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Forschungsstelle
BFE
Projektnummer
SI/501494
Projekttitel
Entwicklung hochisolierender Fenstersysteme mit Vakuumgläsern und ultraschlanker opaker Fassadenteile

Texte zu diesem Projekt

 DeutschFranzösischItalienischEnglisch
Kurzbeschreibung
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Publikationen / Ergebnisse
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Schlussbericht
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Erfasste Texte


KategorieText
Kurzbeschreibung
(Deutsch)
Wärmedämmung von Fenstern und Fassaden sind eine effiziente Methode, um den Energieverbrauch in Baukörpern nachhaltig zu senken. Fenster und Fassadenteile sollen gleichzeitig und aufeinander abgestimmt energetisch optimiert werden. Hochdämmende Vakuumgläser bieten die Chance einer technologischen Entwicklung von «Superfenstern» mit extrem tiefen U-Werten. Dank der Leichtigkeit dieser Gläser soll sowohl den ästhetischen Ansprüchen der Architekten und Bauherren für dünnere oder filigranere Rahmensysteme gerecht als auch hervorragende Wärmedämmwerte des Rahmensystems mittels Einsatz neuer Werkstoffe als tragende Elemente erreicht werden. Gegenstand des Pilotprojekts ist die Erarbeitung der technologischen Grundlagen, welche ein systematischer Einsatz hochisolierender Vakuumgläser in ebenso hochisolierende Rahmen erfordert. Gleichzeitig werden ultradünne, mit Aerogel gedämmte Rahmenverbreiterungen und opake Fassadenteile entwickelt. Zur Lösung bekannter Schnittstellenproblematiken und unter Ausnutzung von Synergien werden alle Innovationen als aufeinander abgestimmte Komplettlösungen angegangen.
Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)
Gute Wärmedämmung ist eine zentrale Voraussetzung für einen energieeffizienten Schweizer Gebäudepark. Wie eine gute Dämmung von Fenstern und Wänden erreicht werden kann, ist von Gebäude zu Gebäude verschieden. Bei historischen Bauten kann der Einbau von Vakuumgläsern in gut erhaltene Fensterrahmen eine bevorzugte Lösung sein. Ein BFE-Pilotprojekt mit Beteiligung mehrerer Gewerbebetriebe hat die Einsatzmöglichkeiten von Vakuumgläsern untersucht, aber auch vorgefertigte Wandelemente für Hochleistungsdämmstoffe entwickelt.
Zugehörige Dokumente
Publikationen / Ergebnisse
(Französisch)
Une bonne isolation thermique est une condition essentielle pour un parc immobilier suisse énergétiquement efficace. La manière d’obtenir une bonne isolation des fenêtres et des murs varie d’un bâtiment à l’autre. Dans le cas des bâtiments historiques, l’installation de vitrages sous vide dans des châssis de
fenêtres bien conservés peut être une solution privilégiée. Un projet pilote de l’OFEN, auquel participent plusieurs exploitations commerciales, a étudié les
applications possibles du verre à vide, mais a également conçu des éléments de mur préfabriqués pour des matériaux d’isolation haute performance.
Zugehörige Dokumente
Schlussbericht
(Deutsch)
Die Wärmeerzeugung für Gebäude ist für einen grossen Teil des Energieverbrauchs in der Schweiz verantwortlich. Projektziel war, die Wärmedämmung von Fenster und Fassaden dank neu aufkommenden Vakuumgläsern und hochdämmenden Isolationsmaterialien zu optimieren und gleichzeitig die Gebäudehülle schlanker zu gestalten. Es wurde ein neues Fenstersystem aus Vakuumglas (VIG) mit einem Wärmedurchgangskoeffizienten deutlich unter Minergie-P Niveau entwickelt und die technologischen Voraussetzungen für den systematischen Einbau von Vakuumgläsern (Glaseinstand, Verbauungsart, Statik, Materialien, etc.) in schlanke Rahmen erarbeitet. Parallel dazu wurden vorgefertigte Wandelemente mit hochdämmenden Aerogelmatten entwickelt, welche nur halb so dick sind wie herkömmliche Fertigelemente in Ständerbauweise. Am Pilothaus „Austrasse“ konnte bewiesen werden, dass eine Minergie-A Gebäudehülle mit ultraschlanken Wänden (Isolation 10cm) und mit Vakuumgläsern (12mm) erfolgreich konzipiert
und belebt wird. Im Rahmen des Projekts konnte der U-Wert des Vakuumglases auf 0.4 W/m2K gesenkt werden. Der Glas-Glas Randverbund bleibt jedoch eine wärmetechnische Schwachstelle und muss künftig verbessert werden. VIG werden deshalb im Moment für grosse Fensterflächen (>85% Glasanteil) sowie zur Sanierung historischer Fenster empfohlen. Optisch stehen die VIG heute den herkömmlichen Isoliergläsern in nichts nach. Eine Stakeholder Umfrage zeigt, dass bei Neubauten das energetische Einsparpotential genutzt wird, wenn dieses gleichzeitig mit einem besonders ästhetischen Erscheinungsbild (filigrane Rahmen) präsentiert wird. Dies ist jedoch nur möglich, wenn das ganze Rahmensystem neu aufgebaut wird, herkömmliche Rahmen sind für VIG nicht geeignet. Exemplarisch ist es gelungen, eine Komplettlösung für ein hochisolierendes Schiebefenster mit VIG zu entwickeln, welches einen schlanken Holz-Metallrahmen aufweist und voll motorisiert ist. Die notwendigen statischen Eigenschaften werden dank einem verstärkten Kern aus Glasfaserkunststoff (GFK) erreicht, miniaturisierte Beschlagsysteme wurden neu entwickelt und sind im GFK Kern versenkt. Motor und Schiebesystem sind aufeinander abgestimmt und ebenfalls im Rahmen unsichtbar eingebaut. Die Motorisierung eröffnet neue Möglichkeiten im automatischen Gebäudemanagement. Dank Schiebefenstern stehen keine Flügel mehr im Raum, was bei Schulen, Altersheimen und Spitälern wichtig ist.Ultra schlanke Wände mit Hochleistungsdämmstoffen wie z.B. Aerogel lassen sich nicht durch eine simple Redimensionierung bestehender Aufbauten erreichen. Holz isoliert nicht so gut wie Aerogel und fungiert als Wärmbrücke. Ausserdem kann das Material weder mit Verschraubung noch Verklebung befestigt werden. Die Lösung lag in der Verklemmung. Dank der Innovation von «verklebten Kastenelementen im Sandwichsystem» können nun fragile Hochleistungsdämmstoffe in vorfabrizierten Fertigelementen verbaut werden. Diese Innovation lässt sich auch auf andere Dämmmaterialien anwenden wie zum Beispiel Isopet oder Kautschuk-Aerogel.
Zugehörige Dokumente
Schlussbericht
(Englisch)

The generation of heat for buildings is responsible for a large part of the energy consumption in Switzerland. The project objective was to optimise the thermal insulation of windows and facades thanks to newly emerging vacuum glazing and highly insulating materials, while at the same time making the building envelope slimmer. A new window system made of vacuum glass (VIG) with a heat transfer coefficient well below the Minergie-P level was developed and the technological requirements for the systematic installation of vacuum glass (inset of the glass, type of construction, statics, materials, etc.) in slim frames were worked out. Parallel to this, prefabricated wall elements with highly insulating aerogel mats were developed, which are only half as thick as conventional prefabricated elements in stud construction. The pilot house “Austrasse” proved that a Minergie-A building envelope with ultra-slim walls (insulation 10cm) and with vacuum glasses (12mm) is successfully designed and animated. Within the framework of the project, the U-value of the vacuum glass was reduced to 0.4 W/m2K. However, the glass-glass edge seal remains a thermal weak point and must be improved in the future. VIG is therefore currently recommended for large window surfaces (>85% glass content) and for the renovation of historic windows. Optically, VIGs are in no way inferior to conventional insulating glass. A stakeholder survey shows that the energy-saving potential of new buildings is exploited if it is presented simultaneously with a particularly aesthetic appearance (filigree frames). However, this is only possible if the entire frame system is rebuilt; conventional frames are not suitable for VIG. As an example, we have succeeded in developing a complete solution for a highly insulating sliding window with VIG, which has a slim wood-metal frame and is fully motorised. The necessary static properties are achieved thanks to a reinforced core of glass fibre plastic (GRP), miniaturised hardware systems have been newly developed and are recessed in the GRP core. Motor and sliding system are coordinated and also invisibly installed in the frame. Motorisation opens up new possibilities in automatic building management. Thanks to sliding windows, there are no more sashes in the room, which is important for schools, old people's homes and hospitals. Ultra slim walls with high-performance insulation materials such as aerogel cannot be achieved by simply redimensioning existing structures. Wood does not insulate as well as aerogel and acts as a thermal bridge. Furthermore, the material cannot be fixed with screws or glue. The solution was to clamp it in place. Thanks to the innovation of "glued box elements in a sandwich system", fragile highperformance insulating materials can now be installed in prefabricated elements. This innovation can also be applied to other insulation materials such as isopet or rubber aerogel.

Schlussbericht
(Französisch)

La production de chaleur pour les immeubles est en grande partie responsable de la consommation d'énergie en Suisse. Ce projet avait pour but d’optimiser l’isolation thermique de fenêtres ainsi que de façades grâce à de nouveaux verres à vide et de matériaux hautement isolants. En même temps, il s’agissait de rendre l’enveloppe des bâtiments plus mince. D’une part, un nouveau système de fenêtres à verres à vide (VIG) a été développé. Elles présentent un coefficient de transmission thermique nettement inférieur au niveau de Minergie P. D’autre part, les conditions technologiques nécessaires à l'installation systématique de vitres à vide dans les cadres minces ont été développées (prise en feuillure, type de construction, statique, matériaux, etc.). En parallèle, des éléments de mur préfabriqués avec des molleton d'aérogel hautement isolants ont été développés. Ils sont deux fois moins épais que les éléments préfabriqués en construction à ossature. La maison pilote „Austrasse“ a prouvé avec succès qu'une enveloppe de bâtiment Minergie-A avec des murs ultra minces (isolation 10cm) et avec des vitres à vide (12mm) a pu être conçue et animée. Dans le cadre de ce projet, la valeur U du verre sous vide a pu être réduite à 0,4 W/m2K. Cependant, le joint de bordure en verre reste un point faible du génie thermique et devra encore être amélioré. Les IIG sont donc actuellement recommandées pour les grandes surfaces vitrées (>85% de verre) et pour la rénovation des fenêtres historiques. Optiquement, ces VIG ne sont en aucun cas inférieurs aux verres isolants classiques. Une enquête auprès des parties prenantes montre que le potentiel d'économie d'énergie des bâtiments neufs est exploité s'il est présenté simultanément avec un aspect particulièrement esthétique (cadres filigranes). Cependant, cela n'est possible que si l'ensemble du système de cadres est reconstruit, les cadres conventionnels n’étant pas adaptés à l'VIG. À titre d'exemple, nous avons réussi à développer une solution complète pour une fenêtre coulissante hautement isolante avec VIG, qui a un cadre mince en bois-métal et est entièrement motorisée. Les propriétés statiques nécessaires sont obtenues grâce à un noyau renforcé en plastique renforcé à la fibre de verre PRFV. Des systèmes matériels miniaturisés ont été récemment développés et sont encastrés dans le noyau GRP. Le moteur et le système de coulissement sont coordonnés et également installés de manière invisible dans le cadre. La motorisation ouvre de nouvelles possibilités dans la gestion automatique des bâtiments. Grâce aux fenêtres coulissantes, il n'y a plus d'ailes dans la pièce, ce qui est important pour les écoles, les maisons de retraite et les hôpitaux. Des murs ultra minces avec des matériaux isolants performants comme l'aérogel ne peuvent pas être réalisés par un simple redimensionnement des structures existantes. Le bois n'est pas aussi isolant que l'aérogel et agit comme un pont thermique. En outre, le matériau ne peut pas être fixé avec des vis ou de l'adhésif. La solution réside dans le serrage. Grâce à l'innovation des "éléments de boîtes collées dans un système sandwich", il est désormais possible d'installer des matériaux isolants fragiles et performants dans des éléments préfabriqués. Cette innovation peut également être appliquée à d'autres matériaux d'isolation tels que l'isopet ou l'aérogel en caoutchouc.