dimensionally stable insulating material 3 is provided with a gas-tight sheathing 5 arranged around it.
  • the conditional on the nature of the schematic representation gap between the dimensionally stable insulating material 3 and the gas-tight sheath 5 is not present in reality, here is the gas-tight sheathing 5 on the dimensionally stable insulating material 3 at.
  • the insulating element 1 For the production of the insulating element 1 according to the invention is in principle a large number of material combinations for the dimensionally stable insulating material 3 and the gas-tight sheath 5 available.
  • flame retardant or fire retardant materials can be used for the dimensionally stable insulating material 3.
  • suitable materials are, for example, PIR foams and highly porous mineral materials such as foamed perlites. In this way it is possible to offer tailor-made solutions depending on the given fire protection regulations.
  • the insulating elements (1) which are used in a closed insulating glass unit, an improved fire protection is already given by this enclosure.
  • the solid, plate-shaped materials can be produced in a variety of forms and then provided with the gas-tight sheath 5.
  • the gas-tight sheathing 5 is advantageously initially provided as an envelope open on one side in the approximate final dimensions and then filled with the particulate insulating material 3.
  • the semi-finished insulating 1 can be formed very well, for example by inserting into a prepared form.
  • the intended internal pressure can be adjusted, that is, the largest part of the gas volume is from the filled with the particulate insulating material 3 gas-tight casing 5, which solidifies the desired outer shape in the final dimensions.
  • Example 1 For a construction element according to WO 2014/1 14563 A1, a U value of 0.3 W / (m 2 » K) should be achieved in the insulating state.
  • a translucent capillary plate made of polymethyl methacrylate (PMMA) with a thermal conductivity of 80 mW / m » K is used as the dimensionally stable insulating material 3.
  • the necessary thickness of the insulating element 1 is determined to be 27 cm.
  • two PMMA capillary plates each of 13.5 cm thickness are each provided with a gas-tight sheath 5, which consists of a multilayer film (Product XTMU the company Extendo, a stretched polypropylene film (BOPP)) consists.
  • the two insulating elements 1 a, 1 b are used at a distance of 0.5 cm from each other in a structural element according to WO 2014/1 14563 A1, the clear width (ie, the distance between the two plates, or outer panes) is 31 cm.
  • an inventive insulating 1 is to be used.
  • an insulation panel of open cell rigid polyurethane foam product Elastopor® H BASF SE
  • the gas-tight sheath 5 in this example consists of the XTMU foil used in Example 1.
  • the thickness of the insulating element 1 2 cm are chosen, which allows a U value of 1.65 W / (m 2 » K).
  • the insulating element 1 is provided on its back with a capillary fleece for the discharge of condensation, which can form between the insulating element 1 and the vehicle body.
  • the insulation element 1 thus produced is similar in its insulating effect with open-cell insulation of the same thickness in the dry state, which are used in the prior art for the isolation of vehicles. The advantage over these is that the insulation effect is not reduced in practice by condensation of moisture.
  • Example 2 An inventive insulating 1 for the isolation of a vehicle.
  • an insulation panel of a nanoporous PUR foam material (BASF SE product Slentite®) having a thermal conductivity of 17 mW / m »K used as the dimensionally stable insulating material.
  • the gas-tight sheath 5 in this example consists of the XTMU foil used in Example 1.
  • the thickness of the insulating element 1 2 cm are chosen, which allows a U value of 0.85 W / (m 2 » K).
  • the insulating element 1 thus produced is clearly superior in its insulating effect open-cell insulation of the same thickness, which are used according to the prior art for the isolation of vehicles.
  • the casing 5 according to the invention avoids possible damage due to condensation of moisture and thus permanently ensures good insulation.
  • the thermal conductivity of an insulating element 1 according to the invention was determined by means of a single-plate apparatus with temperatures of 36 ° C on the hot and 10 ° C on the cold side on a pattern of 20 cm x 20 cm with 2 cm thickness with respect to their dependence on the applied negative pressure for various plate-shaped dimensionally stable insulating materials 3 examined with high translucency.
  • the capillary plate used in Example 1 of PMMA product Kapilux Fa. Okalux
  • various ABS acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer
  • Fig. 2 shows an image of a cellular shaped body used in this example (sample IV), which is composed of layers of tilted lamellae.
  • This molding had a thermal conductivity at atmospheric pressure of 74 mW / m » K.
  • a thermal conductivity of 69 mW / m » K could be measured.
  • Fig. 3 shows an illustration of a honeycomb structure (sample V) used in this example. This honeycomb structure had a thermal conductivity at atmospheric pressure of 51.5 mW / m » K.
  • a thermal conductivity of 49.5 mW / m » K could be measured.
  • All plate-shaped dimensionally stable insulating materials 3 were characterized by a translucency of at least 50% on incidence along the respective pore direction.
  • a vacuum of about 0.3 bar set according to the invention resulted in a significant reduction in the thermal conductivity of all the plate-shaped, dimensionally stable insulating materials 3 investigated.

Landscapes

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Isolierelement (1), umfassend - zumindest ein dimensionsstabiles Dämmmaterial (3) und - zumindest eine gasdichte Ummantelung (5) des dimensionsstabilen Dämmmaterials (3), wobei das Isolierelement (1) einen Innendruck von 0,15 bar bis 0,8 bar aufweist. Die Erfindung bezieht sich weiter auf die Verwendung des Isolierelements (1) zur Isolierung von Fahrzeugen und zur Dämmung von Gebäuden, entweder als Innendämmung oder als Dämmkern in einem von Glasplatten begrenzten, ggf. transluzenten Wandelement.

Description

Isolierelement Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Isolierelement und dessen Verwendung zur Isolierung von Fahrzeugen und zur Innendämmung von Gebäuden.
Isolierelemente zur Isolierung von Fahrzeugen oder zur Innendämmung von Gebäuden sind an sich bekannt. Häufig ist bei solchen Isolierelementen, die in Gebäuden, aber vor allem in Fahrzeugen eingesetzt werden, eine Taupunktunterschreitung innerhalb der Isolierung zu erwarten, so dass diese vor Kondenswasserbildung geschützt werden muss. Einer Kondenswasserbildung wird zweckmäßigerweise dadurch begegnet, dass die Isolierung so angebracht wird, dass eine Taupunktunterschreitung nicht zu erwarten ist. Wo dies nicht möglich ist, versucht man entweder, den Zutritt von Feuchtigkeit durch sogenannte Dampfbremsen zu minimieren, oder aber man verwendet besonders diffusionsoffene Dämmungen, bei denen eine schnelle Trocknung nach dem Ende der Taupunktunterschreitung erwartet wird. In beiden Fällen gelingt es oft nur unvollständig, das Problem einer dauerhaften Durchfeuchtung der Dämmung zu vermeiden. Die Nutzung diffusionsoffener Dämmungen stößt insbesondere bei lange anhaltenden und sehr starken Taupunktunterschreitungen an ihre Grenzen.
Ein weiterer Ansatz, nämlich die Isolierung selbst gasdicht zu verpacken, scheitert bislang an den Volumenänderungen bzw. Druckänderungen, die in einem abgeschlossenen Gasvolumen infolge der allgemeinen Gasgleichung bei Temperaturänderungen auftreten. So können diese Änderungen bei einer Temperaturerhöhung um beispielsweise 30 K, wie sie für Isolierelemente in Fahrzeugen oder an Gebäuden durchaus vorkommt, bereits über 10 % des Gesamtvolumens bzw. des Gesamtdrucks erreichen.
Sind die herkömmlichen Isolierelemente mit einer "weichen" Einhausung versehen (bspw. einer Folie), manifestiert sich dieses Problem vor allem als eine Volumenänderung im Isolierelement. Diese kann zum einen durch die damit einhergehende Dehnung des Materials eine relativ schnelle Zerstörung der Einhausung nach sich ziehen, zum anderen ist die eingehauste Isolierplatte wegen dieser Volumenänderungen in einer Größenordnung nicht dimensionsstabil, die zu vielfältigen Problemen beim Einbau in Fahrzeugen oder Gebäuden führt.
Sind herkömmliche Isolierelemente dagegen mit einer "harten" Einhausung versehen (bspw. Glasplatten), ist die Einhausung zwar mechanisch hinreichend fest und damit weitgehend dimensionsstabil. Eine solche Einhausung erfordert jedoch wegen der durch die durch auftretende Druckänderungen entstehenden Kräfte Materialstärken, die für praktische Anwendungen in Fahrzeugen, aber auch in Gebäuden, nicht sinnvoll sind. Speziell im Fall von Glasplatten, die durch Verklebung an Rahmen angebracht sind, wie dies in Isolierglaseinheiten der Fall ist, treten außerdem an diesem sogenannten Randverbund sehr starke Kräfte auf, die durch eine reine Verklebung nicht mehr beherrscht werden können. So sind beispielsweise bei Isolierglaseinheiten mit üblichen Verglasungsstärken die technisch beherrschbaren Scheibenzwischenräume auf ca. 7 cm begrenzt. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Isolierelement bereitzustellen, das eine gute Dimensionsstabilität aufweist und gleichzeitig gasdicht einbaubar ist.
Diese Aufgabe wird in einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung durch ein Isolierelement (1 ) gelöst, das umfasst
- zumindest ein dimensionsstabiles Dämmmaterial (3) und
- zumindest eine gasdichte Ummantelung (5) des dimensionsstabilen Dämmmaterials (3),
wobei das Isolierelement (1 ) einen Innendruck von 0,15 bar bis 0,8 bar aufweist.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung ebenfalls durch ein Isolierelement (1 ) gelöst, das umfasst
- zumindest ein dimensionsstabiles Dämmmaterial (3) und
- zumindest eine gasdichte Ummantelung (5) des dimensionsstabilen Dämmmaterials (3),
wobei das Isolierelement (1 ) einen Innendruck von 0,1 bar bis 0,8 bar aufweist.
Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, dass durch das verwendete Dämmmaterial (3) nicht nur die notwendige Dimensionsstabilität erreicht, sondern auch ein gasdichter Einbau ermöglicht wird. Die gasdichte Ummantelung (5), welche die Aufrechthaltung des verringerten Innendrucks sicherstellt, macht das Isolierelement (1 ) in weiten Grenzen unabhängig von äußeren Einflüssen der Temperatur und/oder des Drucks. Zudem ist das Isolierelement einfach zu formen, so dass es für verschiedene Anwendungen einsetzbar wird.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung weiter präzisiert.
Das erfindungsgemäße Isolierelement (1 ) umfasst zumindest ein dimensionsstabiles Dämmmaterial (3) und zumindest eine gasdichte Ummantelung (5) des dimensionsstabilen Dämmmaterials (3). Dabei weist das Isolierelement (1 ) einen Innendruck von 0,15 bar bis 0,8 bar auf. Der Innendruck beträgt bevorzugt 0,2 bar bis 0,6 bar, insbesondere 0,3 bar bis 0,5 bar.
Der erfindungsgemäße Innendruck liegt unterhalb des üblichen Umgebungsdrucks, aber noch deutlich über dem Druck, der üblicherweise als Vakuum bezeichnet wird. Im Rahmen der Erfindung kann bei diesem gegenüber dem Normaldruck verringerten Innendruck auch von "Unterdruck" gesprochen werden.
Der erfindungsgemäße Innendruck von minimal 0,15 bar hat den Vorteil, dass er im Vergleich zu geringeren Drücken von 0,1 bar oder darunter weniger aufwändig einzustellen ist. Es kann daher eine einfachere Pumpentechnik zur Einstellung dieses erfindungsgemäßen Druckbereichs eingesetzt werden. Insgesamt ist ein Innendruck von minimal 0,15 bar energetisch günstiger. Trotzdem weist der erfindungsgemäße Innendruck die nachstehend aufgeführten weiteren Vorteile auf. Da der erfindungsgemäße Innendruck weit oberhalb der Druckbereiche liegt, die beispielsweise für Vakuum-Isolierungen zum Einsatz kommen, können die Anforderungen an die Barrierewirkung der gasdichten Ummantelung (5) deutlich geringer sein als bei aus dem Stand der Technik bekannten Vakuum-Isolierelementen. Daher können für die gasdichte Ummantelung (5) zahlreiche Polymermaterialien, insbesondere transluzente oder transparente, eingesetzt werden, wie sie nachstehend im Detail definiert werden, ohne zusätzliche Barrieresysteme wie beispielsweise Metallbeschichtungen vorsehen zu müssen, wie sie für Vakuumisolierungen zum Einsatz kommen. Der erfindungsgemäße Innendruck hat neben seinem Einfluss auf die Dimensionsstabilität auch eine positive Wirkung auf die Dämmwirkung des verwendeten Dämmmaterials (3). Bei den erfindungsgemäßen Dämmmaterialien (3) können neben der Wärmeleitung des im Isolierelement (1 ) verbliebenen Gases und dem sogenannten Matrixbeitrag des Dämmmaterials (3) selbst abhängig von der Grobheit der Porenstruktur auch konvektive Wärmeleitungsprozesse eine nennenswerte Rolle spielen. Diese konvektiven Wärmeleitungsprozesse können wegen der Abnahme der Wärmekapazität des verbliebenen Gases nahezu linear mit dem Produkt aus Druck und Volumen bereits bei dem erfindungsgemäßen Innendruck positiv beeinflusst werden, wodurch der konvektive Beitrag zur Wärmeleitung des im Isolierelement (1 ) verbliebenen Gases verringert wird. Dieser konvektive Beitrag wird nachstehend in einem Ausführungsbeispiel näher dargestellt.
Als dimensionsstabiles Dämmmaterial (3) können dem Fachmann bekannte Materialien verwendet werden. Unter "Dämmmaterial" ist dabei ein Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit zu verstehen. "Dimensionsstabil" bedeutet im Fall des erfindungsgemäßen Isolierelements (1 ), zum einen, dass seine thermische Ausdehnung im Bereich von für feste Körper typischen Werten liegt (d.h. 2· 10"6 Κ"1 bis 2· 10_4 Κ"1), und zum anderen, dass das verwendete Dämmmaterial sich unter dem herrschenden Innendruck nicht verformt, d.h. in der Lage ist, eine dem Innendruck entsprechende Kompressionslast zu tragen. In diesem Fall werden daher die Dimensionen des erfindungsgemäßen Isolierelements (1 ) ungeachtet äußerer Einflüsse durch die Dimensionen des dimensionsstabilen Dämmmaterials (3) mit der darum herum angeordneten gasdichten Ummantelung (5) bestimmt und nicht durch das im Isolierelement (1 ) verbliebene Gasvolumen. Unter den äußeren Einflüssen sind alle für eine Verwendung des Isolierelements (1 ) zu erwartenden Verhältnisse bezüglich Temperatur, Temperaturunterschieden, Umgebungsdruck und Druckunterschieden zu verstehen.
Die Formulierung "eine gasdichte Ummantelung (5) des dimensionsstabilen Dämmmaterials (3)" ist im Sinne der vorliegenden Erfindung so zu verstehen, dass die gasdichte Ummantelung (5) das dimensionsstabile Dämmmaterial (3) vollständig umgibt und einschließt, so dass es nach außen hin gasdicht abgeschlossen ist. Wo es zweckmäßig ist, kann mehr als eine gasdichte Ummantelung (5) das dimensionsstabile Dämmmaterial (3) einschließen. Als gasdichte Ummantelung (5) können dem Fachmann bekannte Materialien verwendet werden. Die gasdichte Ummantelung (5) wird nachstehend noch im Detail erläutert.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann das das dimensionsstabile Dämmmaterial (3) umfassen
i) ein plattenförmiges dimensionsstabiles Material, das eine Druckfestigkeit von mindestens 5 kPa, bevorzugt mindestens 15 kPa, und bis zu 200 kPa, bevorzugt bis zu 2 MPa, und/oder einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 2· 10"6 K"1 bis 2· 10"4 K"1 , bevorzugt von 2· 10"6 K"1 bis 8· 10 5 K"1 , aufweist, und/oder ii) eine Schüttung aus einem dimensionsstabilen partikulären Material.
Mit dem Begriff "plattenförmiges dimensionsstabiles Material" wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Material bezeichnet, das als diskretes Element ausgebildet und in sich stabil ist, so dass es als Platte, aber auch als Quader oder dergleichen hergestellt und gehandhabt werden kann. Es kann sich dabei um ein einzelnes Element (bspw. eine Platte), aber auch um einen Verbund von mehreren Elementen (bspw. ein Schichtverbund) handeln. Dabei können insbesondere gitterartige Platten und/oder plattenförmige Wabenstrukturen Verwendung finden.
Gleichzeitig erfüllt das "plattenförmige dimensionsstabile Material" die erfindungsgemäße Definition von "dimensionsstabil". Dabei stellt die vorstehend angegebene Druckfestigkeit erfindungsgemäß eine messbare Größe der Dimensionsstabilität in Bezug auf Kompressionslasten dar, während der thermische Ausdehnungskoeffizient eine dem Fachmann bekannte Materialeigenschaft ist, welche die Dimensionsstabilität fester Körper bei Temperaturänderungen beschreibt, d.h. die temperaturabhängige Volumenänderungen. Die Druckfestigkeit ist der Quotient aus Bruchlast und Querschnittsfläche A eines Körpers, der als Kraft pro Fläche (N/mm2) ausgedrückt wird und daher die Einheit einer mechanischen Spannung hat. Dem Fachmann sind geeignete Verfahren zur Messung der Druckfestigkeit bekannt, welche von der Art des zu messenden Körpers abhängen können und als einaxiale, zweiaxiale oder dreiaxiale Druckfestigkeit bestimmt werden. Die in der vorliegenden Erfindung angegebenen Werte für die Druckfestigkeit sind Werte für die einaxiale Druckfestigkeit.
Dem Fachmann sind darüber hinaus geeignete Methoden zur Bestimmung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten bekannt. Dabei wird zwischen dem Längenausdehnungskoeffizient und dem Raumausdehnungskoeffizient unterschieden. Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Materialien sind Feststoffe mit im Wesentlichen isotropen Eigenschaften. Die in der vorliegenden Erfindung angegebenen Werte für die thermischen Ausdehnungskoeffizienten sind Werte für den Längenausdehnungskoeffizienten.
Unter "Schüttung aus einem dimensionsstabilen partikulären Material" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung verstanden, dass die Schüttung als solche sich in gewissen Grenzen durch ihre Fließeigenschaften zwar verformen bzw. in Form bringen lässt, das die Schüttung aufbauende partikuläre Material, d.h. jeder einzelne Partikel, für sich genommen jedoch dimensionsstabil im Sinne der vorliegenden Erfindung ist.
Um das dimensionsstabile Dämmmaterial (3) aus einer Schüttung aus einem dimensionsstabilen partikulären Material zu bilden, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, zunächst die gasdichte Ummantelung (5) als eine Art Hohlkörper in den gewünschten Dimensionen bereitzustellen, diese dann mit der Schüttung zu füllen, die gasdichte Ummantelung (5) zu schließen und abschließend den Innendruck einzustellen. Durch den erfindungsgemäßen Innendruck wird dann gleichzeitig erreicht, dass die Schüttung sich infolge der Kompressionslast nicht mehr verformen kann. Durch diese Vorgehensweise können neben ebenen, plattenförmigen Isolierelementen (1 ) auch gebogene Isolierelemente (1 ) realisiert werden, deren Krümmung beispielsweise der des Runddachs eines Eisenbahnfahrzeugs entspricht.
Die gasdichte Ummantelung (5) des erfindungsgemäßen Isolierelements (1 ) weist eine Permeabilität für Stickstoff und/oder Sauerstoff von weniger als 10 ml/(m2»d), bevorzugt weniger als 3 ml/(m2»d), und mindestens 0,001 ml/(m2»d) auf. Die angegebene Permeabilität stellt erfindungsgemäß eine messbare Größe für den Begriff "gasdicht" dar. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Isolierelement (1 ) einen Wärmedurchgangskoeffizienten U von 0,05 W/(m2»K) bis 3 W/(m2»K), bevorzugt 0, 1 W/(m2-K) bis 1 ,7 W/(m2»K), besonders bevorzugt zwischen 0,14 W/(m2»K) und 1 ,0 W/(m2«K) auf.
Der Wärmedurchgangskoeffizient U, im Folgenden auch als "U-Wert" bezeichnet, ist im Bauwesen ein spezifischer Kennwert eines Bauteils oder Baumaterials, der prinzipiell dessen Wärmedämmeigenschaften angibt. Je höher dabei der U-Wert ist, desto schlechter ist die Wärmedämmeigenschaft des Bauteils oder Baumaterials. Für opake Gebäudeaußenwände sind in der aktuell gültigen Energieeinsparverordnung (EnEV) in Deutschland in Neubauten U-Werte von maximal 0,22 W/(m2»K) zulässig. Die Höchstwerte für Verglasungen (zu denen auch transluzente Wandelemente zählen) liegen bei 1 , 1 W/(m2»K). Durch die Überwindung der vorstehend dargestellten Problematik der Volumenänderung bei Temperaturänderungen erlaubt das erfindungsgemäße Isolierelement (1 ) bei transluzenten Bauteilen die Erreichung von Dämmwerten, die in ähnlichen Bereichen liegen wie für opake Wände.
Um eine ausreichende Langzeitstabilität des Unterdrucks innerhalb der Ummantelung des Dämmmaterials sicherzustellen, ist vorgesehen, dass das Isolierelement (1 ) eine Diffusionsdichtigkeit für Sauerstoff von 0,03 cm3/(bar»m2»d) bis 2 cm3/(bar»m2»d), bevorzugt 0, 1 cm3/(bar»m2»d) bis 0,5 cm3/(bar»m2»d), aufweist.
Soweit das erfindungsgemäße Isolierelement (1 ) außerhalb einer geschlossenen Isolierglaseinheit eingesetzt werden soll, muss dafür Sorge getragen werden, dass es durch Auswahl eines geeigneten Materials der Ummantelung (5) einen sd-Wert für Wasserdampf von mindestens 100 m, bevorzugt mindestens 1 .500 m, und bis zu 30.000 m aufweist. Materialien für die erfindungsgemäße Ummantelung (5) werden nachstehend noch genauer beschrieben. Der sd-Wert ist die "wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke" und stellt ein bauphysikalisches Maß für den Wasserdampfdiffusionswiderstand eines Bauteils oder einer Bauteilschicht dar und definiert so dessen Eigenschaft als Dampfbremse. Der Sd-Wert gibt die Dicke an, welche eine ruhende Luftschicht haben muss, damit sie im stationären Zustand und unter denselben Randbedingungen von demselben Diffusionsstrom durchflössen wird wie das betrachtete Bauteil.
Übliche Dämmmaterialien wie expandiertes Polystyrol (EPS) oder Polyurethan- Hartschaum weisen bei einer Dämmstoffdicke von 10 cm sd-Werte von ca. 6 m auf, 10 cm extrudiertes Polystyrol (XPS) erreicht einen sd-Wert von ca. 15 m. Das Isolierelement (1 ) weist damit einen sd-Wert auf, der herkömmlichen Isoliereinheiten überlegen ist. Ein sd-Wert dieser Größenordnung stellt sicher, dass selbst bei sehr ungünstigen Feuchtigkeits- und Temperaturverhältnissen, wie sie beispielsweise bei einer Innendämmung der metallischen Außenwand eines Eisenbahnfahrzeugs auftreten können, keine Taupunktunterschreitung innerhalb der Isolierung stattfinden kann. Hierdurch kann eine Degradation der Isolierwirkung durch Ansammlung von Feuchtigkeit im Dämmmaterial ausgeschlossen werden, die bei Dämmungen nach Stand der Technik in Fahrzeugen ein großes Problem darstellt.
Das dimensionsstabile Dämmmaterial (3) kann erfindungsgemäß vorzugsweise mindestens ein Material umfassen, das ausgewählt ist aus Polymethylmethacrylat und dessen Copolymeren, expandiertem oder extrudiertem Polystyrol und dessen Copolymeren, Polycarbonat und dessen Copolymeren, Polyethylenterephthalat (PET) und dessen Copolymeren, thermoplastischen Partikelschäumen, Melaminharzschaum, Polymerschäumen oder porösen Materialien auf silikatischer Basis.
Entscheidend bei der Auswahl der als dimensionsstabiles Dämmmaterial (3) eingesetzten Materialien ist zum einen eine ausreichende Dimensionsstabilität im Sinne der Erfindung und zum anderen eine ausreichende Dämmwirkung. Unter "ausreichend" werden die vorstehend definierten Wertebereiche für die Dimensionsstabilität und den U-Wert verstanden. Beim Einsatz in einer transluzenten Dämmung ist zusätzlich vorgesehen, dass das gewählte Material eine ausreichende Transluzenz aufweist.
Beispiele für thermoplastische Partikelschäume sind expandiertes Polystyrol (EPS) sowie Polyolefinschäume wie sie beispielsweise als Produkte unter den Markennamen Neopolen® (ein Polypropylen-Schaumstoff) oder E-Por® (ein Polystyrol/Polyethylen- Interpolymer) von der BASF SE vertrieben werden. Neben Schäumen im engeren Sinne kommen als Dämmmaterialien auch verschweißte Kapillarbündel (wie bspw. das Produkt Kapilux® (ein Polymethylmethacrylat-Werkstoff) der Firma Okalux) oder entsprechende Verschweißungsstrukturen aus dünnen Schaumzylindern (wie bspw. das Produkt Kerdyn® (ein Polyethylenterephthalat-Werkstoff) der BASF SE) in Frage.
Ferner kann das Material für die gasdichte Ummantelung (5) erfindungsgemäß Polymere umfassen, insbesondere thermoplastische Polyester, modifizierte Polyolefine (insbesondere poly-Ethylenvinylacetat (EVA)), Copolymere von Vinylchlorid und Vinylidenchlorid, Polyamide und/oder mehrschichtige Laminate dieser Polymere sowie Komposite dieser Materialien mit oxidischen Mineralien. Soweit keine Transluzenz angestrebt wird, können auch metallisierte Folien bzw. Laminate mit metallisierten Folien eingesetzt werden.
Die gasdichte Ummantelung (5) kann entweder aus vergleichsweise dünnen Platten (mit einer Plattendicke von 0,1 mm bis 3 mm) oder folienartigen Materialien (flexible Materialien mit einer Dicke von 20 μηη bis 150 μηη) ausgeführt werden, da diese selbst keine größeren mechanischen Belastungen aufnehmen muss. Die mechanischen Belastungen werden durch das dimensionsstabile Dämmmaterial (3) getragen. Konkrete Beispiele für das Material der gasdichten Ummantelung (5) sind beispielsweise Folien aus Polyvinylidenchlorid (PVDC) mit einer Dicke von ca. 100 μηη oder laminierte Folien mit einer Schicht von ca. 50 μηη Dicke aus einem EVA- Copolymer wie beispielsweise den EVAL® Materialien (ein Ethylen-Vinylalkohol- Copolymer) der Firma Kuraray.
Soweit das Isolierelement (1 ) als ein transluzentes Bauelement eingesetzt werden soll, muss die gasdichte Ummantelung (5) transluzent oder transparent sein, um die Transluzenz des gesamten Bauelements sicherzustellen.
Im diesem Fall muss auch das Isolierelement (1 ) transluzent sein. Insbesondere weist es eine Transluzenz zwischen 5 % und 99 %, bevorzugt zwischen 20 % und 95 %, auf. In transluzenten Wärmedämmsystemen auf Basis von Aerogelpackungen mit ca. 6 cm Dicke werden als Stand der Technik Transluzenzwerte von knapp 50 % erreicht. Erfindungsgemäße Elemente erlauben es, einen größeren Bereich an Kombinationen von Transluzenz und U-Wert zu realisieren, als dies mit den Möglichkeiten entsprechend dem Stand der Technik der Fall ist. Außerdem können Dämmwerte und Transluzenzen entsprechend denen von 6 cm Silica-Aerogel so mit wesentlich kostengünstigeren und leichteren Materialien erreicht werden. Unter "Transluzenz" versteht man den Anteil der eintreffenden Lichtintensität, die durch ein Wandelement oder eine Platte hindurch gelangt, wobei sich Winkelverteilung des Lichts ändern kann.
Das erfindungsgemäße Isolierelement (1 ) nach dieser Ausführungsform kann vorteilhaft auch dort eingesetzt werden, wo ein gewisses Maß an Helligkeit vorhanden sein soll. Es kann sich beispielsweise eignen, um Oberlichter in Gebäuden zu ersetzen und eine Isolierung vorzunehmen, da es hier in der Regel auf den Einfall von Helligkeit, nicht aber auf visuellen Kontakt zur Umgebung ankommt. Weiterhin wird es durch das erfindungsgemäße Isolierelement möglich, die Anforderungen der EnEV an den U-Wert von opaken Elementen mit Isolierungen erreichen, die in geschlossenen Isolierglaseinheiten eingebaut sind. Dies ermöglicht es, auch hoch dämmende Elemente in voll verglaste Fassaden einfach zu integrieren, und erweitert damit die technischen und gestalterischen Möglichkeiten bei Ganzglasfassaden. Weiterhin wird durch die Bauform als geschlossene Isolierglaseinheit ein Eindringen von Feuchtigkeit in die Dämmung selbst völlig ausgeschlossen. Dies ist insbesondere auch bei Isolierungen von klimatisierten Räumen in Umgebungen mit hoher Außentemperatur und hoher Luftfeuchtigkeit von Vorteil, weil hierdurch eine Unterschreitung des Taupunkts in der Dämmebene ausgeschlossen werden kann. Ferner kann das erfindungsgemäße Isolierelement (1 ) in einer Ausführungsform mit Gitterplatten und/oder Wabenstrukturen als plattenförmiges dimensionsstabiles Dämmmaterial (3) ausgestaltet sein. Hierdurch ergeben sich besonders attraktive Freiheitsgrade im Zusammenhang mit der Einstellung der Eigenschaften des Lichtdurchgangs durch das plattenförmige dimensionsstabile Dämmmaterial (3). Durch die Orientierung sowie durch den Querschnitt der Gitter bzw. Waben können Winkelbereiche eingestellt werden, unter denen sich das plattenförmige 5 dimensionsstabile Dämmmaterial (3) stärker verschattend auswirkt und andere Bereiche, in denen eine weitestgehend ungehinderte Lichtausbreitung stattfindet. Während einfache Gitter- und Wabenstrukturen mittels Verfahren produziert werden können, wie sie z.B. in der Verpackungsindustrie schon seit langer Zeit etabliert sind, stellt für kompliziertere Strukturen mit dreidimensionaler Lichtlenkungswirkung 3D- 10 Druckverfahren einen geeigneten Ansatz dar.
Als Material für die Wände von Gitterstrukturen aus Schaumstoffen sind vor allem flächenhafte Extrusionsschäume aus PET (z.B. Kerdyn®) gut geeignet, da aus diesem Material Gitterstrukturen mit einer hinreichenden Kompressionslastbeständigkeit 15 aufgebaut werden können, d.h. einer erfindungsgemäßen Druckfestigkeit, wie sie vorstehend definiert wurde.
Für die praktische Anwendbarkeit des erfindungsgemäßen Isolierelements (1 ) hat es sich als sinnvoll herausgestellt, dass das Isolierelement (1 ) eine Dicke von 1 cm bis 20 20 cm, bevorzugt 2 cm bis 12 cm, aufweist.
Isolierelemente (1 ) mit diesen Maßen sind einerseits gut handhabbar und bewirken andererseits eine gute Isolierung. Aufgrund ihrer Dimensionen lassen sie sich vorteilhaft in verschiedenen Bereichen einsetzen. Beispiele für den Einsatz dünnerer 25 erfindungsgemäßer Isolierelemente (1 ) sind die Isolierung von Fahrzeugen, insbesondere von Eisenbahnfahrzeugen, Flugzeugen und Schiffen, während dickere erfindungsgemäße Isolierelemente (1 ) zur Dämmung von Gebäuden eingesetzt werden können.
30 Es ist bevorzugt, dass das Isolierelement (1 ) ein Gewicht von 4 kg/m3 bis 300 kg/m3, bevorzugt 10 kg/m3 bis 150 kg/m3, aufweist. Damit stellt das erfindungsgemäße Isolierelement (1 ) eine leichtgewichtige Isolierung dar.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Verwendung des 35 erfindungsgemäßen Isolierelements (1 ) zur Isolierung von Fahrzeugen.
Bei Fahrzeugen, seien es nun Kraftfahrzeuge, Eisenbahnfahrzeuge, Flugzeuge oder Schiffe, kommt es bei der Konstruktion stark auf das Gewicht an. Je mehr Gewicht gespart werden kann, umso mehr werden die Umwelt durch eingesparten Kraftstoff 40 entlastet und die natürlichen Ressourcen geschont. Gleichzeitig ist der für die Isolierung zur Verfügung stehende Platz deutlich stärker begrenzt als in Gebäuden. Wie bereits vorstehend ausgeführt, ergibt sich hieraus vor allem bei Fahrzeugen für den Transport von Personen im Winter eine extrem ungünstige Kombination bezüglich der Taupunktunterschreitung in konventionellen Isolierungen. Das erfindungsgemäße Isolierelement (1 ) bringt hier den Vorteil, dass es sich hinsichtlich Gewicht und Dämmvermögen nicht wesentlich von konventionellen Isolierungslösungen unterscheidet, aber im Gegensatz zu diesen keine Degradation durch Kondenswasser stattfinden kann.
Es ist möglich, bereits bei der Herstellung des dimensionsstabilen Dämmmaterials (3) beliebige Formen zu erzeugen und damit die Grundform des Isolierelements (1 ) vorzugeben, da das Dämmmaterial (3) anschließend nur mit der gasdichten Ummantelung (5) versehen werden muss, die vorteilhafterweise folienartig ausgeführt ist. Im Falle von isolierenden Schüttungen als Kern des Dämmelements (3) kann der Formgebungsprozess auch teilweise durch geeignete Formungshilfen während der Erzeugung des Innendrucks in der gasdichten Ummantelung (5) realisiert werden. Da es sich weitgehend um opake Flächen handelt, die in dieser Anwendung gedämmt werden, ist eine Transluzenz der Ummantelung nicht unbedingt notwendig.
Beim Einsatz des erfindungsgemäßen Isolierelements (1 ) in Fahrzeugen ist dafür Sorge zu tragen ist, dass die gewählte Befestigungsmethode die gasdichte Ummantelung (5) nicht beschädigt.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung des erfindungsgemäßen Isolierelements (1 ) zur Innendämmung von Gebäuden. Bestehende Gebäude werden heute bei Bedarf in der Regel durch Aufbringen einer Dämmung auf die Außenfassade gedämmt. Eine solche Dämmung ist jedoch nicht immer möglich oder gewünscht. Die Dämmung eines Gebäudes von Innen ist jedoch mit bauphysikalischen Problemen bezüglich des Taupunktes behaftet. Mit dem Begriff "Taupunkt" wird die Temperatur bezeichnet, welche bei unverändertem Druck unterschritten werden muss, damit sich Wasserdampf als Tau oder Nebel aus feuchter Luft abscheiden kann. Die Temperaturverläufe während der Heizperiode haben bei Innendämmungen unvermeidlich eine Unterschreitung des Taupunkts innerhalb der Dämmung zur Folge. Je nach der Wasserdampfdurchlässigkeit der Dämmung hat dies eine Kondensation von Wasserdampf innerhalb der Dämmung oder am Übergang der Dämmung zur kalten Außenwand zur Folge. Die hierdurch eintretende Vernässung der Dämmung und/oder der mit ihr im Kontakt stehenden Bauteile kann ernste Bauschäden nach sich ziehen.
Zur Vermeidung solcher Schäden versucht man, die Menge und Einwirkungszeit von Kondenswasser im Bereich der Innendämmung so weit wie möglich zu verringern. Hier haben sich zwei Wege bewährt: Zum einen können möglichst diffusionsoffene Dämmmaterialien zum Einsatz kommen, in denen es zwar schnell zu einer Kondensation von Feuchte kommt, aber diese auch durch Verdunstung bei veränderten Temperaturverhältnissen schnell wieder abgebaut wird. Zum anderen kann man versuchen, das Eindringen von Feuchtigkeit durch Anbringen entsprechender Dampfbremsen möglichst weitgehend zu minimieren. Dieser Ansatz erfordert bei konventionellen Dämmmaterialien eine besondere Sorgfalt bei der Anbringung, da Schwachstellen in der Dampfbremse zu späteren Feuchteschäden führen.
Das erfindungsgemäße Isolierelement (1 ) entschärft diese Situation dadurch, dass in diesem Fall bereits die einzelnen Isolierelemente mit einer Feuchtigkeitsbarriere versehen sind, die dann im Verbund mit einer weiteren Dampfbremse einen doppelten Schutz bietet. Da es auf der Basis des aktuellen Stands der Technik keine feuchtigkeitsdichten Isolierelemente gibt, stellt dies einen erheblichen Fortschritt dar. Mit dem erfindungsgemäßen Isolierelement (1 ) ist es möglich, dieses bauphysikalische Problem zu überwinden und eine Innendämmung von Gebäuden vorzusehen. Bei ausreichender Dimensionierung des erfindungsgemäßen Isolierelements (1 ) wird die Taupunktebene in das Isolierelement (1 ) hinein verschoben, wo aufgrund des erfindungsgemäßen Innendrucks und der gasdichten Ummantelung (5) kein Kondenswasser abgeschieden werden kann.
Bei der Anbringung des erfindungsgemäßen Isolierelements (1 ) ist dafür Sorge zu tragen, dass die gewählte Befestigungsmethode die gasdichte Ummantelung (5) nicht beschädigt.
Einen weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt die Verwendung des erfindungsgemäßen Isolierelements (1 ) in einem Konstruktionselement mit regelbarem Wärmedurchgangskoeffizienten U dar. Ein Konstruktionselement mit regelbarem Wärmedurchgangskoeffizienten U, in dem das erfindungsgemäße Isolierelement (1 ) bevorzugt verwendet wird, wird in WO 2014/1 14563 A1 beschrieben. Ein solches Konstruktionselement umfasst einen Rahmen, der zwei einander gegenüber liegende Platten aufnimmt, so dass ein abgeschlossenes Volumen definiert wird. In dem abgeschlossenen Volumen ist zumindest ein flächiges Element angeordnet, um das herum eine Konvektionsströmung fließen kann. Ferner ist ein Mittel zur Regelung der Konvektionsströmung vorgesehen, wodurch der Wärmedurchgangskoeffizient U geregelt werden kann. Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung kann das zumindest eine flächige Element durch zumindest ein erfindungsgemäßes Isolierelement (1 ) ersetzt werden. Dadurch wird bei größeren Dimensionen eines solchen Konstruktionselements das für das Druck-Volumen-Produkt in der allgemeinen Gasgleichung relevante Volumen auf das nicht durch das zumindest eine erfindungsgemäße Isolierelement (1 ) eingenommene Volumen reduziert. Dies ist in Bezug auf das vorstehend beschriebene Dämmverhalten des erfindungsgemäßen Isolierelements (1 ) bei der nach WO 2014/1 14563 A1 beabsichtigten Realisierung gut isolierender, transluzenter und im Wärmedurchgangskoeffizienten U regelbarer Konstruktionselemente vorteilhaft. Mit dem erfindungsgemäßen Isolierelement (1 ) können so Dimensionen des Konstruktionselements von deutlich mehr als 7 cm zur Schaffung zeitgemäßer Dämmwerte mit allen aktuell am Markt verfügbaren transluzenten Isoliermaterialien realisiert werden. Hierdurch wird es möglich, die Vorteile eines Systems mit schaltbarem U-Wert, eines transluzenten Systems und einer guten Wärmedämmung auf dem Standard für opake Wände miteinander zu kombinieren.
Die vorliegende Erfindung betrifft in einem anderen Aspekt die Verwendung des erfindungsgemäßen Isolierelements (1 ) als Kern in einem abgeschlossenen Konstruktionselement, das zumindest an zwei gegenüberliegenden Seiten von transluzenten oder transparenten Scheiben begrenzt ist.
Als "abgeschlossenes Konstruktionselement" wird im Sinne der vorliegenden Erfindung ein in sich geschlossenes statisches Element verstanden, das einen Rahmen und zwei sich gegenüberliegende Scheiben aufweist. Das abgeschlossene Konstruktionselement ist insbesondere gasdicht verschlossen und nimmt das erfindungsgemäße Isolierelement (1 ) als Kern auf. Im Gegensatz zu dem im vorherigen Aspekt beschriebenen Konstruktionselement mit regelbarem Wärmedurchgangskoeffizienten U ist das Konstruktionselement dieses Aspekts nicht regelbar. Es stellt ein statisches Element mit festem Wärmedurchgangskoeffizienten U dar. Dieser Wärmedurchgangskoeffizienten U ist dabei deutlich geringer als bei vergleichbaren dämmenden Konstruktionselement nach dem Stand der Technik.
Insbesondere ist das erfindungsgemäße Isolierelement (1 ) dabei transluzent ausgebildet. Die transluzenten oder transparenten Scheiben können vorteilhafterweise aus Glas sein. Besonders bevorzugt stellt dieser Aspekt der vorliegenden Erfindung eine geschlossene Isolierglaseinheit als vollwertiges und eigenständiges Bauelement dar.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten, die Erfindung aber nicht einschränkenden Ausführungsbeispiele und der Figur. Dabei bilden alle beschriebenen Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehungen. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Isolierelements 1 nach einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 eine Abbildung einer Gitterstruktur als plattenförmiges dimensionsstabiles
Dämmmaterial 3 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und
Fig.3 eine Abbildung einer Wabenstruktur als plattenförmiges dimensionsstabiles
Dämmmaterial 3 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Figur 1 zeigt schematisch im Querschnitt ein Isolierelement 1 gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem ein dimensionsstabiles Dämmmaterial 3 mit einer darum herum angeordneten gasdichten Ummantelung 5 versehen ist. Der durch die Art der schematischen Darstellung bedingte Spalt zwischen dem dimensionsstabilen Dämmmaterial 3 und der gasdichten Ummantelung 5 ist in der Realität nicht vorhanden, hier liegt die gasdichte Ummantelung 5 an dem dimensionsstabilen Dämmmaterial 3 an.
Für die Herstellung des erfindungsgemäßen Isolierelements 1 steht prinzipiell eine große Anzahl von Materialkombinationen für das dimensionsstabile Dämmmaterial 3 und die gasdichte Ummantelung 5 zur Verfügung.
Für das dimensionsstabile Dämmmaterial 3 können bevorzugt beispielsweise schwer entflammbare bzw. brandhemmende Materialien verwendet werden. Beispiele für geeignete Materialien sind beispielsweise PIR-Schäume und hochporöse mineralische Materialien wie geschäumte Perlite. Auf diese Weise ist es möglich, abhängig von vorgegebenen Brandschutz-Bestimmungen maßgeschneiderte Lösungen anzubieten. Bei den Isolierelementen (1 ), die in einer geschlossenen Isolierglaseinheit zum Einsatz kommen, ist bereits durch diese Einhausung ein verbesserter Brandschutz gegeben.
Wie vorstehend ausgeführt, kommen für das dimensionsstabile Dämmmaterial 3 sowohl feste plattenförmige Werkstoffe wie auch partikuläre Materialien in Frage. Die festen, plattenförmigen Werkstoffe können in einer Vielzahl von Formen hergestellt und anschließend mit der gasdichten Ummantelung 5 versehen werden.
Liegt das dimensionsstabile Dämmmaterial 3 partikulär vor, wird vorteilhafterweise die gasdichte Ummantelung 5 zunächst als eine einseitig offene Hülle in den ungefähren Endabmessungen bereitgestellt und anschließend mit dem partikulären Dämmmaterial 3 gefüllt. In diesem Zustand lässt sich das halbfertige Isolierelement 1 sehr gut formen, beispielsweise durch Einlegen in eine vorbereitete Form. Anschließend kann der vorgesehene Innendruck eingestellt werden, d.h. der größte Teil des Gasvolumens wird aus der mit dem partikulären Dämmmaterial 3 gefüllten gasdichten Ummantelung 5 abgesaugt, wodurch sich die gewünschte äußere Form in den Endabmessungen verfestigt.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele beschrieben, die der weiteren Verdeutlichung der vorliegenden Erfindung dienen sollen.
Beispiel 1 Für ein Konstruktionselement gemäß WO 2014/1 14563 A1 soll im dämmenden Zustand ein U-Wert von 0,3 W/(m2»K) erreicht werden.
Hierzu wird als dimensionsstabiles Dämmmaterial 3 eine transluzente Kapillarplatte aus Polymethylmethacrylat (PMMA) mit einer Wärmeleitfähigkeit von 80 mW/m»K eingesetzt. Die notwendige Dicke des Isolierelements 1 wird mit 27 cm ermittelt. Um das Isolierelement 1 besser handhaben zu können und außerdem die verbesserten Möglichkeiten zur Konvektionskontrolle gemäß WO 2014/1 14563 A1 nutzen zu können, werden zwei PMMA-Kapillarplatten von jeweils 13,5 cm Dicke jeweils mit einer gasdichten Ummantelung 5 versehen, die aus einer Multilagenfolie (Produkt XTMU der Firma Extendo, eine verstreckte Polypropylen-Folie (BOPP)) besteht. Anschließend wird ein Innendruck von 0, 15 bar in der Ummantelung eingestellt und diese dauerhaft verschlossen. Auf diese Weise werden zwei erfindungsgemäße Isolierelemente 1 a, 1 b erhalten. Die beiden Isolierelemente 1 a, 1 b werden mit einem Abstand von 0,5 cm zueinander in ein Konstruktionselement gemäß WO 2014/1 14563 A1 eingesetzt, dessen lichte Weite (d.h. der Abstand zwischen den beiden Platten, bzw. Außenscheiben) 31 cm beträgt.
Beispiel 2
Für die Isolierung eines Fahrzeugs soll ein erfindungsgemäßes Isolierelement 1 verwendet werden. Hierzu wird als dimensionsstabiles Dämmmaterial 3 eine Dämmplatte aus offenzelligem PUR-Hartschaum (Produkt Elastopor® H der BASF SE) mit einer Wärmeleitfähigkeit von 33 mW/m»K eingesetzt. Die gasdichte Ummantelung 5 besteht in diesem Beispiel aus der in Beispiel 1 verwendeten XTMU-Folie. Als Dicke des Isolierelements 1 werden 2 cm gewählt, was einen U-Wert von 1 ,65 W/(m2»K) ermöglicht. Das Isolierelement 1 wird auf seiner Rückseite mit einem Kapillarvlies zur Ableitung von Kondenswasser versehen, das sich zwischen dem Isolierelement 1 und der Fahrzeugkarosserie bilden kann. Das so hergestellte Isolierelement 1 ist in seiner Dämmwirkung vergleichbar mit offenporigen Dämmstoffen gleicher Dicke in trockenem Zustand, welche nach dem Stand der Technik zur Isolierung von Fahrzeugen verwendet werden. Der Vorteil gegenüber diesen besteht darin, dass die Dämmwirkung in der Praxis nicht durch Kondensation von Feuchte verringert wird.
Beispiel 3
Es soll wie in Beispiel 2 ein erfindungsgemäßes Isolierelement 1 für die Isolierung eines Fahrzeugs verwendet werden.
Hierzu wird als dimensionsstabiles Dämmmaterial 3 eine Dämmplatte aus einem nanoporösen PUR-Schaummaterial (Produkt Slentite® der BASF SE) mit einer Wärmeleitfähigkeit von 17 mW/m»K eingesetzt. Die gasdichte Ummantelung 5 besteht in diesem Beispiel aus der in Beispiel 1 verwendeten XTMU-Folie. Als Dicke des Isolierelements 1 werden 2 cm gewählt, was einen U-Wert von 0,85 W/(m2»K) ermöglicht.
Das so hergestellte Isolierelement 1 ist in seiner Dämmwirkung offenporigen Dämmstoffen gleicher Dicke deutlich überlegen, welche nach dem Stand der Technik zur Isolierung von Fahrzeugen verwendet werden. Durch die erfindungsgemäße Ummantelung 5 werden mögliche Schäden durch Kondensation von Feuchtigkeit vermieden und so die gute Dämmung dauerhaft sichergestellt.
Beispiel 4
Die Wärmeleitfähigkeit eines erfindungsgemäßen Isolierelements 1 wurde mittels einer Einplatten-Apparatur mit Temperaturen von 36 °C auf der warmen und 10 °C auf der kalten Seite an einem Muster von 20 cm x 20 cm mit 2 cm Dicke hinsichtlich ihrer Abhängigkeit vom anliegenden Unterdruck für verschiedene plattenförmige dimensionsstabile Dämmmaterialien 3 mit hoher Transluzenz untersucht.
Hierzu wurden als plattenförmige dimensionsstabile Dämmmaterialien 3 die in Beispiel 1 verwendete Kapillarplatte aus PMMA (Produkt Kapilux der Fa. Okalux), verschiedene aus ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat) gedruckte zellige Formkörper mit winkelselektiver Verschattungswirkung sowie eine aus dünnen PET-Schaumplatten aufgebaute rechteckige Wabenstruktur eingesetzt. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt.
Fig. 2 zeigt eine Abbildung eines in diesem Beispiel verwendeten zelligen Formkörpers (Probe IV), der aus Lagen von verkippten Lamellen aufgebaut ist. Dieser Formkörper wies eine Wärmeleitfähigkeit bei Atmosphärendruck von 74 mW/m»K auf. Bei einem erfindungsgemäßen Unterdruck von 0,3 bar konnte eine Wärmeleitfähigkeit von 69 mW/m»K gemessen werden. Fig. 3 zeigt eine Abbildung einer in diesem Beispiel verwendeten Wabenstruktur (Probe V). Diese Wabenstruktur wies eine Wärmeleitfähigkeit bei Atmosphärendruck von 51 ,5 mW/m»K auf. Bei einem erfindungsgemäßen Unterdruck von 0,3 bar konnte eine Wärmeleitfähigkeit von 49,5 mW/m» K gemessen werden.
Figure imgf000018_0001
Alle plattenförmigen dimensionsstabilen Dämmmaterialien 3 zeichneten sich durch eine Transluzenz von mindestens 50 % bei Einfall entlang der jeweiligen Porenrichtung aus. Ein erfindungsgemäß eingestellter Unterdruck von ca. 0,3 bar führte für alle untersuchten plattenförmigen dimensionsstabilen Dämmmaterialien 3 zu einer deutlichen Verringerung der Wärmeleitfähigkeit.

Claims

Patentansprüche
Isolierelement (1 ), umfassend
- zumindest ein dimensionsstabiles Dämmmaterial (3) und
- zumindest eine gasdichte Ummantelung (5) des dimensionsstabilen
Dämmmaterials (3),
wobei das Isolierelement (1 ) einen Innendruck von 0,15 bar bis 0,8 bar aufweist.
Isolierelement (1 ) nach Anspruch 1 , wobei das dimensionsstabile Dämmmaterial (3) umfasst
i) ein plattenförmiges dimensionsstabiles Material, das eine Druckfestigkeit von mindestens 5 kPa, bevorzugt mindestens 15 kPa, und bis zu 200 MPa, bevorzugt bis zu 2 MPa, und/oder einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 2·10"6 Κ"1 bis 2·10"4 Κ"1, bevorzugt von 2·10"6 K-1 bis 8·10"5 K"1, aufweist, und/oder
eine Schüttung aus einem dimensionsstabilen partikulären Material.
3 Isolierelement (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die gasdichte Ummantelung (5) eine Permeabilität für Stickstoff und/oder Sauerstoff von weniger als 10 ml/(m2»d), bevorzugt weniger als 3 ml/(m2»d), und mindestens 0,001 ml/(m2*d) aufweist.
4 Isolierelement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Isolierelement (1 ) einen Wärmedurchgangskoeffizienten U von 0,05 W/(m2»K) bis 3 W/(m2»K), bevorzugt 0,1 W/(m2»K) bis 1 ,7 W/(m2»K), besonders bevorzugt zwischen 0,14 W7(m2«K) und 1 ,0 W7(m2«K), aufweist.
5 Isolierelement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Isolierelement (1 ) eine Diffusionsdichtigkeit für Sauerstoff von 0,03 cm3/(bar»m2»d) bis 2 cm3/(bar»m2»d), bevorzugt 0,1 cm3/(bar»m2»d) bis 0,5 cm3/(bar»m2»d), aufweist.
6 Isolierelement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Isolierelement (1 ) einen sd-Wert für Wasserdampf von mindestens 100 m, bevorzugt mindestens 1500 m, und bis zu 30.000 m aufweist.
7. Isolierelement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das dimensionsstabile Dämmmaterial (3) mindestens ein Material umfasst das ausgewählt ist aus Polymethylmethacrylat und dessen Copolymeren, expandiertem oder extrudiertem Polystyrol und dessen Copolymeren,
5 Polycarbonat und dessen Copolymeren, Polyethylenterephthalat und dessen
Copolymeren, thermoplastischen Partikelschäumen, Melaminharzschaum, Polymerschäumen oder porösen Materialien auf silikatischer Basis.
8. Isolierelement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Material für die 10 gasdichte Ummantelung (5) Polymere umfasst, insbesondere thermoplastische
Polyester, modifizierte Polyolefine, Polyamide und/oder mehrschichtige Laminate dieser Polymere.
9. Isolierelement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die gasdichte 15 Ummantelung (5) transluzent oder transparent ist.
10. Isolierelement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Isolierelement (1 ) transluzent ist.
20 1 1 . Isolierelement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Isolierelement
(1 ) eine Dicke von 1 cm bis 20 cm, bevorzugt 2 cm bis 12 cm, aufweist.
12. Isolierelement (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , wobei das Isolierelement (1 ) ein Gewicht von 4 kg/m3 bis 300 kg/m3, bevorzugt 10 kg/m3 bis 150 kg/m3,
25 aufweist.
13. Verwendung des Isolierelements (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zur Isolierung von Fahrzeugen.
30 14. Verwendung des Isolierelements (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zur
Innendämmung von Gebäuden.
15. Verwendung des Isolierelements (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 in einem Konstruktionselement mit regelbarem Wärmedurchgangskoeffizienten U.
35
16. Verwendung des Isolierelements (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 als Kern in einem abgeschlossenen Konstruktionselement, das zumindest an zwei gegenüberliegenden Seiten von transparenten Scheiben begrenzt ist.
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