Energetische, thermodynamische und bauphysikalische Begriffe und Zusammenhänge

Jahresheizwärmebedarf

Definition

Jahresheizwärmebedarf ist der zusätzliche zu dem Wärmegewinn erforderliche jährliche Wärmebedarf, um ein Gebäude auf einer gewünschten Temperatur zu halten.

Eine effektive Energieeinsparung ist nur durch eine Maßnahmenkombination von Anlagentechnik,

Gebäudehülle und Energieträger möglich.

Der Jahresheizwärmebedarf ist abhängig von:

- Gebäudehülle:

Speicherung, Wärmedämmung, Luftdichtheit, Wärmebrücken

- Anlagentechnik:

Heizung, Lüftung, Wärmerückgewinnung, WW-Bereitung

- Energieträger:

Heizöl, Gas, Strom, erneuerbare Energien (Solar, Holz, Pellets,   Hackschnitzel etc.)

Abschätzung des jährlichen Heizwärmebedarfes und des spezifischen Wärmebedarfes

Beispielrechnung zur Ermittlung der Heizfläche

(1) Wohnraumgrundfläche 20 m², Wassertemperatur 80/60°C, Lufttemperatur 20°C, Δt = 50 K, k = 8 W/m² K (U-Wert),

bei 2000 Heizstunden pro Jahr. Q= k x F x Δt (Mittelwerte).

(2) Übertemperatur und Systemtemperatur bei konstanter angenommener Heizfläche F = 8 m²

Entwicklung der Energieverbrauchsstandards

Gebäudebestand

Im Gebäudebestand liegt der durchschnittliche Heizenergieverbrauch bei ca. 220 bis 280 kWh/m²a.

(diese Energiekennzahlen sind wahrscheinlich gegenüber aktuellen Ermittlungen entschieden zu hoch angesetzt, s. u.!)

Mit dem rechnerisch ermittelten Energieverbrauch erhält man die Energiekennzahl für ein bestehendes oder geplantes Gebäude. Bei Bestandsgebäuden lässt sich diese auch über den tatsächlichen Verbrauch errechnen.

Die EnEV verlangt das (rechnerische) Erreichen eines durchschnittlichen Heizenergieverbrauchs von etwa 100 kWh/m² im Jahr.

Aktuelle Energiekennzahlen*

Im Gebäudebestand (wärmetechnisch unsanierte MFH) ermittelte die Brunata-Metrona Gruppe in Ihrer Studie von 2010 aus > 100.000 Kennzahlen den durchschnittlichen Energieverbrauch nach Baualtersklassen:

- Gebäude 1900 bis Mitte der 1960er Jahre: ca. 160 kWh/m²a

  (nur 10% verbrauchen > 240 kWh/m²a)

- Gebäude ab Mitte 1960er Jahre bis Anfang 1990er Jahre: ca. 140 kWh/m²a

- Gebäude ab 2001: < 100 kWh/m²a

*) Quelle: HLH Bd. 61 (2010) Nr. 5-Mai; www.metrona.de

Folgende Gebäudetypen stehen für den besonders sparsamen Umgang mit Energie:

Niedrigenergiehaus

Das Niedrigenergiehaus (NEH) sollte den vorgegebenen Standard der EnEV um 30% unterschreiten.

Der Begriff wurde 1990 eingeführt und bezieht sich daher häufig auf Anforderungen früherer Standards.

Energiesparhäuser

Die Energiesparhäuser KfW 40, 60 und 70 fordern eine Energiekennzahl von 40, 60 und 70 kWh/m²a.

Diese Begrifflichkeit bezieht sich auf die EnEV 2007.

Mit der Einführung der EnEV 2009 wurden die Anforderungen an den Gebäudestandard nochmals um 30% angehoben.

Damit wurde das ehemalige KfW 70 Haus zum Mindeststandard für Neubauten.

Dieser mittels Referenzgebäudeverfahren errechnete Standard steht seither für 100% und die als Effizienzhaus bezeichneten Abstufungen beziehen sich auf diesen 100%-Wert.

3-Liter-Haus

In Anlehnung an die Diskussion um das 3-Liter-Auto hat das Fraunhofer-Institut für Bauphysik (IBP) Ende der 90er Jahre das 3-Liter-Haus entwickelt.

Dieses Haus soll nur so viel Primärenergie pro Quadratmeter und Jahr verbrauchen, wie in drei Litern Heizöl enthalten sind, also etwa 30 kWh/m²a.

Der Name 3-Liter-Haus ist durch das Fraunhofer IBP markenrechtlich geschützt.

Passivhaus

Mit 15 kWh/m²a ist das Passivhaus der momentan führende Standard.

Damit liegt es um 90% besser als der durchschnittliche Gebäudebestand. Das Heizen des Gebäudes erfolgt passiv.

Alle Energiequellen, die im Hausinneren anfallen, werden genutzt – von der einstrahlenden Sonne bis hin zur Abwärme der Bewohner oder Lichtquellen.

Dies erfordert die genaue Planung und Ausrichtung von Gebäude, Gebäudehülle und Fenstern sowie eine wärmebrückenfreie Konstruktion.

Nullenergiehaus

Die Weiterentwicklung zur Senkung des Energieverbrauchs ist das Nullenergiehaus (bisher nur wenige entwickelt und gebaut).

Plusenergiehaus

Die Entwicklung geht noch weiter - zu einem Haus, das mehr Energie erzeugt, als es verbraucht: das Plusenergiehaus.

Gebaute Beispiele:

1) Das drehbare Solarhaus Heliotrop in Merzhausen von 1994,

2) Der Gewinner des Solar Decathlon 2007 und 2009, entwickelt von der TU Darmstadt (s a. www.baunetzwissen.de/Glas).

Energieverluste im Gebäudebestand (Beispiel)

Energieverbrauchsstandards (Beispiel)

Anforderungen an den jährlichen Heizwärmebedarf im Vergleich für EFH

 Niedrigenergiestandard

(Niedrigenergiehaus NEH)

Gebäude  nach diesen Standard verbrauchen vor allem wenig Heizenergie. Einfamilienhäuser (EFH) liegen pro Jahr bei 50-70 kWh/m²a und Mehrfamilienhäuser (MFH) bei 30-50 kWh/m²a.

Der spezifische Heizenergiebedarf hängt von der Bauweise des Hauses ab, im Besonderen von der Wärmedämmung. Der Heizenergiebedarf eines NEH liegt 20-25% unter den Anforderungen der WSchV´95.

Dieser DämmStandard wird in der EnEV (2000) als neuer Standard festgelegt.

Energieverbrauch im Privathaushalt (Beispiel)

Ist-Zustand

Für ältere Gebäude teilt sich der Verbrauch wie folgt auf:

Heizen ca.                            78 %

Warmwasser ca.                    11 %

Elektrische Geräte ca.           4,5 %

Kühlen und Gefrieren ca.        3,0 %

Waschen, Kochen, Spülen ca. 2,5 %

Licht ca.                             1,4 %

Der Ist-Zustand beschreibt folgende Größen für Ihren Energieverbrauch:

- Wärmebedarf für Gebäude und Warmwasser

- Nennwärmeleistung

- Jahresnutzungsgrad

- Jahresbrennstoffverbrauch, Brennstoffkosten

- Betriebsstunden

- CO2-Ausstoß

Maximale Wärmedurchlasskoeffizienten U (W/m² K)

Aufteilung der Energieverluste (Beispiel)

für den baulichen Wärmeschutz sind nach EnEV die folgenden Werte nicht zu überschreiten (Beispiel, Stand 2002):

Heizlasten im Gebäudebestand (Richtwerte nach Burger/Rogatty)

Quelle: HEIZUNGSJOURNAL 3/2007

Bauphysikalische Begriffe

 1. Winterlicher und sommerlicher Wärmeschutz

Winterlicher Wärmeschutz

Der winterliche Wärmeschutz (DIN 4108) hat den Zweck, während der Heizperiode an den Innenoberflächen der Bauteile eine ausreichend hohe Oberflächentemperatur zu gewährleisten und damit Oberflächenkondensat bei in Wohnräumen üblichem Raumklima auszuschließen.

Oberflächenkondensat entsteht, wenn die Temperatur der Wandoberfläche unter der Taupunkttemperatur liegt.

Die einzuhaltenden Werte, beschrieben durch den Wärmedurchlasswiderstand R_ges in m²K/W werden als Mindestwärmeschutz in der DIN 4108 definiert.

Weiter dient der winterliche Wärmeschutz dazu, Bauteilkonstruktionen zu definieren, die den Wärmeverlust durch Transmission so weit begrenzen, dass die in der EnEV genannten Grenzwerte eingehalten werden können.

Diese werden durch den Wärmedurchgangskoeffizienten, den so genannten U-Wert (früher k-Wert) in W/m²K beschrieben.

Sommerlicher Wärmeschutz

Der Sommerliche Wärmeschutz (Hitzeschutz) dient dazu, die durch Sonneneinstrahlung verursachte Aufheizung von Räumen, die in der Regel im Wesentlichen auf eine Einstrahlung durch die Fenster zurückzuführen ist, so weit zu begrenzen, dass ein behagliches Raumklima gewährleistet wird.

Hierbei soll gemäß den Vorschriften der EnEV nach Möglichkeit auf den Einsatz von Klimatisierung verzichtet werden.

Der sommerliche Wärmeschutz (DIN 4108) wird beeinflusst durch die Abmessungen des Raumes, die Ausrichtung und Größe der Fenster, die Art der Verglasung und dem Sonnenschutz, dem Lüftungsverhalten, interne Wärmequellen (z. B. Personenwärme, Abwärme von Computern oder Beleuchtung) sowie der Wärmespeicherkapazität der verwendeten Baustoffe (Innen- und Außenwände, Geschossdecken, Dämmstoff im Dach).

Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmeschutz

1.1. Wärmeschutz und Klima

Die Grundlage für einen erforderlichen Gebäudewärmeschutz ist immer das Klima.

Im mediterranen Raum wird nachhaltig massiv mit speicherfähigen Materialien gebaut.

Die Sonnenstrahlung ist derart intensiv, daß man sich davor schützen muss.

Auch für die nächtlichen Abkühlungen ist der Massivbau hervorragend geeignet, da er die am Tage aufgenommene Energie dann in der Nacht wieder abgeben kann.

Innen herrscht dadurch ein ausgeglichenes, angenehmes Raumklima.

Im hohen Norden mit sehr geringer (oder keiner) Sonneneinstrahlung werden mehr die "Leicht-Konstruktionen mit guter Dämmwirkung erforderlich. (z. B. Iglu, Schnee ist schlechter Wärmeleiter).

Wir in Mitteleuropa liegen dazwischen und brauchen beides. Die Speicherwirksamkeit und Dämmfähigkeit einer Außenkonstruktion.

Dies hat Sinn und hat sich demzufolge historisch auch so entwickelt.

Speicher- und Dämmverhalten von Baustoffen

Die Speicherung wird günstiger bei schweren, massiven Baustoffen,

die Dämmung wird günstiger bei leichten, porösen Baustoffen.

Insofern sollte eine zwischen Dämmung und Speicherung liegende, gut ausgewogene Konstruktion gewählt werden.

Dies ist der traditionsreiche Massivbau, z. B. Ziegelbau mit Wanddicken ab 36 cm.

Eine solide Mischung beider Eigenschaften schafft in unseren Breiten gesunde Wohnverhältnisse und spart obendrein noch Energie.

Auf diese Notwendigkeiten nimmt die Energieeinsparverordnung z. Z. keine Rücksicht.

Quelle: http://clausmeier.tripod.com/enev4.htm

2. Wärmeverlust - Der Wärmedurchlasskoeffizient U (W/m² K)

Der Wärmedurchlasskoeffizient (U-Wert) eines Bauteils beschreibt dessen Wärmeverlust unter stationären, d. h. zeitlich unveränderlichen Randbedingungen.

Die Wärmespeicherfähigkeit und somit die Masse des Bauteils geht nicht in den U-Wert ein.

Außerdem beschreibt der U-Wert nur die Wärmeverluste infolge einer Temperaturdifferenz zwischen der Raum- und Außenlufttemperatur.

Die auch während der Heizperiode auf Außenbauteile auftreffende Sonneneinstrahlung bleibt unberücksichtigt.

Die Funktion des U-Wertes ist eine Hyperbel, die kleine U-Werte nicht mehr nachhaltig Energie sparen lässt (sie sind nicht mehr effizient, auch die Wirtschaftlichkeit ist dann nicht mehr gegeben).

Dieses Naturgesetz besagt (Beispiel):

5 cm Dämmstoff  -> U-Wert 0,8 W/m²K
10 cm Dämmstoff -> U-Wert 0,4 W/m²K
20 cm Dämmstoff -> U-Wert 0,2 W/m²K
40 cm Dämmstoff -> U-Wert 0,1 W/m²K

-> Die Verdoppelung der Dämmung führt lediglich zu einer Halbierung des U-Wertes.

Welch makabres Spielchen beim "Verschärfen des Anforderungsniveaus".

Quelle: http://clausmeier.tripod.com/enev4.htm

2. 1. U-Wert-Berechnung nach DIN-Standard/EnEV

1. Wärmeleitfähigkeit λ (W/mK)

Die λ-Werte werden für alle Baustoffe ermittelt und sind aus Baustofftabellen (oder Internet) zu entnehmen.

3. Wärmespeicherung

Leben auf der (speicherfähigen) Erde verdanken wir der Sonne. Solarstrahlung erwärmt nur Materie – aber keine Luft.

Gäbe es diesen segensreichen Energiespender nicht, der Planet wäre kalt und unbewohnbar.

Jeder kennt die wohltuende Wärme der Sonnenstrahlen; hochalpine Skifahrer genießen diese, obgleich Minusgrade herrschen.

Gerade im Winter bei tiefliegender Sonne werden speicherfähige Wände besonders günstig mit Energie beliefert.

Wird dieser kostenlose Energietransfer absorbiert, wird auch die Energiebilanz des Gebäudes günstig beeinflußt.

Massivabsorber, transparente Wärmedämmung, Sonnenkollektoren und Photovoltaik sind bekannte Techniken, um Sonnenenergie nutzbar zu machen.

Nur wird diese Art einer technischen Nutzung recht teuer, da sie apparative Zusatzeinrichtungen erfordert.

Zur Solarenergienutzung gibt es aber auch günstige Alternativen. Die simple und bewährte massive Außenwand leistet als Massivabsorber ohne zusätzliche Investitionen seit Jahrhunderten gute Dienste.

Die eingespeicherte Solarenergie stoppt durch einen von außen nach innen fließenden Wärmestrom den Wärmestrom von innen nach außen.

Insofern mindert gespeicherte Sonnenenergie die Transmissionswärmeverluste eines Gebäudes.

Um kostenlose Solarenergie sinnvoll zu nutzen, wäre hier der goldene Mittelweg zwischen Dämmfähigkeit und Speicherfähigkeit anzustreben.

Die Beschränkung allein auf die Dämmung (also den U-Wert) führt deshalb in unseren Breiten nicht zu einer energetisch optimal abgestimmten Außenwand, denn es muss nicht nur für den Winter, sondern auch für den Sommer gebaut werden.

Die naturgemäß vorhandene Speicherung von massiven Außenwänden findet in der EnEV keine Berücksichtigung.

Quelle: http://clausmeier.tripod.com/enev4.htm

4. Feuchtetransport in Außenwänden durch Diffusion und Sorption

Die DIN behandelt im Teil 5 nur den Feuchtetransport durch Diffusion. Bei der Diffusion handelt es sich um den Transport von Wasserdampf (also gasförmig).

Viel wichtiger und entscheidender ist jedoch der kapillare Transport von Feuchtigkeit, der an die Außenoberfläche treten und dort verdunsten kann. Beim Feuchtetransport werden die Kapillareffekte zum entscheidenden Faktor.

Die Sorptionseigenschaften von Konstruktionen werden gerade durch die bei der Diffusionsbetrachtung ständig empfohlenen Dampfbremsen und Dampfsperren, Kunstharzputze und diffusionsdichte Anstriche arg beeinträchtigt.

Kapillares Wasser muss an die Oberfläche gelangen, um dort verdunsten zu können.

Dieser Sorptionsprozeß (kapillarer Wassertransport) wird aber durch viele "fortschrittliche" Baustoffe, die die Industrie anbietet (Dämmschichten, Folien und Beschichtungen), behindert, wenn nicht sogar verhindert

Bei WDV-Systemen besteht deshalb immer die Gefahr, daß Konstruktionen durchfeuchten. Besonders bei der Innendämmung muss damit gerechnet werden.

All dies kann zu ungesunden Wohnverhältnissen führen.

Quelle: http://clausmeier.tripod.com/enev4.htm

5. A/Ve-Verhältnis

Es werden in der EnEV vom Volumen V_e und von der Nutzfläche A_N abhängige Höchstwerte aufgelistet.

Da das Verhältnis Nutzfläche zu Volumen mit 0,32 festgelegt ist und das Verhältnis der beiden Anforderungsniveaus Q' zu Q" ebenfalls 0,32 beträgt, ist es völlig egal, ob über das Volumen oder über die Nutzfläche gerechnet wird; in beiden Fällen kommt das gleiche Ergebnis heraus.

Diese völlig unnötige Unterscheidung soll offensichtlich nur eine nicht vorhandene Vielfalt der Bearbeitung vortäuschen.

Die Abhängigkeit des Anforderungsniveaus vom A_N/V_e-Verhältnis ist methodisch widersinnig.

Man meint, ein großes A_N/V_e-Verhältnis beschreibe differenzierte und gestalterisch aufgelockerte Baukörper,

ein kleines A_N/V_e-Verhältnis dagegen einen kompakten, energiesparenden Baukörper.

Dies stimmt nur für gleiche Gebäudevolumen, stimmt also nicht generell.  > mehr...

Quelle: http://clausmeier.tripod.com/enev4.htm

Wärmedämmung

1. Faustformeln zur überschlägigen Bestimmung der Wirtschaftlichkeit von Dämmungen

-> ΔQ_h = ΔU x A x F x 66  (kWh/a)   [4]

2. Berechnung von Einsparung und Wirtschaftlichkeit durch eine Dämmung

Dämmstoffe

Am meisten werden bisher für eine Thermohaut bzw. Wärmedämmverbundsystem (WDVS) entweder Mineralfaserdämmstoffe in Form von Matten oder z. B. Polystyrol-Schaumplatten etc. verwendet.

Dämmstoffe werden in Wärmeleitfähigkeitsgruppen (WLG) eingeteilt. Z. B. bedeutet WLG 040, der Dämmstoff hat eine Wärmeleitfähigkeit von höchstens λ=0,040 W/mK.

Sowohl Polystyrol als auch Mineralwolle ist gemeinsam, dass sie eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit haben, relativ billig auf dem Markt erhältlich sind und von vielen Bauunternehmen verarbeitet werden können.

Es gibt eine Vielzahl von anderen ökologisch und baubiologisch wesentlich unbedenklicheren Dämmstoffen, wie leichte Porenbetonplatten, Schaumglas, Holzfaserdämmplatten*,  Zellulose, Flachs/Hanf-Dämmvliese, Kork, Kokosfaser, Schafwolle, Baumwolle, die jedoch nur bedingt für ein Wärmedämmverbundsystem in Frage kommen.

Die Ursachen hierfür liegen in den Unterschieden von: Preis, Brandverhalten, Anfälligkeit für Feuchtigkeit, Verarbeitungsfähigkeit und der Wärmeleitfähigkeit.

Eine realistische Alternative liegt bei der nachträglichen Fassadendämmung von Bestand möglicherweise nur bei den mineralischen Dämmplatten.

Der Faktor Wärmeleitfähigkeit eines Dämmstoffs wirkt sich dahingehend aus, dass ein Dämmstoff mit einer schlechteren Wärmeleitfähigkeit eine entsprechend größere Dicke aufweisen müsste, um den benötigten U-Wert zu erzielen.

Dies wirkt sich nicht nur auf den Preis aus, sondern auch auf das äußere Erscheinungsbild der Fassade und die Wohnqualität, da die Außenwand dicker wird, die Fenster "tiefer" in den Öffnungen liegen und der Lichteinfall durch die Fenster in die Wohnungen geringer wird.

*) Holzfaserdämmplatten:

Wärmedämmvermögen λ=0,04 W/mK, Rohdichte ρ=160-250 kg/m³, Wärmespeicherkapazität c=2.100 J/kg K

Mineralfaserdämmstoffe

Herstellung

Mineralische Grundstoffe werden bei Temperaturen von 1.200-2.000 °C geschmolzen und durch Zentrifugieren oder Zerblasen zu dünnen Fasern verarbeitet.

Je nach Rohstoffeinsatz unterscheidet man zwischen Glaswolle (Glasrohstoffe und Altglas)

und Steinwolle (Gesteine wie Diabas, Basalt etc.), auch unter dem Markennamen "Rockwool" bekannt.

Als Bindemittel werden Formaldehydharze zugesetzt, die bei Produktion, Verarbeitung und Entsorgung problematisch sind.

Bei eingebautem Material ist jedoch keine Formaldehydbelastung feststellbar.

Der Primärenergiegehalt liegt zwischen 100 und 700 kWh/m³.

Der Mineralfaserstaub enthielt (oder enthält) einen geringen Anteil an lungengängigen Fasern und gilt als möglicherweise krebserregend.

Die Produktion ist mittlerweile so umgestellt, dass nach behördlichen Kriterien der Krebsverdacht nicht mehr besteht, was jedoch nichts an der Haut- und Augenreizung bei der Verarbeitung ändert, insbesondere wenn keine entsprechenden Schutzmaßnahmen eingehalten werden.

Quelle: richtigbauen.de/

Polystyrol-Hartschaumplatten u. ä.

Herstellung

Der Ausgangsstoff Erdöl für die Produktion ist nur beschränkt verfügbar.

Expandierter Polystyrol-Partikelschaum, umgangssprachlich auch als Styropor (PS, weiße Platten) oder Extrudierter Styrodur (XPS, grüne oder blaue Platten) bekannt, wird aus dem petrochemischen Produkt Polystyrolgranulat mit Wasserdampf (für PS) oder CO2 (für XPS) aufgeschäumt.

Als Treibmittel werden teilweise auch HFCKW oder Pentan verwendet.

Der Primärenergiegehalt liegt bei 400 bis 800 kWh/m³.

Styrol ist ein giftiges Gas, welches bei der Produktion in die Atmosphäre entweicht. Wegen Restnachschwindungen benötigen Polystyrolplatten eine Ablagerungszeit vor dem Einbau.

Durch Zusatz von Brandschutzmitteln können im Brandfall hochgiftige Dioxine und Furane entstehen.

Recycling

Die Entsorgung ist wegen der Verschmutzungsreste problematisch, bei der Deponierung wird viel Volumen beansprucht, und von Schadstoffbelastung durch Ausgasung und Abbauprodukte ist auszugehen.

Z. Z. gibt es keine vernünftige Recycling-Technologie.

Kosten für WDVS

Die Kosten für ein Komplettsystem sind mit ca. 60-80 € noch relativ gering (im Vergleich Holzfaserdämmung ca. ab 120 €).

Problematische Eigenschaften

Wasseraufnahme

Styropor schwimmt zwar und dämmt auch, nimmt aber, wenn es die Gelegenheit bekommt, kontinuierlich Wasser auf.

Z. B. ein Stück Styropor, das im Wasser liegt, geht nach spätestens 2-3 Jahren unter, da es sich mit Wasser vollgesogen hat. Dann dämmt es auch nicht mehr.

Ähnliches findet im Lauf der Jahre an der gedämmten Oberfläche statt: sie wird allmählich feucht, die Dämmeigenschaften nehmen ab und die Algentätigkeit zu.

Beanspruchbarkeit

Die Schadensanfälligkeit ist relativ hoch, Das erfordert besonders Reparaturen am dünn aufgetragenen Putz, die möglichst schnell zu beheben sind.

Dämmung und Wärmespeicherung

Gute Dämmeigenschaften, leider auch gegen Strahlungswärme der Sonne, aber kein Wärmespeichervermögen.

Die Feuchtelast kann ohne lüftungstechnische o. a. Zusatzmaßnahmen weder durch Sorption noch Diffusion nach außen gelangen:

fast undurchlässig gegen Wasserdampf -> besonders im Sommer Kondenswasserbildung unter der Dämmung -> Wasser kann nur unzureichend durch Verdampfung (Diffusion) abgeführt werden -> Wand wird immer feuchter und verliert an Dämmfähigkeit.

Quellen: richtigbauen.de/, www.konrad-fischer.de

Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen und ihre Eigenschaften

Quelle: www.knr-muenster.de

Quellen: wikipedia, 1/2011; www.knr-muenster.de, 1/2011;

Begriffe

Erläuterung zu den Eigenschaften und deren Bewertung speziell in Bezug auf Dämmstoffe:

Rohdichte ρ

Die Dichte ρ (Rho) (genauer: Massendichte) eines Körpers ist das Verhältnis seiner Masse zu seinem Volumen.

ρ = m / V (kg/m³)

Die Rohdichte, scheinbare, geometrische Dichte oder Raumgewicht genannt, ist die Dichte eines porösen Festkörpers basierend auf dem Volumen einschließlich der Porenräume.

Die steigende Rohdichte wirkt sich bei Baustoffen in der Regel positiv auf den Schallschutz und negativ auf die Wärmedämmung aus.

Wärmeleitfähigkeit λ (Lambda-Wert)

Die (spezifische) Wärmeleitfähigkeit in Watt je Grad Kelvin und Meter ist eine temperaturabhängige Materialkonstante (Baustofftabellen) und bezieht sich ausschließlich auf die Wärmeleitung.

Wärme kann auch durch Konvektion und Wärmestrahlung transportiert werden.

Der Lambda-Wert zeigt an, welchen Widerstand ein Material dem Wärmeverlust im Winter entgegensetzt (winterlicher Wärmeschutz). Je niedriger der Wert ist, desto geringer sind auch die Wärmeverluste.

Spezifische Wärmekapazität c

Die spezifische Wärmekapazität (spezifische Wärme) gibt an, welche Wärmemenge Q einem Stoff pro Kilogramm zugeführt werden muss, um seine Temperatur T um ein Grad Kelvin zu erhöhen

-> für feste Stoffe c = ΔQ / m x ΔT

(SI-Einheit: c = J / kg K oder auch c = J / g K = kJ / kg K).

Damit wird die Wärmespeicherfähigkeit (z. B. des Dämmstoffes) bemessen, die besonders für den sommerlichen Wärmeschutz relevant ist.

Je höher der Wert ist, desto mehr Wärme der Außenluft wird tagsüber zunächst im Material gespeichert und erst nachts als Wärme an die Innenräume wieder abgegeben.

Je niedriger der Wert ist, desto schneller gelangt tagsüber die Wärme in die Innenräume, die in der Nacht aber auch schneller wieder auskühlen.

Wasserdampfdiffusionswiderstand µ

drückt aus, wie stark ein Baustoff die Diffusion (Ausbreitung) von Wasserdampf verhindert und wird mittels der dimensionslosen Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl (µ) gemessen.

Die Diffusion erfolgt immer entsprechend dem Temperaturgefälle von warmen Innenräumen an die kühlere Außenluft.

-> Um einen Feuchtestau im Mauerwerk zu verhindern, sollte besonders bei dicken Außenwänden das außen angebrachte Dämmmaterial einen möglichst geringen Wasserdampfdiffusionswiderstand aufweisen.

Die dimensionslose Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl (auch -faktor, Symbol µ) eines Baustoffs gibt an, um welchen Faktor das betreffende Material gegenüber Wasserdampf dichter ist als eine gleich dicke, ruhende Luftschicht.

Je größer die µ-Zahl, desto dampfdichter ist ein Baustoff. µ-Zahlen für die gebräuchlichsten Baustoffe s. DIN EN ISO 12572.

Benötigt wird die Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl zur Berechnung des Dampfdiffusionsstroms durch Bauteile. Die Dampfdiffusion ist abhängig von den Diffusionswiderständen der einzelnen Schichten.

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl einiger Stoffe:

Luft = 1

Holz = ca. 50

Ziegel, Gasbeton, Putz = ca.5

Weichfaserplatte (Holz) = ca. 2

Glas = 10.000

Pe-Dichtfolie = 100.000

Mineralwolle = 1

Gipskarton = 10

Schaumglas = 40.000

Beton = 50 - 100

PS-Schaum (Polystyrol) = ca. 50 (für EPS, andere Sorten bis 200)

Styropor ist also entgegen häufiger Annahme durchaus dampfdurchlässig (etwa in gleichem Maße wie Holz, aber ja meist wesentlich dicker verbaut).

Wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke (Sd-Wert in m)

Der Diffusionswiderstand wird in der Bauphysik üblicherweise mit der wasserdampfdiffusionsäquivalenten Luftschichtdicke in Form des Sd-Werts bemessen:

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl µ x Materialdicke (m) = Sd-Wert (m)

Der Sd-Wert ist eine vergleichende Angabe, welche die Dicke der ruhende Luftschicht angibt, die denselben Diffusionswiderstand aufweist wie das betrachtete Bauteil.

Berechnungsbeispiele für den Sd-Wert:

1) 36 cm dicke Ziegelmauer -> Sd-Wert = 5 x 0,36 m = 1,8 m,

d.h. daß durch eine 36 cm dicke Ziegelmauer soviel Wasserdampf hindurchströmt wie durch eine 1.8 m dicke, ruhende Luftschicht.

2) 2 cm dicke Styroporplatte -> Sd-Wert =  ca. 50 x 0,02 m = 1 m

Quellen: wikipedia, 1/2011; www.knr-muenster.de, 1/2011;

 Neu! Schäden an gedämmten Hausfassaden durch Vögel

Ursache

Wegen ihres Fress- und Sexualtriebes hacken die unter Natur- und Artenschutz stehenden Buntspechte in kürzester Zeit mit Vorliebe auch große Löcher in Fassaden aus Polystyrolplatten, Mineralwolle-, Flachs-, Hanf- oder Zellulosefliese.

Die Spechte gehen dabei ebenso vor, wie bei einem Baum. Sie picken die Insekten und Larven von der Oberfläche und hacken sich dann durch die Borke, um an die dahinter lebenden Gliederfüßer zu kommen.

Eindringender Regen, Luftfeuchtigkeit und Insekten machen danach die Dämmung völlig unbrauchbar, wenn die Schäden nicht sofort ausgebessert werden.

Problematisch ist, dass einfaches Ausbessern (Dämmmaterial ersetzen und neu verputzen) auch keine Dauerlösung ist. Es werden mit Sicherheit bald wieder neue Löcher in der Fassade sein.

Eine billige Lösung gibt es dafür z. Z. noch nicht.

Die Schäden sind nicht Versichert

Weder Hausrat- noch Wohngebäudeversicherungen decken durch Vögel verursachte Schäden ab.

Gesetze schützen die Vögel

Nicht nur bei der Abwehr von Spechtattacken müssen Grundeigentümer das Naturschutzgesetz beachten.

Auch wer sein Haus stärker dämmen will, unterliegt einer Reihe von Gesetzesauflagen.

Nisten z. B. Vögel am Haus, dürfen Arbeiten an der Fasse erst durchgeführt werden, wenn die Jungtiere ausgeflogen sind.

Brüten standorttreue Vögel (z. B. Schwalben) am Haus, müssen unbedingt in Abstimmung mit der Naturschutzbehörde Ersatzbrutstätten geschaffen werden.

Lösungen

Gute Erfahrungen sind bisher mit einer deutlich stärkeren Armierung (7 mm statt 2 mm Gewebespachtelung + 3 mm Oberputz) gemacht wurden.

Quellen:

Wärmedämmung heute und in Zukunft

1. Wärmedämmstoffe heute

Die meisten z. Z. gebräuchlichen Wärmedämmstoffe nutzen das Prinzip der ruhenden Luft bzw. eines anderen schlecht wärmeleitenden Gases (Mineralwolle, Kunststoff-Hartschäume, Schaumglas oder auch Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen).

Beispiele für die Wärmeleitfähigkeit

- Mineralwolle λ = 0,032 W/mK

- Polyurethan-Hartschaum (PUR/PIR)

  mit diffusionsdichter Deckschicht λ = 0,024 W/mK

- Resol-Hartschaum (Phenolharz) λ = 0,022 W/mK

- ruhende Luft λ = 0,024 bis 0,026 W/mK

Beispiel:

Passivhaus-Wandkonstruktion für 2-schaliges KS-Mauerwerk

mit 20 cm Luftschichtanker und nur 18 cm PUR-Hartschaumplatte EcoTherm Slim Line KD 024, erreicht die KS-Funktionswand ein λ = 0,024 W/mK

-> passivhautauglicher U-Wert bis zu 0,12 W/m²K, erfüllt EnEV 2009.

Trotz dieser schon sehr gute Werte nehmen mit den steigenden Anforderungen an den Wärmeschutz die die Dämmstoffdicken immer mehr zu.

Somit wird es technisch und gestalterisch immer schwerer, die dicken Dämmpakete in anspruchsvolle Architektur zu integrieren.

Quelle: bba-Infoservise 028, 11/2010

2. Wärmedämmstoffe und Lösungen in Zukunft

Zumindest was die Reduzierung der Dämmdicke betrifft, könnten in Zukunft völlig neue Lösungen interessant werden, z. B.:

(im Sinne der Wärmedämmung handelt es sich um sehr junge Technologien, bei denen noch nicht alle bauphysikalischen, baupraktischen und berechnungstechnischen Problematiken geklärt sind, sofern sie schon zur Verfügung stehen)

2.1. Silica Aerogele

sind Nanostrukturen, die beim Trocknen eines Gels auf Basis amorpher Kieselsäure unter speziellen Bedingungen entstehen.

Das Dämmprinzip beruht auf ruhender Luft.

Produktbeispiele

Nanogel von Fa. Capot Aerogele

Die Dichte des Granulats beträgt nur 60 bis 80 kg/m³ bei einem Feststoffgehalt von ca. 5%, mit extrem hoher Porosität im Nanobereich und einer Wärmeleitfähigkeit von λ = 0,018 W/mK.

Anwendung wegen seiner transluzenten Eigenschaft als transparente Wärmedämmung oder für Dämmung von Zwischenräumen in lichtdurchlässigen Elementen aus Polycarbonat.

Es kann aber auch als Einblasdämmung für Hohlräume verwendet werden.

Spaceloft-Matten von Fa. Innodämm

Die 10 mm dünnen Matten (λ = 0,018 W/mK) eignen sich z. B. für den Trockenbau, wenn nur geringste Dicken Platz haben.

Kombination von Steinwolle mit Aerogelen (Fa. Rockwool)

Das neue Material hat die Formstabilität und Verarbeitungseigenschaften von Steinwolle, aber eine geringere Wärmeleitfähigkeit (λ = 0,019 W/mK).

2.2. Vakuumdämmung

Die porige Struktur der Vakuum-Isolationspaneele besteht aus druckstabilen Kernmaterial (verpresstes mikroporöses Pulver), dass mit einer Barrierefolie gasdicht verpackt und evakuiert ist.

Die Wärmeleitfähigkeit wird in d. R. mit λ = 0,007 bis 0,008 W/mK angegeben.

Um auf Passivhaus-Standard zu dämmen, genügt bereits eine Schichtstärke von 9 cm (Weber-maxit).

Wegen der relativ hohen Kosten lohnen sich die Paneele  bei begrenzter Einbauhöhe (Fußböden mit geringer Aufbauhöhe, vorgefertigte Fassadenelemente, Rollladenkästen, Brüstungen etc.).

Ein Zuschnitt auf der Baustelle ist hier nicht möglich.

2.3. Mehrschichtige Wärmedämmfolien gegen Strahlungsverluste

Sie bestehen aus verschiedenen Lagen von Schaumstoffen, Vliesen oder Luftpolsterfolien, die mit Infrarot reflektierenden Membranen (z. B. Reinaluminium oder mit Al metallisierte Trägerfolien) kombiniert sind.

Beispiele: Super Quilt, Thermolen (Ibes-Thermofolien) etc.

Daraus ergibt sich eine Doppelfunktion aus konventioneller Dämmung gegen Wärmeleitung (Schaumstoffe Vliese etc.) und zusätzlich verhindern lt. Hersteller die metallisierten Folien durch Reflexion Wärmeverluste durch Strahlung.

Zusätzlich soll sich auch eine Abschirmung gegen Elektrosmog ergeben.

Hier wird der Wärmedurchlasswiderstand je nach Produkt mit ca. R = 1,3 m²K/W angegeben.

-> Wärmedurchgangskoeffizient mit U = 1 / R = 0,7692 W/m²K, ein nicht gerade spektakulärer Wert, mit dem allein sich die Anforderungen der EnEV nicht erfüllen lassen.

Allerdings ist umstritten, ob die Messmethodik (einheitlich für alle Dämmstoffe im sog. Plattengerät) für R die Wärmeübertragung durch Strahlung ausreichend und realitätsnah berücksichtigt.

Eine Beispielrechnung der RWTH Aachen (2005) kommt für einen konkreten Dachaufbau mit der Verbundwärmedämmmatte Aluthermo Quattro auf einen Gesamtwärmewiderstand R = 5,7 m²K/W.

Das wäre tatsächlich ein spektakulärer Wert für eine Dämmfolie zwischen 10 und 40 mm Dicke.

Für den gleichen Wärmeschutz benötigt ein konventioneller Dämmstoff (λ = 0,035 W/m²K) eine Dicke von 200 mm.

2.4. Latentwärmespeicherung im Baumaterial

Einen ganz anderen Ansatz der effiziente Energienutzung bieten Latentwärmespeicher mit Phasenwechselmaterialien (PCM - Phase Change Materials), z. B. Paraffine, Salzhydrate, Wasser.

Diese Stoffe nehmen beim Übergang von der festen in die flüssige Phase Energie auf und umgekehrt geben sie Energie wieder ab. Dadurch speichern diese Stoffe zwischenzeitlich Wärme, ohne selbst warm zu werden (latente Energie).

Bauphysikalisch interessant  für den sommerlichen Wärmeschutz sind besonders Paraffine und Salzhydrate (Phasenwechsel zwischen 21 bis 26°C). Sie können Hitzespitzen kappen.

Wenn in einem Raum die Schmelztemperatur des PCM erreicht ist, erhöht sich die Raumtemperatur trotz weiterer Wärmezufuhr (z. B. Sonneeinstrahlung) nicht mehr, bis das PCM komplett geschmolzen ist. Das Raumklima bleibt behaglich (z. T. auch ohne aktive Kühlung).

Beispiel:

Für den Innenausbau sind in Deutschland z. B. PCM-Lehmbauplatten (Lehm Orange) und ein Gipsputz (Saint Gobian Weber) mit Micronalzusatz erhältlich.

(Micronal von BASF ist ein mikroverkapselter, formaldehydfreier Latentwärmespeicher aus hochreinen Wachsen, der Baustoffen flüssig oder in Pulverform zugesetzt wird)

Es gibt aber auch Überlegungen, PCM für den winterlichen Wärmeschutz nutzbar zu machen.

Z. B. könnte man PCM-Lehmbauplatten mit Kohlefasern als E-Heizung mittels PV-Anlage kombinieren.

Während der Sonneneinstrahlung wird die Energie in den Latentwärmespeicher eingespeichert und wenn die Raumtemperatur unter den Schmelzpunkt des PCM sinkt, geben die Platten ihre latente Wärme an den Raum ab.

Quelle: bba-Infoservise 028, 11/2010

3. Richtwerte für Dämmung, Fenstererneuerung, Heizungserneuerung etc. bei Sanierungen (Beispiele Stand ca. 2008)

3.1. Dämmung

Die groben Richtwerte beziehen sich auf ein EFH/AB mit ca. 150 m² und sind unverbindlich. Ein neutraler Nachweis auch bzgl. Wirtschaftlichkeit für das jeweilige Objekt ist sehr zu empfehlen.

Grundsätzlich für die Wirtschaftlichkeit einer Maßnahme gilt: Erst Heizungsanlage erneuern, dann dämmen.

Außenwanddämmung

Dicke:

ca. 10 bis 16 cm (optimal ist Dämmung von außen)

Kosten:

Wärmedämmverbundsystem (WDV) ab 100 €/m²

Einsparpotential:

bis zu 100 kWh/m²a bzw. 10 l/m²a Heizöl

Kellerdämmung

Dicke:

ca. 8 cm

Kosten:

ca. 40 bis 50 €/m² inkl. Montage, Material ca. 15 bis 20 €/m²

Einsparpotential:

bis zu 30 kWh/m²a bzw. 3 l/m²a Heizöl

Dachdämmung

Dicke:

ca. 16 bis 20 cm

Kosten:

Aufsparrendämmung mit neuer Dacheindeckung ca. ab 135 €/m²

Zwischensparrendämmung ca. ab 25 €/m²

Einsparpotential:

bis zu 80 kWh/m²a bzw. 8 l/m²a Heizöl

3.2. Bauteil- und Heizungserneuerung etc.

Fenstererneuerung

Wärmeschutzverglasung 2-fach ca. u = 1,3 W/m² K

Wärmeschutzverglasung 3-fach ca. u = 0,8 W/m² K

Kosten:

ab 600 €/m² inkl. Montage

Einsparpotential:

wird u-Wert um 0,1 W/m² K verbessert

-> 10  kWh/m²a bzw. 1 l/m²a Heizöl

Heizungserneuerung

Kosten:

- Gas-BW-Kessel ca. 6.000 bis 7.000 €/m² inkl. Montage

- Öl-BW-Kessel ca. 8.000 €/m² inkl. Montage

- Holzheizung ca. ab 10.000 €/m² inkl. Puffer und Montage

- Pelletheizung ca. ab 13.000 €/m² inkl. Lager und Montage

Einsparpotential:

- Öl/Gas bis zu 10 % Energiekosten gegenüber NT-Öl-/Gas-Kessel

- Holz bis zu 70 % Energiekosten gegenüber NT-Öl-/Gas

- Pellets bis zu 50 % Energiekosten gegenüber NT-Öl-/Gas

Lüftungsanlage

Kosten:

ca. 2.500 €; mit Wärmerückgewinnung ca. 5.000 bis 10.000 €

Einsparpotential:

bis zu 30 kWh/m²a bzw. 3 l/m²a Heizöl

Thermische Solaranlagen

Kosten:

WW-Bereitung mit 4 m² Kollektoren, Speicher ca. 4.000 €;

Heizungsunterstützung mit 12 m² Kollektoren, Kombispeicher ca.  ab 10.000 €

Einsparpotential:

WW-Bereitung bis zu 60 % Energiekosten

Heizungsunterstützung bis zu 30 % Energiekosten

  Primärenergieeinsparung mit Holzenergie - Bewertung von Biomasse in der EnEV

Der Primärenergiefaktor für Holzheizungen (Scheitholz, Pellets, Hackschnitzel) mit automatischer Beschickung ist mit fp=0,2 festgelegt.

Beispiel typisches EFH (nach DIN 4701-10)

Nutzfläche 244,8 m², Heizwärmebedarf 69,3 kWh/m²a, A/V-Verhältnis 0,69, Heizkreistemperaturen 70/55°C, Verteilerstränge und Wärmeerzeuger außerhalb der thermischen Hülle.

Ergebnis:

Tauscht man einen Öl/ Gas-Niedertemperaturkessel gegen einen Holzpelletkessel aus, verringert sich der Primärenergiebedarf um mehr als 70%.

Dieses Ergebnis stellt fast alle anderen Heizungssysteme in den Schatten, selbst Wärmepumpen und Solarheizungen mit hohen Deckungsgrad!

Eine Pellettfeuerung erfüllt somit auch die Anforderungen für das KfW-Energiesparhaus 40 (Primärenergiebedarf 40 kWh/m²a).

CO2-Äquivalente verschiedener Heizsysteme im Vergleich

Abkürzungen

NG = Nutzungsgrad

SD = Solarer Deckungsgrad

JAZ = Jahresarbeitszahl

WQ = Energie-/Wärmequelle

Quelle: Umweltbundesamt, 13.4.07, www.umweltdaten.de/

Passivhäuser

Ziel: Niedriger Wärmebedarf, hoher Wohnkomfort

Transmissions-Wärmeverluste werden minimiert und Wärmegewinne maximiert.

Mithilfe von:

- Super-Dämmstärken der Gebäudehülle zwischen 25 und 40 cm

- luftdichter Bauweise

- wärmebrückenfreier Konstruktionen

- 3-fach Wärmeschutzverglasung und hochgedämmten Profilen

- Komfortlüftungsanlagen mit WRG

- Nutzung der Sonnenstrahlung

- Nutzung der Abwärme von Haushaltgeräten und Personen

können die Transmissions-Wärmeverluste im Winter minimiert werden, so dass im Idealfall kaum noch geheizt werden muss.

Für den nun im Vergleich wesentlich größeren Energiebedarf für die Trinkwassererwärmung haben diese Maßnahmen aber nur einen bescheidenen Anteil!!!

Im Sommer verhindern Verschattungselemente die Überhitzung der Räume.

Passivhaus-Standard

u. a. gelten folgende Kennzahlen:

- Jahresheizwärmebedarf ≤ 15 kWh/m²a

- Luftdichtheit n50 ≤ 0,6 1/h

  (Insgesamt entsprechen die Undichtigkeiten damit Postkartegröße)

- Jahresprimärenergiebedarf ≤ 120 kWh/m²a

- Heizlast max. 10 W/m² zulässig

Der Heizwärmebedarf entspricht dabei 1,5 l/m²a Heizöl.

Im Vergleich liegt der Heizwärmebedarf bei Altbauten bei 100 bis 130 kWh/m²a.

Empfohlene Kennwerte für die Gebäude- und Haustechnik

- U-Werte für Wand, Dach, Sohlplatte jeweils ≤ 0,15 W/m²K

- U-Werte für Fenster ≤ 0,8 W/m²K

- Gesamtenergiedurchlassgrad g ≤ 50 bis 60 %

Höhere Anforderungen an die Planung

Schon kleine Fehler bzgl. Komponentenauswahl, Bauphysik und Haustechnik haben beim Passivhaus große negative Auswirkungen.

Beheizung

Geheizt wird fast ausschließlich über eine Lüftungsanlage mit hocheffizienter Wärmerückgewinnung (-> keine Heizkörper oder FBH zwingend erforderlich).

Durch die WRG (Platten-WT) kann etwa bis 0 °C Außentemperatur die angesaugte kalte Frischluft durch die 20 °C warme Abluft (vom Bad, WC, Küche) auf ca. 16 °C erwärmt werden.

Optional kann die Frischluft zusätzlich über einen Erdwärmetauscher angesaugt werden.

Da die Heizlast bei Passivhäusern max. 10 W/m² betragen darf (ohne WW-Bereitung!), ist eine vollständige Deckung der Heizlast über die Lüftungsanlage möglich.

Der Wärmebereitstellungsgrad der Lüftungsanlage sollte > 75 % und die Stromeffizienz < 0,45 W/m² sein.

Ergänzt werden kann das System zusätzlich durch eine Solaranlage, und für sehr kalte Tage z. B. Gas-BW-Gerät, Mini-WP oder auch Kaminofen/Pelletofen (Deckung Restwärme- und WW-Bedarf).

In Passivhäusern werden meist strombetriebene Lüftungs-Kompaktgeräte eingesetzt, die in d. R. aus Kombination von kontrollierter Wohnraumlüftung, WW-Bereitung, Mini-WP und E-Zusatzheizung bestehen.

Wirtschaftlichkeit von Passivhäusern

Mehrkosten gegenüber konventionellen Haus:

- Neubau ca. 5% bis 15%

- Sanierung ca. 12% bis 18%.

Die Mehrkosten für Wärmedämmung, lüftdichte Gebäudehülle, Lüftungstechnik, 3-fach Verglasung werden kompensiert durch Wegfall des konventionellen Heizsystems (HK, Wand-/FB-Heizung, Schornstein, Brennstofflager etc., dagegen erhöht sich aber der Stromverbrauch)

Mittel- bis langfristig gesehen, ist ein Passivhaus rein energetisch betrachtet, rentabler als ein konventioneller Neubau.

Eine genaue Wirtschaftlichkeitsberechnung sollte vorher in jedem Fall gemacht werden.

Den größeren Anteil an den Energiekosten kann u. U. jetzt die Trinkwassererwärmung haben!

Quelle: IKZ-FACHPLANER 7/2010

Beispiele für "wirklich" gesundes, ökologisches und bezahlbares Bauen

1. Fachwerkhäuser aus Lehm

Mehr als 200 Jahre bewährte Tradition contra "zeitgemäße" Baustoffe

Lehmbauten liegen heute nicht gerade im "Trend" (oder noch nicht wieder!).

Sie waren lange Zeit angeblich nicht mehr zeitgemäß und wirtschaftlich bedeutungslos, trotz ihrer erwiesenen Langlebigkeit und ansonsten fast nur sehr positiven bauphysikalischen und baubiologischen Eigenschaften.

Einziger Nachteil ist heute vielleicht die längere Bauzeit. Man braucht zusätzlich mindestens einen Sommer zum natürlichen Trocknen (ohne Energieaufwand!).

Allerdings gab es auch schon Zeiten, in denen man einen Steinbau einen Winter Zeit zum Austrocknen ließ, anstatt sofort einzuziehen und energieaufwendig trocken zu heizen.

Und dass bei wesentlich billigeren Energiepreisen, ohne EnEV und andere "trendigen" Verordnungen, Gesetze und Energiespar-Empfehlungen.

1951 gab es die erste Norm für Lehmbauten (DIN 18951), die aber 1971 als veraltet ersatzlos zurückgezogen wurde.

Lehmbauten nutzen einheimische bauphysikalisch und baubiologisch unbedenkliche Natur-Rohstoffe (Lehm, Holz etc.)
 

Kosten

Für das Rohmaterial zahlt man in d. R. nur für Abbau und Transport.

Für die Aufbereitung als Baumaterial zusätzlich z. B.:

- Lehmputz ca. 15€/m² (ähnlich wie Kalkputz,

  im Vergleich zu Gipsputz ist er doppelt so teuer)

- Lehmtrockenbauplatten ca. 15 - 20€/m²

Insgesamt beträgt aber der Mehrpreis zu konventionellen Massivbauten aus Stein nur ca. 15%.

1.1. Baustoffeigenschaften

Lehm

Gemisch aus Kies und Sand mit unterschiedlichen Korngrößen, Schluff (Sedimentgestein) und Ton als Bindemittel.

Lehm trocknet an der Luft ohne Bindemittel aus und kann mit Wasser wieder formbar gemacht werden.

Rohdichte 1.000 bis 1.500 kg/m³, im verdichteten Zustand als gepresster Lehmstein oder Stampflehm 1.700 bis 2.200 kg/m³.

Eigenschaften von Lehmbaustoffen

Als Baustoff wird in d. R. kein reiner Lehm verwendet, sondern eine spezielle Mischung aus Lehm, Sand und evtl. auch pflanzlichen Fasern.

Durch Zusätze (Stroh, Häcksel, Hanf etc.) können unterschiedliche Festigkeiten, Elastizitäten oder Wärmedämmeigenschaften etc. erzielt werden.

Lehm an sich hat zwar keine besonders guten Dämmeigenschaften, aber dafür ein gutes Wärmespeicher- und Schalldämmvermögen und eine Reihe weitere positiven Eigenschaften:

- bauphysikalisch und baubiologisch unbedenklich

- keine Schimmelbildung

- Lehm lädt sich statisch nicht auf

- Abschirmung hochfrequenter elektromagnetischer Strahlungen

- absorbiert Gifte aus der Luft

- einfache Verarbeitung, hautfreundlich

- recycelbar, keine Altlasten für die Zukunft

- benötigt kaum Energie zur Gewinnung/Herstellung

- Fachwerk-Lehmbauten sind sehr langlebig (> 200 Jahre)

- große Vielfältigkeit (Mörtel oder Putzmischungen, Platten

   Wände aus Lehmsteinen oder Stampflehm etc.)

- konserviert das umgebende Holz

- Eigenleistung beim Bauen problemlos möglich -> Kosteneinsparung

1.2. Raumklima

Generell haben Lehmhäuser naturgemäß ein sehr behagliches und gesundes Raumklima im Sommer und Winter, ohne zusätzlichen technische Maßnahmen und Energieaufwand.

Bei heutigen modernen und viel gepriesenen hochgedämmten Leichtbauten erreicht man Vergleichbares nur durch den zusätzlichen Einbau von teurer und mehr oder weniger energieintensiver Technik.

Lehm nimmt die Luftfeuchtigkeit schnell auf und gibt sie bei Bedarf wieder ab.

Die relative Luftfeuchtigkeit in bewohnten Räumen bleibt dabei fast konstant bei ca. 50% r.F. (optimales Behaglichkeitskriterium  bei 45-55% r.F.).

Die Gleichgewichtsfeuchte von Lehm liegt bei nur 0,4 bis 6 Gew.-%.

(Gleichgewichtsfeuchte ist die Feuchte, bei der kein Wasseraustausch mehr mit der Umgebungsluft stattfindet)

Damit wirkt Lehm auch konservierend auf das umgebende Holz (Fachwerk) ein.

1.3. Besonderheiten bei Lehmbauten

Außenwände

Um die Wärmeschutzanforderungen zu erfüllen, kann man die Außenwände entweder entsprechend dicker (ca. > 48 cm ) ausführen oder Z. B. mit Zellulose und Holzweichfaserplatten dämmen (Gesamtdicke z. B. ca. 35 cm).

Für das Kellergeschoss ist Lehm ungeeignet, dafür kann z. B. Porenbeton verwendet werden.

Putz

Innen wird Lehmputz aufgebracht. Die oberste Schicht an der Innenwand von ca. 1,5 cm ist für das Raumklima entscheidend (auch interessant für Steinbauten mit Lehmputz).

Der relativ dicke und spröde Lehmputz kann nur mit speziellen Werkzeugen mit abgerundeten Kanten aufgetragen werden.

Im ersten Jahr durch Trocknung auftretende Schrumpfrisse müssen einmalig ausgebessert werden.

Der relative weiche Putz ist etwas empfindlich, Schadstellen können dafür aber auch leicht wieder ausgebessert werden.

Außen ist ein mineralischer Putz besonders an der Wetterseite evtl. besser.

Auch bei den generell notwendigen größeren Dachüberständen von ca. 1 m würde Lehmputz in d. R. auf Dauer einen zu großen Verschleiß unterliegen (Schlagregen etc.).

Innenfarben

Der Wasser- und Wasserdampftransport durch die Farbe von innen nach außen muss gewährleistet werden.

Es sollte innen nur mit Naturfarben (Kalk, Lehm- oder Kalk-Kasein-Farbe) gestrichen werden (keine Acrylfarben, Dispersionsanstriche etc.).

Dachüberstände

Zum Wetterschutz sind diese wesentlich größer als bei normalen Bauten auszuführen (ca. 1 m).

Der Lichteinfall durch die Fenster wird u. U. dadurch verschlechtert.

Höherer Zeitaufwand beim Bauen

Der Zeitaufwand für die natürliche Trocknung ist einzuplanen. Insgesamt können bis zum Einzug schon mal > 1,5 Jahre vergehen.

Schrumpfung

Bei der Zubereitung wird Lehm mit Wasser verrührt. Durch Verdunstung des Wassers beim Trocknen verkleinert der Lehm immer sein Volumen. Es entstehen Trocken- und Schwindrisse.

Das Schwinden kann durch Reduzierung des Wasser- sowie des Tonanteils und durch Optimierung der Kornzusammensetzung wesentlich verringert werden.

Quellen und Infos: www.dachverband-lehm.de; www.asl.uni-kassel.de/, www.lehmbau-online.de, www.lehmbau.com

Für wesentlich mehr Informationen stehen wir Ihnen mit einer persönlichen Fachberatung jederzeit gerne zur Verfügung.

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