Wirkweise einer Isolierung

Kein Witz.
Ein Bekannte von mir will ein Wohnmobil bauen und beabsichtigt, Hohlräume aus zu schäumen.
Die Idee finde ich prinzipiell Katastrophe, weil in Schaum einfach durch unterschiedlichen Luftdruck der Umgegend Luft herien und heraus gepumpt wird, was bei Kondensation zu Feuchtigkeit führt, die sich zwischen Schaum und Blech nicht entfernen lässt. Damit ist Rost vorprogrammiert.

So - von dem Gedanken weg hab ich überlegt, was man denn sonst hinein tut.
Nichts?
Nichts heisst, dass Luft drin ist. Luft schein von allen vorhandenen Stoffen (also nicht Vakuum) die besten Isoliereigenschaften zu haben.
Ich vermute, dass bei Erwärmung Moleküle etc anfangen zu schwingen, dann die Nachbarn anstoßen und so weiter, so dass sich Wärme übertragen lässt.
Klebe ich also Hohlräume einfach ab, ist nur Luft drin aber keine Festkörper, die zwangsläufig eine höhere Wärmeleitfähigkeit als Luft haben.

Aber wodurch kommt denn nun die Isolierung wirklich zustande, wenn ich in luftgefüllte Hohlräume etwas reinstopfe?
Ist das nur ein Hindernis für die Luft sich zu bewegen, und wäre es in einem verklebten Hohlraum nicht egal, ob sich die Luft durch Thermik bewegt?

Hallo Piepel,

interessante Gedanken die du dir gemacht hast.

Grundsätzlich ist die Idee mit Umgebungsluft zu isolieren gut.
Da aber nur ein Vakuum eine gute Wärmedämmung verspricht wäre das doch die erste Wahl.
Aber:
Es müsste ein absolut Luft dichter Raum entstehen um die Isolierung gewährleisten zu können.
Das halte ich für unmöglich bzw. nicht durchführbar.
Wird soweit ich weiß auch nirgends in der Praxis so gemacht.
Außer bei Isolierglasfenster!

Bei Verwendung von Umgebungsluft hättest du noch genügend Feuchtigkeit (Luftfeuchtigkeit) in dem Raum die Korrosion fördert.
Sauerstoff als eigentlicher Korrosionsauslöser wäre bei Umgebungsluft auch vorhanden.

Zum Isolierschaum:
Die heute auf dem Markt erhältlichen Produkte sind gut.
Beim einbringen ist darauf zu achten, dass der Schaum auch vollständig die Hohlräume füllt.
Durch die Klebeeigenschaften von solchen Isolierschäumen ist eine Verbindung zum Blech in den meisten Fällen gut gegeben. Außerdem expandieren die Schäume in der Regel auch und helfen damit eine nahezu komplette Füllung zu ereichen. Es gibt, soweit ich weiß, auch verschiedene Stufen von expandierenden Schäumen.
Es sollte darauf geachtet werden, dass es mindestens zwei Zugänge gibt. Einmal zum Füllen des Isolierschaums und zum entweichen der verdrängten Luft. Da die Flächen wahrscheinlich sowieso etwas größer sind braucht man normalerweise auf jeden Fall mehrere Zugangslöcher, um die gute Verteilung zu gewährleisten.
Meines erachtens die beste Möglichkeit um so ein Projekt zu machen.

Die Isolationseigenschaft entsteht durch das verhindern der Wärmeübertragung.
Der eigentliche Dämmstoff muss eine möglichst geringe Wärmeleitfähigkeit besitzen.
Die meisten Isolierstoffe nutzen die kleinen und kleinsten Luftbläschen als Puffer.

Ich hoffe ich konnte dir etwas weiterhelfen.

Das funktioniert weil die Luftmoleküle durch die kleinen Kammern keinen Kontakt zueinander haben....Darum können sie die Temperatur nicht so einfach weiter leiten. Ich glaube so war das.

Wieso kondensiert irgendwas in ausgeschäumten Hohlräumen? Da ist so wenig Luft drin, da kann sich keine Feuchtigkeit setzen, oder?
Man schäumt überall und nix passiert, kein Schimmel oder sonstiges.

Außerdem:
Wie um alles in der Welt soll ein Wohnmobil selbst gebaut werden? Tüv gibts dafür niemals oder seid ihr Karosseriebauer? Und wenn eines umgebaut werden soll: Die sind aus Alu, das rostet nicht so wie Stahl.

Ein angenehmes Raumgefühl kommt dann zustande, wenn die Wärme nicht einfach durch die Wände "aufgesogen" wird (Schwingung der Moleküle). Nicht umsonst waren die Ritterburgen der früheren Zeit ziemlich zugige Orte, denn Stein nimmt relativ viel Energie auf und leitet diese auch weiter und dadurch kühlt der Innenraum schnell ab, bis die Wand genügend Wärme absorbiert hat. Dann wurden Holzvertäfelungen angebracht, denn Holz leitet Wärme langsamer weiter. Die Maßeinheit für die Wärmeleitfähigkeit ist W/mK (Watt pro Meter * Grad Kelvin) und wird mit dem Zeichen Lambda beschrieben. Wieviel Watt sind notwendig, um einen Stoff mit 1x1 m in einer Sekunde zu erwärmen, wenn zwischen der Innen- und Außenseite ein Unterschied von einem Grad Kelvin besteht. Metalle wie z.B. Kupfer haben eine hohe Wärmeleitfähigkeit (380 W/mK) und sind deshalb als Dämmstoff nicht geeignet, Mineralwolle oder Kunststoffschäume haben einen Wert von ca. 0,03 bis 0,04 W/mK. Sie nehmen die Wärme viel langsamer auf und geben sie auch langsamer weiter.

Bei allen Dämmarbeiten ist wichtig, an welcher Stelle sich der Kondensationspunkt befindet und wie der Dämmstoff damit umgeht. Ist es draußen saukalt und drinnen mollig warm, kann die Wärme mehr Wasser in Form von Luftfeuchtigkeit aufnehmen und dieser Wasserdampf berührt die Wände und dringt z.B. in das Holz ein. Deswegen werden Dampfsperren/Folien im Innenraum angebracht, damit der Wasserdampf nicht in die Wand eindringen kann. Es lässt sich nicht verhindern, dass auch von außen oder woher auch immer Luft in das Material eindringt und damit befindet sich der Kondensationspunkt irgendwo innerhalb des Dämmstoffes. Der Wasserdampf verflüssigt sich und der Dämmstoff wird feucht. Das ist kein großes Problem, wenn dieses Wasser entweder abfließen oder sich wieder in Wasserdampf zurück verwandeln kann, sobald wieder Wärme von außen oder innen zugeführt wird. Bleibt das Wasser aber z.B. im Holz erhalten, fängt es an zu verrotten. Glasfaserstoffe verrotten nicht so schnell aber enthalten sie organisches Material, fängt dies an zu stinken. Kunststoffschaum ist ziemlich dicht, die Feuchtigkeit kommt also nur schwer hindurch.

Aber leider "zerbröseln" viele Kunststoffschäume im Laufe der Zeit. Es bilden sich Risse und die Luftfeuchtigkeit schafft Wärmebrücken oder der Schaum löst sich z.B. von der Kunststoffwand eines Wohnmobils und der Kondensationspunkt liegt dann womöglich genau an einer Stelle, an die kein Wasser kommen sollte und das ganze Konstrukt verrottet.

Vakuum wäre tatsächlich die beste Lösung, aber das lässt sich hier auf unserer Erde nicht praktikabel herstellen. Weniger Luft bedeutet, dass weniger Wärme weitergegeben wird, aber es bleiben immer Luftmoleküle innerhalb erhalten und jeder kleinste Riss bereitet dem Vakuum ein Ende.

@Piepel Du musst den Dämmstoff mit Bedacht auswählen, denn in einem Wohnmobil sollte er weder brechen, noch reißen und Hohlräume sollten auch nach Jahren nicht entstehen oder sich der Schaum von der Innen- oder Außenwand ablösen. Einen solchen Schaum gibt es derzeit noch immer nicht und die Verarbeitung stellt selbst die NASA vor große Herausforderungen.

Die Hohlräume einfach abzukleben wird Dir nicht gelingen, denn während der Fahrt "arbeiten" die Einzelteile und verschieben sich zu einander und auch hier genügt wieder ein kleiner Riss und eine Wärmebrücke entsteht und das verschiebt den Kondensationspunkt und die Wand wird feucht.

Du kannst nur nach Kompromissen suchen und Stoffe verwenden, die die Feuchtigkeit wieder nach außen oder innen freigeben und mit Wärme kräftig dagegen heizen oder das Wohnmobil in die Sonne stellen. Und dann darf die Isolierung wieder nicht zu perfekt sein, sonst entkommt der Wasserdampf nicht nach draußen und es müffelt im Inneren. Du musst Dein Vorgehen also so wählen, dass Deine Dämmung zwar die Wärme halten kann, aber auch die Luftfeuchtigkeit wieder frei gibt. Das ist nur als Kompromiss möglich und Du musst ständig schauen, wo Wasser auch in Form von Regen eintreten kann. Auch das ist schließlich möglich. Keine leichte Aufgabe.

Danke, @ GrayBear, aber eins hab ich noch nicht verstanden.

Klar ist - meine Ansicht nach - dass Pistolenschaum zunächst am Blech klebt.
Steht der (schwarze) Wagen in der Sonne, so erhitzt sich das Blech und dehnt sich aus.

Kann ein eher unelastischer Schaum nicht folgen, so wird er wegen seines unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten die Bewegung nicht mit machen, bleibt wo er ist und wird sich ablösen.

Es entsteht ein Spalt.
Über den Spalt hinweg wird Luft, welche Wasser in gasförmigen Anteilen enthält, an das Blech gelangen.
Durch Temperaturunterschiede verlagert sich der Taupunkt an die Innenseite des Blechs, bildet Feuchtigkeit, was Rost bedeutet.


Eine "Isolierung" (zB mit Schaum oder anderen Materialien) würde bedeuten, dass man in den Hohlraum etwas hinein stopft.
Das, was man hineinstopft, wird dichter/schwerer als Luft sein, leitet also Wäre besser als Luft.

Stell Dir vor, man stopft Mineralwolle hinein: es isoliert.
Um noch besser zu isolieren, wird die Wolle verdichtet?
Um maximal zu isolieren, wird die Wolle geschmolzen und flüssig eingefüllt?
Der Hohlraum besteht dann aber nur noch aus massivem "Stein".

Also würde man Häuser ( oder den Hohlraum) isolieren, indem man massiven Stein verbaut?
Nein, massiver Stein leitet besser als Luft.

Am allerbesten wäre aber Luft ohne Stein.
Demzufolge auch ohne Mineralwolle, weil an allen Stellen, an der sich die Wolle berührt, Wärme schneller übertragen wird, als wenn es die Berührung nicht gäbe.

Drum frage ich mich, wozu man Material in einen Hohlraum einbringt mit dem Ziel zu isolieren, jedoch bildet das Material selbst Wärmebrücken und leitet - als Isolierung - Wärme noch besser, als hätte man nur einen Luft-Raum ohne Isolierung?

Piepel meinte:

Danke, @ GrayBear, aber eins hab ich noch nicht verstanden.

Klar ist - meine Ansicht nach - dass Pistolenschaum zunächst am Blech klebt.
Steht der (schwarze) Wagen in der Sonne, so erhitzt sich das Blech und dehnt sich aus.

Kann ein eher unelastischer Schaum nicht folgen, so wird er wegen seines unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten die Bewegung nicht mit machen, bleibt wo er ist und wird sich ablösen.

Es entsteht ein Spalt.
Über den Spalt hinweg wird Luft, welche Wasser in gasförmigen Anteilen enthält, an das Blech gelangen.
Durch Temperaturunterschiede verlagert sich der Taupunkt an die Innenseite des Blechs, bildet Feuchtigkeit, was Rost bedeutet.


Eine "Isolierung" (zB mit Schaum oder anderen Materialien) würde bedeuten, dass man in den Hohlraum etwas hinein stopft.
Das, was man hineinstopft, wird dichter/schwerer als Luft sein, leitet also Wäre besser als Luft.

Stell Dir vor, man stopft Mineralwolle hinein: es isoliert.
Um noch besser zu isolieren, wird die Wolle verdichtet?
Um maximal zu isolieren, wird die Wolle geschmolzen und flüssig eingefüllt?
Der Hohlraum besteht dann aber nur noch aus massivem "Stein".

Also würde man Häuser ( oder den Hohlraum) isolieren, indem man massiven Stein verbaut?
Nein, massiver Stein leitet besser als Luft.

Am allerbesten wäre aber Luft ohne Stein.
Demzufolge auch ohne Mineralwolle, weil an allen Stellen, an der sich die Wolle berührt, Wärme schneller übertragen wird, als wenn es die Berührung nicht gäbe.

Drum frage ich mich, wozu man Material in einen Hohlraum einbringt mit dem Ziel zu isolieren, jedoch bildet das Material selbst Wärmebrücken und leitet - als Isolierung - Wärme noch besser, als hätte man nur einen Luft-Raum ohne Isolierung?

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Zur Information Wärmeleitfähigkeit-Wikipedia
Der Unterschied zwischen Luft und klassischen Dämmstoffen ist minimal.
In dem Artikel stehen unten die Wärmeleitfähigkeitswerte unter anderm auch von Luft und auch von Dämmstoffe, da kannst du dann die Werte ablesen.
Vakuum hat die niedrigsten Wärmeleitwerte!
Ist halt selten praktikabel bzw. einsetzbar!


Quelle Wikipedia

Bandit meinte:

Der Unterschied zwischen Luft und klassischen Dämmstoffen ist minimal.

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Aso - also (einen Holm als) Hohlraum zu kleben, Luft gefangen halten, Geld - und Gewicht am Fahrzeug - für Isolierung sparen?

Piepel meinte:

Aso - also (einen Holm als) Hohlraum zu kleben, Luft gefangen halten, Geld - und Gewicht am Fahrzeug - für Isolierung sparen?

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Du wirst es nicht dauerhaft dicht bekommen!
Die Holme sind in aller regel Punktgeschweißt und nicht Luftdicht zu bekommen.
Versuch:
Ein Ventil in die Öffnung des Holms einsetzen und den Holm unter Luftdruck setzen.
Dann kannst du den Druck ablesen bzw. ob der Druck stabil bleibt.

@Piepel Luft, vor allem, wenn sie mit Dampf angereichert ist, hat einen Wärmeleitkoeffizienten von ca. 1. Dämmschaumstoff von ca. 0,03. Also leitet Luft die Wärme besser und vor allem schneller. Wenn Du in einen Hohlraum einen Dämmstoff einbringst, werden die Atome des Dämmstoffes nicht so schnell erhitzt, weil dieser Dämmstoff so aufgebaut ist, dass er das nicht tut und damit auch die Wärmeweitergabe durch die Luft verlangsamt. Verdichtest Du den Dämmstoff aber soweit, dass sich die Atome sehr nahe kommen, begünstigst Du damit wieder die Weitergabe der Wärme und die Dämmwirkung lässt nach. Eine nasse Unterhose wärmt nicht, denn sie leitet die Körperwärme schneller ab, als eine Unterhose, die durch Wolle und Hohlräume dafür sorgt, dass der Wärmeaustausch langsamer vonstatten geht.

Nimmst Du z.B. einen Speckstein, dann braucht dieser viel Energie, um sich aufzuheizen, aber er hält dafür die Wärme und gibt sie langsam und erst nach und nach wieder ab. Also wäre er eigentlich ein guter Dämmstoff, nur ist er sehr schwer und nicht leicht zu verarbeiten.

Jede Dämmung ist nur ein Kompromiss zwischen Aufwand, Kosten und Effizienz, weil alle Stoffe eine gewisse Wärmeleitfähigkeit haben. Und da sich auf der Erde kein Vakuum auf Dauer bilden lässt und der Aufwand auch dafür sehr hoch ist, musst Du nach eine sinnvollen Kombination von geeigneten Stoffen und deren Verarbeitung suchen. Dem Ideal kamen die Kacheln am Bauch des Spaceshuttles schon ziemlich nahe, aber diese Dinger waren mit ein Grund, warum kein Shuttle mehr fliegt.

In jedem Fall leitet Luft die Wärme besser, als wenn sie von einem Dämmstoff verdrängt und die Wärmeweitergabe verlangsamt wird. Aber das Zeug darf eben nicht verrotten oder nass werden, denn dann sind wir wieder bei der Unterhose.

Piepel meinte:

Drum frage ich mich, wozu man Material in einen Hohlraum einbringt mit dem Ziel zu isolieren, jedoch bildet das Material selbst Wärmebrücken und leitet - als Isolierung - Wärme noch besser, als hätte man nur einen Luft-Raum ohne Isolierung?

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Es gibt Material, welches die Wärme gut leitet, und solches, das die Wärme schlecht leitet. Ich denke, es hängt von der Dichte des Materials ab.