NawaRo_RedEm:
Reduktion von Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen aus Dämmmaterialien aus nachwachsenden Rohstoffen

Projektstart /

Gebäude verursachen im Betrieb derzeit etwa 35 Prozent des deutschen Endenergieverbrauchs und 30 Prozent der CO2-Emissionen. Eine effiziente Wärmedämmung von Gebäuden ist daher von zentraler Bedeutung. Um dies mit ressourcenschonenden Maßnahmen zu erreichen, setzt die Politik im Rahmen ihrer Bioökonomie-Strategie zunehmend auf Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen (»NawaRo-Dämmstoffe«). Wie für alle Baustoffe gelten auch für NawaRo-Dämmstoffe strenge Anforderungen hinsichtlich der Emission gesundheitskritischer Schadstoffe. Besonders im Fokus stehen dabei flüchtige organische Verbindungen (Volatile Organic Compounds = VOC). Für manche dieser Stoffe sind die Entstehungsmechanismen bekannt, sodass Maßnahmen zur Verbesserung des Emissionsverhaltens von Dämmstoffen getroffen werden konnten. Bei einigen Stoffen fehlen jedoch noch tiefergehende Erkenntnisse darüber, wie sie aus nachwachsenden Rohstoffen entstehen. In diesem Forschungsprojekt untersuchen wir die Entstehung von bisher unzureichend erforschten Substanzen, die aktuell zunehmend im Fokus stehen und entwickeln Strategien, ihren Einsatz künftig zu meiden.. Ziel ist es, die Emissionen aus nachhaltigen NawaRo-Dämmstoffen weiter zu senken, um ihren Einsatz in der Baubranche sicherzustellen und zu erhöhen.

Das Foto zeigt die Oberfläche und die Schnittkante einer Holzfaserdämmplatte.
© Fraunhofer WKI | Manuela Lingnau
Holzfaser-Dämmstoffe sind nachhaltig und bereits am Markt etabliert. Durch Zugabe von Aerogelen lässt sich die Dämmwirkung und das Emissionsverhalten von Holzfaser-Dämmstoffen verbessern.

Unsere Primärstrategie ist es, Emissionen aus den Dämmstoffmaterialien selbst zu senken. Ist das nicht ausreichend möglich, soll der sperrende Einfluss von Zuschlagstoffen, Folien oder Beschichtungen genutzt werden.

Vorkenntnisse

Das Projekt baut auf umfangreichen Vorkenntnissen aus bereits abgeschlossenen bzw. noch laufenden Forschungsprojekten des Fraunhofer WKI auf, insbesondere:

Auswahl der Dämmstoffe

Anhand der Ergebnisse des NawaRo-Dämmstoffe-Projekts wählen wir Materialtypen aus, bei denen eine Verringerung der Emissionen durch Änderungen in der Produktion oder durch Variation von Zuschlagstoffen aussichtsvoll ist. Nach derzeitigem Stand sind dies Dämmstoffe aus Cellulose, Stroh, Holzfasern, Kork oder Hanf.

Auswahl der emittierten Substanzen

Einige VOC-Emissionen aus NawaRo-Dämmstoffen sind bereits gut erforscht - insbesondere Formaldehyd. Wir konzentrieren uns in diesem Projekt auf neu aufkommende Schadstoffe (»emerging pollutants«).

Substanz

Dämmstoff

Priorität

Aldehyde > C1

Holzfaser, Gras

Hoch, da Vorgänge und Minderungsmaßnahmen zwar gut bekannt, Vorgänge noch besser nutzbar

Alkohole < C7

Gras

Hoch, da nicht so intensiv untersucht wie Aldehyde und Säuren

Alkohole (C11, C13)

Cellulose

Hoch, Prozess im Zusammenhang mit Emissionsverhalten wenig untersucht

Essigsäure, organische Säuren > C2

Holzfaser, Cellulose, Hanf

Mittel, da Vorgänge gut bekannt. Einsatz von basischen Zuschlagsstoffen als Fänger?

SVOC

Cellulose

Hoch, Zusammensetzung und Herkunft weitgehend unbekannt

Ermittlung der Ursachen für die Entstehung der emittierten Substanzen 

Für die Emission einiger Chemikalien sind die Ursachen zumindest für Holz oder Holzwerkstoffe bekannt, vor allem für die organischen Säuren und Aldehyde. In diesen Fällen prüfen wir, ob die Erkenntnisse direkt auf die betreffenden Dämmstoffe übertragen werden können. Zur Ermittlung fehlender Erkenntnisse konzipieren wir Versuche und führen diese im Rahmen des Projekts durch. Dies betrifft insbesondere die Substanzgruppen der leichtflüchtigen organischen Verbindungen (VVOC) und der schwerflüchtigen organischen Verbindungen (SVOC). Zudem untersuchen wir den Einfluss von Zuschlagstoffen, wie Flammschutzmitteln, mit denen viele NawaRo-Dämmstoffe ausgerüstet sind.

Vermeidung von Emissionen durch Änderungen in der Produktion oder Zusammensetzung

Aufbauend auf den Erkenntnissen streben wir an, die Emissionen von Dämmstoffen durch Änderungen von Prozessparametern und/oder durch das Ändern bzw. Weglassen von Zusatzstoffen zu verringern. Dabei untersuchen wir auch, ob sich Emissionen, die aus den nachwachsenden Rohstoffen herrühren und nicht vermeidbar sind, im Dämmstoff binden lassen. Ziel ist eine Emissionsminderung ohne wesentliche Verschlechterung anderer Eigenschaften.

Vermeidung von Emissionen durch sperrende Schichten

Emissionen, die sich durch Anpassungen des Herstellungsprozesses nicht vermeiden lassen, sollen durch sperrende Schichten aufgehalten werden, damit sie nicht in die Innenraumluft gelangen. Hierfür untersuchen wir den Einfluss dampfbremsender Folien sowie direkt aufgebrachter Beschichtungen des Dämmstoffs (Kaschierung). 

Prototyping

Am Ende des Projekts sollen beispielhaft Prototypen von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen mit signifikant verringerter Emission in den Innenraum hergestellt werden.

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