Pyrogene Kieselsäure vs. Glasfaser: Welcher VIP-Kern ist der richtige?
Das Wichtigste in Kürze
- Glasfaserkern: niedrigstes Anfangs-λ (typisch 1,5–2,5 mW/(m·K)) und geringere Kosten — der Standard für Geräte und Kühlboxen.
- Kieselsäurekern: höheres Anfangs-λ (≈ 3,5–5 mW/(m·K)), aber um Größenordnungen toleranter gegenüber Innendruckanstieg — die Wahl für Bauanwendungen mit 15–25+ Jahren.
- Der eigentliche Unterschied ist nicht die Leistung am ersten Tag, sondern wie jeder Kern altert, während Gas langsam durch die Hülle permeiert.
- Beide Kerne sind anorganisch und nicht brennbar (Kernmaterial Klasse A).
- Supertech fertigt beide Kerntypen im eigenen Haus — dieser Vergleich hat keinen Favoriten, nur die Anwendung entscheidet.
Warum das Kernmaterial bestimmt, wie ein VIP altert
Ein Vakuumisolationspaneel ist ein mikroporöser Kern, evakuiert und in eine mehrlagige Barrierehülle eingeschweißt (die vollständige Anatomie steht in unserem Referenzartikel: Was ist ein Vakuumisolationspaneel?). Hülle und Getter bestimmen, wie schnell Gas eindringt; der Kern bestimmt, wie sehr dieses Gas schadet. Zwei Kernfamilien dominieren die kommerzielle Fertigung — Zentrifugalglasfaser und pyrogene Kieselsäure — und sie beantworten diese Frage sehr unterschiedlich.
Die Vergleichstabelle
| Eigenschaft | Glasfaserkern | Kieselsäurekern |
|---|---|---|
| Anfangs-λ, Paneelmitte | 1,5–2,5 mW/(m·K) | 3,5–5 mW/(m·K) |
| Innendruck für Nennleistung | Hochvakuum, < ≈ 0,1 mbar | hält niedriges λ bis in den Millibar-Bereich |
| Empfindlichkeit gegen Druckanstieg | Hoch — λ steigt schnell, sobald das Vakuum nachlässt | Niedrig — flache λ-Kurve über den frühen Druckanstieg |
| Getter / Trockenmittel | Getter zwingend | Trockenmittel; Getter optional |
| Typische Auslegungslebensdauer | >10 Jahre (Geräte, Versandboxen) | 15–25+ Jahre (Bau, gemäß EN 17140) |
| Kerndichte | ≈ 200–300 kg/m³ | ≈ 160–220 kg/m³ |
| Brandverhalten des Kerns | Nicht brennbar, anorganisch | Nicht brennbar, anorganisch |
| Relative Kosten pro Paneel | Niedriger | Höher (Rohstoff pyrogene Kieselsäure) |
| Bei beschädigter Hülle | fällt Richtung konventioneller Glasfaserdämmung zurück | fällt auf ≈ 20 mW/(m·K) — bleibt ein funktionierender Dämmstoff |
Die Physik: Porengröße vs. mittlere freie Weglänge der Luft
Bei Atmosphärendruck legt ein Luftmolekül rund 70 Nanometer zurück, bevor es mit einem anderen Molekül kollidiert. Gaswärmeleitung braucht genau diese Kollisionen — sind die Poren eines Materials kleiner als diese Strecke, bleibt die Gasleitung unterdrückt, selbst wenn Gas vorhanden ist. Das ist der Knudsen-Effekt, und er ist die ganze Geschichte der Kernwahl.
Pyrogene Kieselsäure bildet eine Struktur mit Poren von etwa 100–300 nm. Moleküle treffen auf Porenwände, bevor sie einander treffen — die Gasleitung bleibt also selbst bei Innendrücken von mehreren Millibar gedrosselt. Das Paneel braucht kein hartes Vakuum und profitiert kaum davon.
Glasfaserkerne haben Poren im Mikrometerbereich und darüber. Im Hochvakuum ist schlicht zu wenig Gas für Wärmeleitung vorhanden — deshalb ist ihr Anfangs-λ das niedrigste aller kommerziellen Kerne. Steigt der Druck über Jahre der Permeation jedoch an, kehrt die Gasleitung früh zurück. Darum kombinieren Glasfaserpaneele eine Hochbarrierefolie mit einem Getter, der eindringendes Gas chemisch bindet und das Hochvakuum-Fenster verlängert.
Was das über die Lebensdauer bedeutet
Jede VIP-Hülle lässt pro Jahr eine winzige Gasmenge durch; Folienklasse und Randversiegelung bestimmen die Rate. Die beiden Kerne reagieren auf unterschiedlichen Kurven:
- Ein Glasfaserpaneel startet außergewöhnlich niedrig und bleibt dort, solange Getter und Hülle das Vakuum halten — das deckt die 10+ Jahre Auslegungslebensdauer eines Kühlgeräts oder einer qualifizierten Versandbox-Flotte bequem ab.
- Ein Kieselsäurepaneel startet höher, seine λ-Kurve verläuft über den frühen Druckanstieg aber nahezu flach — weshalb Bemessungswerte für Bauanwendungen (wo EN 17140 Jahrzehnte Nutzung erwartet) auf Kieselsäurekernen deklariert werden.
Keine der beiden Kurven ist abstrakt „besser". Die Frage ist, wie viele Jahre Leistung Ihre Anwendung tatsächlich garantieren muss — und was jedes Paneel pro Jahr dieser Nutzung kostet.
Auswahlhilfe nach Anwendung
Kühl- und Gefriergeräte, Haushaltsgeräte → Glasfaser
Großserienprodukte mit 10+ Jahren Lebenszyklus wollen das niedrigste λ pro Millimeter zu den niedrigsten Paneelkosten — exakt das Glasfaserprofil. Dieser Kern steckt hinter den dünnwandigen Gehäusen mit großem Nutzvolumen aus unserem Artikel zur Dämmdicke.
Kühlketten-Versandboxen → Glasfaser
Passive Versandboxen werden auf Haltezeit qualifiziert, aufbereitet und im Umlauf gefahren — die Lebensdauer wird in Umläufen gemessen, nicht in Jahrzehnten. Das niedrigste λ maximiert die Haltestunden pro Millimeter Wand; die Systemrechnung steht in der richtigen Kühlketten-Versandbox.
Bau, Fassade und Innensanierung → pyrogene Kieselsäure
Ein Wandaufbau lässt sich nicht wieder öffnen, um Paneele zu tauschen — der Bemessungswert muss 15–25+ Jahre überstehen. Die flache Alterungskurve der Kieselsäure — und ihr gutmütiger Rückfall auf ≈ 20 mW/(m·K) selbst bei einer Beschädigung — ist der Grund, warum die Bau-VIP-Norm EN 17140 um dieses Material herum geschrieben ist.
Sonderfälle
Heiße Prozessanlagen und Anwendungen außerhalb des Standardfensters von −70 °C bis +80 °C nutzen spezielle Hochtemperatur-VIP-Konstruktionen (bis +800 °C mit Metallhülle). Hier folgt die Kernwahl der Temperaturspezifikation — fragen Sie unsere Ingenieure mit Ihrem Betriebsprofil.
Richtig ausschreiben: drei Praxishinweise
- Gealterte Werte vergleichen, nicht Prospektwerte. Fragen Sie jeden Anbieter nach dem λ in Paneelmitte und dem deklarierten/gealterten Wert für Ihre Nutzungsdauer und Ihr Klima; ein Tag-1-Wert allein sagt wenig.
- Auslegungslebensdauer in die Anfrage schreiben. „Niedrigstes λ" und „25 Jahre Bemessungswert" führen zu unterschiedlichen Kernen — ein Anbieter, der nachfragt, welches Ziel gilt, ist ein gutes Zeichen.
- Anorganischen Kern prüfen. Beide hier verglichenen Kerne sind nicht brennbare Klasse-A-Materialien; organisch gefüllte Platten verhalten sich bei Brand und Alterung anders.
Häufig gestellte Fragen
Welches VIP-Kernmaterial hat die niedrigste Wärmeleitfähigkeit?
Glasfaserkerne (Zentrifugalglasfaser) erreichen die niedrigsten Anfangswerte in Paneelmitte, typischerweise 1,5–2,5 mW/(m·K). Kerne aus pyrogener Kieselsäure starten höher, bei etwa 3,5–5 mW/(m·K), halten ihre Leistung aber deutlich länger, wenn der Innendruck über die Lebensdauer langsam ansteigt.
Warum verträgt ein Kieselsäure-VIP Vakuumverlust besser als ein Glasfaser-VIP?
Wegen der Porengröße. Die Poren pyrogener Kieselsäure liegen bei etwa 100–300 nm — nahe der mittleren freien Weglänge von Luftmolekülen —, sodass die Gaswärmeleitung selbst bei Innendrücken von mehreren Millibar unterdrückt bleibt (Knudsen-Effekt). Glasfaserkerne haben deutlich größere Poren und brauchen ein Hochvakuum von grob unter 0,1 mbar, gestützt durch einen Getter, um ihre Spitzenwerte zu liefern.
Welches Kernmaterial ist für meine Anwendung richtig?
Als Faustregel: Glasfaserkerne für Haushaltsgeräte, Kühlketten-Versandboxen und andere Produkte mit 10+ Jahren Auslegungslebensdauer, bei denen niedrigstes λ und Kosten pro Paneel zählen; Kieselsäurekerne für Bauanwendungen, die eine deklarierte Nutzungsdauer von 15–25+ Jahren erfordern — so, wie es die Produktnorm EN 17140 für Bau-VIPs abbildet.
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