Autor: Stefan-Ibold

Bauphysik – Energieberatung

Energie-Beratung
Was ist das eigentlich? Wozu braucht man das?

Probleme mit Schimmel?
Dies ist meistens die Ursache eines bauphysikalischen Mangels. Nur selten ist das Lüftungsverhalten selbst die Ursache. Der Energie-Berater untersucht die möglichen Ursachen, die ja meistens auf Wärmeverluste (Wärmebrücken) oder mangelnde Zirkulation zurückzuführen sind. Er kann Ihnen dann Vorschläge unterbreiten, wie Sie diese lästigen “Mitbewohner” loswerden.

Zieht es im ganzen Haus oder in bestimmten Zimmern?
Diese Erscheinung muß nicht unbedingt auf Fugen, Ritzen oder undichte Fenster/Türen beruhen. Der gefühlte Zug kann sehr wohl auch auf schlechte Wärmedämmung zurückzuführen sein. Auch dies kann ein Energieberater analysieren und entsprechende Lösungsvorschläge ausarbeiten.

Haben Sie zu hohe Heizkosten?
Es ist naheliegend, daß dieses Problem an zu geringer Wärmedämmung oder an einem wenig effektiven Heizsystem liegt. Auch hier ist der Energie-Berater wieder der richtige Ansprechpartner. Zunächst wird die vorhandene Dämmung analysiert. Danach kann ausgearbeitet werden, wo welche Maßnahmen nötig, möglich und sinnvoll sind. Dies ist für den Bauherren meist nicht ersichtlich. Es können auch Kombinationen und Alternativen ausgearbeitet werden, je nachdem, was gerade sinnvoll oder machbar ist.

Haben Sie ein Schwitzwasser-Problem?
Die technisch korrekte bezeichnung hierfür lautet Tauwasser. Hier muß eine genaue Untersuchung der Bauteile erfolgen. Nicht nur dieses Problem kann der Energie-Berater lösen, sondern auch gleichzeitig den Wärmebedarf – und damit die laufenden Kosten – senken.

Bauphysik Teil-2

Erläuterungen zum Einsatz von Dämmstoffen

Wärmedämmungen, organische oder mineralische Dämmungen, werden immer noch gern populistisch negativ ausgeschlachtet. Ein Beispiel dafür ist das sogenannte „Lichtenfelser Experiment“. Grob beschrieben: Es wurden zwei baugleiche Häuser erstellt, eines davon wurde mit einer gedämmten Außenhülle versehen. In Messungen versuchte man nun festzustellen, ob Wärmedämmung denn tatsächlich energieeinsparende Wirkungen hat oder nicht. Aufgrund einiger Fehlinterpretationen von Messergebnissen und vielleicht auch gewollten „Verdrehungen“ derselben versucht nun eine Gruppe von „Experten“ die Untauglichkeit von Wärmedämmungen nachzuweisen.

Immer wieder wird angeführt, dass Masse eigentlich der bessere Dämmstoff sei. Vergleichs- und hilfsweise werden z. B. Kirchen mit ihren dicken Außenwänden angeführt. Sie seien im Sommer angenehm kühl und im Winter wegen der großen Speicherkapazität gleichmäßig warm. Da ein Massivdach mit gleicher Wirkung im Bereich des Einfamilienhauses allerdings eher schlecht händelbar ist, müssen Alternativen gesucht und gefunden werden.

Vor einigen Jahren hat man festgestellt, dass stehende Luftschichten, die nicht so dick sind dass sie eine Eigenkonvektion erhalten, gute wärmedämmende Wirkungen aufweisen. Luft selber ist ein schlechter Wärmeleiter. Es galt nun einen Weg zu finden, die stehende Luft so einzustellen, dass sie keine Eigenkonvektion mehr hat, aber gleichzeitig die magische Grenze von 50 mm in der Dicke zu überschreiten.
Hier kann man z. B. einen Wollpullover einer Wärmedämmung für ein Haus gleichsetzen.

Wärmedämmungen funktionieren in der Art, dass die Luft in vielen kleinen Kammern „gefangen“ gehalten wird, um die Konvektion zu unterbinden. Bei Polystyrolen beispielsweise bilden kleine Kügelchen diese Kammern. Daneben gibt es Experimente mit wabenförmigen Kammern.
Um die Wärmeleitung der festen Baukörper einer solchen Dämmung zu reduzieren und damit die Wärmeleitgruppe zu verbessern, werden immer mehr Hightech-Produkte erfunden. Bei Mineralfaserdämmungen macht man sich hier der schlechten Wärmeleiteigenschaften von Glas- und Steinfasern zunutze. Das wirre Netzwerk der Fasern schließt die Luft mehr oder weniger ein und hindert sie an der Konvektion. Warme Luft gelangt nun an die Raumseite der Dämmstoffe und erwärmt diese. Wegen der schlechten Weiterleitungseigenschaften wird die eintreffende Wärme nicht in voller Gänze an die weiter außenliegenden Luftmoleküle weitergegeben und es tritt eine dämmende Wirkung ein. Diese erreicht nun, dass weniger Primärenergie hinzugeführt werden muss, um eine gleichmäßige Wärme in einem Gebäude zu erhalten. Damit wird ein energieeinsparender Effekt erreicht.

Vergleicht man nun die eingangs beschriebenen Baustoffe massiv (hier sei Stahl-Beton mit einer Wärmeleitfähigkeit von 2,1 W/mK als Beispiel angenommen) und z. B. eine Mineralfaser mit einer Wärmeleitfähigkeit von 0,035 W/mK, dann müsste man 84 cm dicken Beton herstellen um die gleiche dämmende Wirkung wie 1 cm Mineralfaser zu erhalten. Allein hieran erkennt man, wie wichtig solche Dämmungen sind.

Allerdings enthalten die Berechnungen einen kleinen Schönheitsfehler: Rein rechnerisch nimmt mit der Dicke einer Dämmung der Verlust von Wärme gleichmäßig ab. Realistisch gemessen stimmt diese Aussage nicht ganz, denn ab Dämmstoffdicken von ca. 260 mm verringert sich der Energieverlust nicht mehr so deutlich, die Kurve fällt flach ab.

Fazit: Baustoffe mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit, die in Bauteilen eingearbeitet werden, haben eine dämmende Wirkung und helfen so Primärenergie einzusparen.
(c) by stefan ibold planungsgruppe dach

Bauphysik Teil 1

Grundsätzliches zum Thema Luftdichheit und Dampfsperren

Wenn die Temperaturen außen sinken, dann kommen wieder die Probleme.
Tauwasser fällt aus.

Was passiert eigentlich?

Gemäß der DIN 4108 nehmen wir bei den Überlegungen die dort vorgegebenen Berechnungsgrundlagen an,
die für die Berechnungen von Tauwasserausfall gem. Tabelle A1 verwendet werden..
Dort wird eine Außentemperatur von -10°C angenommen. Innen werden +20°C und eine relative Luftfeuchtigkeit
von 50 – 55% vorgegeben. Dabei liegt dann die Taupunkttemperatur bei +10,7°C. Wird also diese Temperatur in
Grenzflächenbereichen unterschritten, fällt Tauwasser aus.
daemmungenfall1
Bild 1: Die Dämmung ist nicht ausreichend, Tauwasser an der Raumseite der Dampfsperre.

Schimmel wird sich bilden, die Konstruktion wird geschädigt. In den Berechnungen sollte man sich etwas Sicherheit
vorbehalten. Deswegen wird üblicherweise eine Grenzflächentemperatur von +12,6°C angenommen, da diese die
Grenzflächentemperatur bei angenommen +22°C Raumtemperatur ist.
Im Übrigen kann sich bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 80%, die über einen längeren Zeitraum ansteht,
ebenfalls Schimmel bilden. Und auch aus diesem Grund werden die +12,6°C bei einer Innentemperatur
von +20°C angenommen.
daemmungenfall2
Bild 2: Idealfall. Die Raumseite der Dampfsperre ist so warm, daß kein Tauwasser ausfällt.

Bei allen Skizzen stellt die blaue Linie die Dampfsperre dar. Diese ist gleichzeitig die Luftdichtschicht.
Die zweite Skizze stellt also einen Idealfall dar. Die Grenflächentemperatur von +12,6°C ist an der Dampfsperre nicht
unterschritten. Durch den Sperrwert der Folie und durch die luftdichte Verklebung dringt kein Tauwasser in die
Konstruktion ein.

Ist nun aber die Dampfsperre nicht ausreichend dimensioniert, dann kann Feuchtigkeit in Gasform in die Konstruktion
eindringen. Dort wird sie sich an der nächst dichteren Schicht als Tauwasser wieder verflüssigen.
daemmungenfall3
Bild 3: Der Alptraum. Tauwasser in der Konstruktion. Es ist mehr als verdunsten kann.

Schlimmer wird es, wenn die Luftdichtschicht eben nicht luftdicht ist.Gerade in den Übergangszeiten oder im Winter, wo
viele erst den Innenausbau vornehmen, gelangt, wie oben dargestellt, durch Konvektion (Strömung) eine sehr große Menge der
feuchtwarmen Luft in die Konstruktion. Die Mengen sind meistens so groß, daß ein kurzfristiges Ausdiffundieren nicht mehr
möglich ist. Schäden an der Holzkonstruktion sind dann unvermeidbar. Dieses wird umso schlimmer, je länger der Zustand
der Undichtigkeit vorhält. Je nach Sperrwert der Unterdeckung und der Dampfsperre wird die einmal eingedrungene Feuchtigkeit
zwischen der Unterdeckung und der Dampfsperre hin und her vagabundieren. D. h., die Feuchtigkeit wird bei
diffusionsdichteren Aufbauten sehr langsam abgebaut. Dieses passiert vor allem dann, wenn die Luftdichtschicht erst
einige Zeit nach dem Einbau der Dämmung realisiert wird.

Die Frage, die dabei sehr häufig gestellt wird ist die: Kann die bereits eingebaute Dämmung drinbleiben, oder muß die ausgebaut
und getrocknet werden?
Die Antwort ist ein klares “jein”. Begründen läßt sich das damit, daß man nur vor Ort entscheiden kann, inwieweit die
Dämmung geschädigt ist. Bei Polystyrolen wird kaum etwas passieren, bei Mineralwollen kommt es auf den Hersteller an.
Einige nachwachsende Rohstoffe bei öko-Dämmungen können nur sehr geringe Mengen Feuchtigkeit vertragen.
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Bild 4: Es sind geringe Mengen Tauwasser in der Konstruktion, die aber problemlos ausdiffundieren können.

Eine weitere Möglichkeit, bei der die Konstruktion nicht geschädigt wird, ist der als diffusionsoffener Aufbau bezeichnete
Fall der obigen Skizze. Tauwasser dringt zwar durch Diffusion in geringen Mengen ein, kann aber mehr oder weniger
ungehindert durch den Schichtenaufbau diffundieren, ohne daß es dabei zu schädigendem Tauwasserausfall kommt.

Ein weiteres Problem kann es geben, wenn raumseits der Dampfbremse zusätzliche Dämmungen angeordnet werden.
Zwar ist es richtig, eine Installationsebene (s. auch Prinzipskizze) vorzusehen, um nicht nur die Leitungen unabhängig
von der Luftdichtschicht verlegen zu können und zusätzlich die Wärmebrücke Sparren zu minimieren, aber wird diese
Dämmung zu groß, kann die Grenzflächentemperatur an der Luftdichtschicht zu gering werden und Tauwasser wird ausfallen.

Bei der Berechnung geht man davon aus, daß nicht mehr als 20% des Wärmedurchgangwiderstandes raumseits
der Dampfsperre angeordnet werden. Hier müssen folglich unbedingt raumseitige Bekleidungen, wie Gipskartonplatten
oder Holzpaneele in die Berechnungen einfließen.

Siehe hierzu auch Tauwasserausfall in Bodenräumen