42 / 60
42
ZEB
annual report 2015
nær Oslo, Norge. Trelagsvinduer med argon
ble delvis byttet ut med to-lags glass med
enten monolittisk aerogel eller granulær
aerogel. Energibruk i og klimagassutslipp
fra bygg ble beregnet og sammenlignet for
tilfellene med forskjellige vindus-teknologier.
Aerogeler er innovative materialer som, blant
mange bruksmuligheter innen flere ulike felt,
viser svært interessante isolasjonsegenskaper
i både opake og transparente
bygningskomponenter. Det spesielle ved
aerogel er at det er et meget porøst materiale.
Den porøse strukturen som utgjør aerogelens
skjelett kalles gel. Denne gelen er en
tredimensjonal, svampaktig gitterstruktur av
partikler dannet gjennom kondensering av
partikler oppløst i en flytende løsning kalt sol.
For å fremstille sluttproduktet fra denne sol-gel
forbindelsen, erstattes væskedelen med luft
gjennom diverse prosesser. Sluttproduktet kan
opptre i monolittisk form (monolittisk aerogel)
eller i pulverform (granulert aerogel). Nesten
alle metall- eller halvmetalloksider, som silika
(SiO
2
), aluminiumoksid (Al
2
O
3
), titanoksid
(TiO
2
) og zirkoniumoksid (ZrO
2
) kan benyttes
til å lage gel. Blant disse er det SiO
2
-gelen
som har det bredeste anvendelsesområdet.
SiO
2
aerogeler har, i likhet med andre
metalloksidbaserte aerogeler, interessante
optiske egenskaper. Siden porene som
danner gelgitter-strukturen er mindre enn
bølgelengden for synlig lys (380-740 nm),
kan aerogelene være delvis transparente. På
grunn av dette representerer aerogelene den
mest lovende løsningen for å oppnå veldig
lave isolasjonsverdier i transparente og opake
overflater uten at det går på bekostning av
dagslysforholdene.
Et vindu med flere lag glass og med
lavenergibelegg og gassfylling kan ha
en isolasjonsverdi på 0,5 W/m
2
K-1 og
en g-verdi på 0,50. Et vindu med to-lags
glass og aerogel-fylling med tilsvarende
U-verdi har derimot en g-verdi på 0,75, og
er altså et vindu med de samme termiske
isolasjonsegenskapene men med høyere
lystransmittans. Dette er veldig gunstig,
ettersom en høy G-verdi slipper inn mer
solstråling og dermed reduserer behovet for
romoppvarming om vinteren.
Imidlertid vil de optiske egenskapene til
aerogel variere avhengig av formen på
sluttproduktet (granulat eller monolitt).
Selv om monolittisk aerogel viser en
lystransmittans som kan sammenlignes med
glass, viser granulær aerogel mye lavere
verdier av lystransmittans ettersom materialet
er gjennomsiktig. I et slikt perspektiv vil bruk
av granulære aerogel i boligbygg ha en
begrenset anvendelse.
Beregningene av energibruk viste at det
å erstatte vinduer med trelags glass og
argongass med vinduer med tolags glass og
aerogel (enten monolittisk eller granulær) gir
en innsparing på inntil 20 % av energibehovet
til romoppvarming. Dette tilskrives, som
forklart ovenfor, den høye solinnstrålingen
gjennom aerogel-vinduene.
Livssyklusberegninger av drivhusgassutslipp
viste at bygningens utslipp ble redusert med
9 % som følge av at trelagsvindu ble skiftet
ut med aerogel-vinduer. Sammenligningen i
figur 2 mellom bruk av enten aerogel-vindu
eller trelags-vinduer viser de mest signifikante
resultatene (romoppvarming, bygningens
energibruk og bygningens livssyklusutslipp).
Verdiene fremkommer ved å dividere hvert
resultat gitt ved bruk av aerogel-vinduer med
tilsvarende resultatt gitt ved bruk av trelags-
Figure 2. Three pictures of aerogel products. Left: granular aerogel. From
www.unitednuclear.com.Centre: monolithic aerogel. From
www.wikipedia.com.Right:
monolithic aerogel as insulation in a window. From Jensen, K.I., Kristiansen, F.H., and Schultz, J.M., Highly Insulating and Light Transmitting Aerogel Glazing for
Super Insulating Windows, Technical University of Denmark, 2005. Bottom: granular aerogel as insulation in a window. From
www.tgpamerica.com.