In porösen Dämmstoffen können Dämpfe bei Unterschreitung der Taupunkttemperatur kondensieren. Durch das entstehende Kondensat verändert sich u.a. das Temperaturfeld im porösen Dämmstoff. Die Kondensation wird normalerweise an der Wandaußenseite beginnen. Hierbei sind Schäden an den tragenden Elementen des Ofens zu erwarten. Durch entstehendes Kondensat werden außerdem die wärmetechnischen Eigenschaften des Dämmmaterials verändert. Der Dampftransport im Dämmmaterial findet auf verschiedene Weise statt. Die Hauptmechanismen sind Diffusion sowie Strömung. Poröse Dämmstoffe wie z.B. Fasermaterialien setzen dem Transport des Dampfes nur einen sehr geringen Widerstand entgegen. Bei der Diffusion liegen die Diffusionskoeffizienten in der gleichen Größenordnung wie die der reinen Gase. Der Dampftransport ist dementsprechend schnell. Die Menge des anfallenden Kondensats kann abgeschätzt werden.

In porösen Dämmstoffen können Dämpfe bei Unterschreitung der Taupunkttemperatur kondensieren. Durch das entstehende Kondensat verändert sich u.a. das Temperaturfeld im porösen Dämmstoff. Die Kondensation wird normalerweise an der Wandaußenseite beginnen. Hierbei sind Schäden an den tragenden Elementen des Ofens zu erwarten. Durch entstehendes Kondensat werden außerdem die wärmetechnischen Eigenschaften des Dämmmaterials verändert. Der Dampftransport im Dämmmaterial findet auf verschiedene Weise statt. Die Hauptmechanismen sind Diffusion sowie Strömung. Poröse Dämmstoffe wie z.B. Fasermaterialien setzen dem Transport des Dampfes nur einen sehr geringen Widerstand entgegen. Bei der Diffusion liegen die Diffusionskoeffizienten in der gleichen Größenordnung wie die der reinen Gase. Der Dampftransport ist dementsprechend schnell. Die Menge des anfallenden Kondensats kann abgeschätzt werden.

Die Arbeit untersucht die Machbarkeit der Verwendung regionaler sächsischer Schafwolle zur Herstellung von Dämmstoffen und analysiert die gesamte Produktionskette von der Schur bis zum Endprodukt. In Sachsen stehen jährlich über 1.000 Tonnen ungenutzte Rohwolle zur Verfügung, da die Marktnachfrage nach Schurwolle fehlt. Die Studie zeigt, dass die Herstellung von Schafwolldämmstoffen wirtschaftlich durchführbar ist, einschließlich der Schritte Sammlung, Transport, Wäsche und präventiver Mottenbehandlung. Schafwolldämmstoffe bieten hervorragende Dämmeigenschaften, erfüllen Anforderungen an den sommerlichen und winterlichen Wärmeschutz und tragen zur CO₂-Reduktion bei. Ökologisch schneiden sie deutlich besser ab als herkömmliche Mineralwolle. Herausforderungen bestehen jedoch in hohen Endpreisen, fehlender Infrastruktur (z. B. Wollsammelstellen) und einer bislang geringen Marktpräsenz. Eine SWOT-Analyse identifiziert Potenziale wie die Verfügbarkeit ungenutzter Wolle, die steigende Nachfrage nach ökologischen Bauprodukten und mögliche staatliche Förderung für nachhaltiges Bauen. Risiken ergeben sich aus Qualitätsunterschieden in der Wolle, regulatorischen Hürden, der Konkurrenz mit anderen natürlichen Dämmstoffen und der Abhängigkeit von bestehenden Marktstrukturen. Zudem ist die Verarbeitung technisch anspruchsvoll. Die Studie schließt, dass trotz bestehender Herausforderungen die Verarbeitung von sächsischer Schafwolle zu Dämmstoffen möglich ist. Es wird empfohlen, die lokale Infrastruktur zu verbessern und die Marktpositionierung zu stärken, um Hemmnisse zu überwinden und die wirtschaftliche Nutzung der verfügbaren Ressource voranzutreiben.:Abbildungsverzeichnis I Tabellenverzeichnis III Anlagenverzeichnis IV Abkürzungsverzeichnis V 1. Hintergrund und Problemstellung 1 1.1 Zielsetzung 2 1.2 Forschungsfrage 2 1.3 Aufbau der Arbeit 4 2. Grundlagen der Schafwolle in der Textilindustrie 5 2.1 Entwicklung der Faserproduktion 5 2.2 Überblick über die Textilindustrie 6 2.3 Einordnung von Schafwolle in die Welt der textilen Fasern 8 2.4 Eigenschaften und Zusammensetzung von Schafwolle 9 3. Schafhaltung und Wollerzeugung in Deutschland und Sachsen 13 3.1 Historisch Entwicklung der Schafhaltung in Deutschland 13 3.2 Aktueller Schafbestand in Sachsen 16 3.3 Marktanalyse der Wollproduktion in Deutschland und Sachsen 20 3.4 Kosten und Erlöse in der Schafshaltung 21 4. Verarbeitung von Schurwolle zu Dämmstoffen 23 4.1 Rechtliche Rahmenbedingungen 24 4.2 Prozess der Schurwollgewinnung 29 4.3 Logistik und Transport 30 4.4 Wollwäsche 31 4.5 Herstellung von Dämmstoffen aus gewaschener Schurwolle 41 4.6 Mottenschutz-Ausrüstung für Vliesstoffe aus Wolle 45 5. Dämmstoffe aus Schurwolle im Markt der nawaRo-Dämmstoffe 49 5.1 Einführung in den Markt für Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen 50 5.2 Einordnung Dämmstoffe aus Schurwolle im Markt für nawaRo-Dämmstoffe 51 5.3 Regelwerke und Zulassung 56 5.4 Absatzpotenzial in der Gebäudesanierung in Sachsen 57 5.5 Ökologische Betrachtung von Dämmstoffen aus Schurwolle 59 5.6 Marktanalyse: Anbieter von Dämmstoffen aus Schurwolle 66 5.7 Weitere Anwendungsmöglichkeiten für Schurwolle 70 6. Machbarkeitsuntersuchung und Bewertung 74 6.1 Konzeption der Machbarkeitsuntersuchung 74 6.2 Gewinnung der Schurwolle / Sammeln 77 6.3 Transport 82 6.4 Wollwäsche 85 6.5 Mottenschutzausrüstung 92 6.6 Produktherstellung 97 6.7 Gesamtbewertung Szenarien und Kostenübersicht der Herstellungsprozesse 97 6.8 SWOT-Analyse: Verwendung regionaler Schurwolle für Dämmstoffherstellung 100 7. Fazit und Ausblick 102 7.1 Ergänzende Diskussion 105 8. Literaturverzeichnis 109 9. Anlagen 120

Der thermische Akkommodationskoeffizient α spielt als Teil der effektiven Wärmeleitfähigkeit von hochporösen Dämmstoffen (basierend auf SiO2 oder CaSiO3) eine nicht zu unterschätzende Rolle beim Wärmetransport. In vorhandenen Modellen zur Bestimmung der effektiven Wärmeleitfähigkeit wird er häufig, jedoch nicht bewiesen mit α = 1 für Gase wie Argon oder Stickstoff bzw. α = 0,3 für Helium angenommen. Daher war es das Ziel dieser Arbeit, jene Annahme zu überprüfen als auch erstmalig α an CaSiO3 zu bestimmen. Dazu wurde eine eigens entwickelte Versuchsapparatur ähnlich einer Guarded-Hot-Plate aufgebaut und umfangreich mit Literaturdaten kalibriert. Die bisher allgemein gültige Annahme konnte für beide Materialien mit Argon, Stickstoff und Helium experimentell verifiziert und damit die Gültigkeit vorhandener Modelle zur Bestimmung der effektiven Wärmeleitfähigkeit unterstrichen werden. Parallel dazu wurde kooperativ eine Molekulardynamik Simulation durchgeführt, wodurch die Messergebnisse ebenfalls bestätigt werden konnten.

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Energie und Rohstoffe auf Basis von Biomasse gelten als wichtiger Beitrag, um den anthropogen begründeten Klimawandel zu mindern. Diese publikationsbasierte Arbeit analysiert, inwiefern Aussagen über Vorzüglichkeit von Biomassenutzung im direkten Vergleich oder auch in komplexeren wirtschaftlichen Nutzungssystemen durch Unsicherheiten in den Treibhausgasemissionen (THG) oder durch die Anwendung der Bewertungsmethodik beeinflusst werden. Eine Fallstudie zur stationären Biostromerzeugung aus der Vergasung von Pappelhackschnitzeln zeigte mittels Monte-Carlo-Analyse, dass dieser Biostrom trotz Unsicherheiten weniger THG emittiert bzw. sogar Kohlendioxid sequestrieren könnte. Die zweite Fallstudie analysierte Biomassenutzung im Systemzusammenhang. Sie bezog neben THG-Emissionen als Bewertungskriterien sowohl den Bedarf an Agrarfläche als auch an fossilen Ressourcen mit ein. Für das Beispiel der Häuserdämmung mittels Hanffasern oder Styropor konnte aus den drei Kriterien auch unter Berücksichtigung mehrerer Szenarien keine eindeutige Vorzugslösung der Biomassenutzung abgeleitet werden. Basierend auf dem Produktivitätskonzept stellt der dritte Beitrag mit CUDe (Carbon Utilization Degree) einen Ansatz vor, wie die Nutzungseffizienz des in der Biomasse bereitgestellten Kohlenstoffs bewertet werden könnte. THG-Minderungsrechnungen erfordern eine fundierte Kenntnis der Methode als auch des Produktionssystems in seinem regionalen Kontext. Als Landnutzungseffekte sollten neben Änderungen im Bodenkohlenstoffgehalt auch Unterschiede in Lachgas-Hintergrundemissionen von annuellen gegenüber mehrjährigen Kulturen berücksichtigt werden. Trade-Offs sprechen dafür, Biomassenutzungssysteme nicht nur hinsichtlich Klimawirksamkeit zu optimieren. Ergänzend könnte Kohlenstoff auch als Ressource betrachtet und mit Effizienzkriterien bewertet werden. Biomassenutzung ließe sich so optimieren, dass gemeinsam mit Klimaschutz weitere aktuelle Handlungsfelder adressiert werden. / Biomass-based energy and materials are considered important for the mitigation of human-induced climate change and as relevant bioeconomic feedstock. This publication-based dissertation aims to contribute to the discussion about the reliability of mitigation assessment of biomass applications in an increasingly bio-based, low-carbon economy that also fulfils sustainability constraints of resource conservation. It analysed how preference of biomass use in direct comparison as well as in larger economic context is affected by single uncertainties as well as by mitigation calculation methods. A case study on stationary bioelectricity generation from poplar wood chip gasification with a Monte Carlo approach showed that such bioelectricity could emit less greenhouse gases (GHG) or even sequester carbon despite existing uncertainties. The second case study analysed biomass use in a systemic context. Besides GHG emissions also resource demand of cropland and fossil fuels were used to assess two strategies to isolate buildings. From the three criteria, none of the strategies would clearly be preferred. The third case study presented an approach to assess the efficiency of biomass carbon use (CUDe; Carbon Utilization Degree) and applied it exemplarily to a biogas and a hemp insulation system. GHG mitigation analyses of biomass use must be performed with profound knowledge of the methodology and the biomass system in its regional context. In land use change assessment, emissions resulting from deviating nitrous oxide baselines from annual and perennial crops should be considered in addition to carbon stock changes. Optimization of biomass applications only with respect to GHG emissions (or other single criteria) might overlook trade-offs. However, multi-criteria analyses might yield ambiguous results. A resource-efficient viewpoint on biogenic carbon use instead of its sole GHG implications might help to foster a transformation to bio-based, low-carbon economies.