Info: Wärmedämmung
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Wienhold Blockhaus Info: Wärmeschutz

Vorteile des baulichen Wärmeschutzes

bulletBessere Nutzung des Gebäudes in hygienischer, klimatischer und wärmephysiologischer Hinsicht; behagliches Raumklima (auch im Sommer)
bulletSchutz der Baukonstruktion vor Feuchteeinwirkung und Temperaturspannungen, d.h. Schutz vor Bauschäden mit ihren kostenintensiven Folgen
bulletVerringerung der Emissionen (Schadstoffe) bei den Feuerungsanlagen und somit geringere Umweltbelastungen
bulletEntgegenwirken dem Treibhauseffekts und somit der Klimaveränderung durch Reduktion des CO2 Ausstoßes
bulletSchonung noch vorhandener fossiler Energieträger wie Erdöl und Erdgas
bulletOptimale Voraussetzungen für den Einsatz moderner Systeme wie Solaranlagen, Wärmepumpen ...
bulletGeringere Kosten für den Verbraucher

Wärmeschutzverordnung und Niedrigenergiehäuser

Der Begriff Niedrigenergiehaus ist nicht geschützt und auch gesetzlich nicht fixiert. Einzig die Steuerbehörden haben definiert das die Vorgaben der alten Wärmeschutzverordnung um 25% unterschritten werden müssen um die entsprechende Förderung zu erhalten. Bei einem Energieverbrauch von weniger als 15 kWh/m² spricht man im allgemeinen von einem Passivenergiehaus.

Wärmeschutz: Theorie

Der Wärmeübergang entsteht wenn eine Bauteiloberfläche eine zur Umgebung unterschiedliche Temperatur hat. Es fließt dann ein Wärmestrom von z.B. der Raumluft an das kalte Fenster.

Wärmeleitung tritt dann innerhalb des Bauteils auf wenn die Wärme von der Bauteilinnenfläche aufgenommen wurde und dann z.B. an die kalte Außenseite weitergeleitet wird. Die Wärmeleitfähigkeit ist die Energie die durch eine 1 m² große und 1 m dicke Wand geleitet wird wenn sich die Oberflächentemperaturen um 1° K unterscheiden.  An der Außenwand findet dann wieder ein Wärmeübergang statt.

Der Wärmedurchgangskoeffizient (früher k-Wert heute U Wert) gibt die Wärmemenge an die von einem Raum (z.B. innen) durch ein Bauteil (z.B. Wand, Dach) hindurch in einen anderen Raum (z.B. außen) übertragen wird wenn man nur einen Quadratmeter und einen Temperaturunterschied   von einem Grad zu Grunde legt. Der  Wärmedurchgangskoeffizient ist also die Zusammenfassung aller Wärmeübergang und Wärmeleitungsprozesse durch ein Bauteil.

Beispiel: k-Wert 0,6 W/m²K; Fläche 10 m²; innen 20°; außen 0°
==> Q=k*A*(Ti-Ta)=0,6*10*(20-0)=120  W

Die k-Wertberechnung für die einzelnen Bauteile eines Hauses ist in der Regel sehr einfach, da für die meisten Bauteile die Wärmeleitungswiderstände genormt oder in Tabellen angegeben sind. Mittels einfacher Addition der Werte können so auch komplizierte mehrschichtige Bauteile berechnet werden. Der neue U-Wert ist etwas komplizierter, da die in vielen Konstruktionen vorhanden Fugen besser berücksichtigt werden. Der U-Wert ist daher fast immer etwas schlechter als der k-Wert.

Die Wärmekapazität gibt an wie viel Wärme benötigt wird um ein Bauteil um 1 ° K zu erwärmen. Baustoffe mit einer hohen Wärmekapazität benötigen mehr Wärme um sich zu erwärmen oder benötigen länger um sich wieder abzukühlen.

Der Wärmeeindringungskoeffizient dient zur Beurteilung von Stoffen bei kurzzeitigen Wärmeströmungsvorgängen (z.B. Aufwärmen von Wänden bei kurzzeitiger Aufheizung oder Abkühlung (Lüftung); Temperaturempfindung beim Berühren; Fußwärme von Böden ...). Ein Stoff entzieht z.B. bei der Berührung mit der Hand oder dem Fuß dem menschlichen Körper um so weniger Wärme, fühlt sich daher um so Wärmer an, je kleiner sein Wärmeeindringungskoeffizient ist. Bauteile mit Oberflächenschichten aus Stoffen kleiner Wärmeeindringungskoeffizienten heizen sich schneller auf als solche, deren Oberfläche aus einem Material mit großen Wärmeeindringungskoeffizienten besteht.

Baustoffe im Vergleich:

Baustoff Masse spezifische Wärmekapazität n. DIN 4108 Wärmeleit- fähigkeit Wärmeein- dringung
, [kg/m³] [Wh/kgK] [W/mK] [J/(s^0,5m²K)]
Normalbeton 2400 1000 2,1 2400
Gipskartonplatte 900 1000 0,21 450
Klinker 2000 1000 1,2 1550
Hochlochziegel 900 1000 0,42 1300
Kalksandstein 1000 1000 0,5 1200
Kiefernholz 600 2100 0,13 650
Spanplatte 700 2100 0,13 440
Korkschüttung 200 1300 0,05 240
Blähton 400 1000 0,16 252
Syropor 15 1500 0,045 45
Polyurethanschaum 45 1500 0,035 45
Steinwolle 20 1000 0,04 28
Baumwolle 25 1300 0,04  
Luft 1,2 1000 0,025  
Wasser 1000 4200 0,6 1600
Aluminium 2730 800 200 20899

Wenn Sie jetzt die oben angegeben Stoffwerte vergleichen können Sie feststellen, das Holz in allen Punkten durch seine hervorragenden Werte auffällt. Im Vergleich zu den klassischen Mauerwerkstoffen ergibt sich ein um 6-16 mal bessere Isolierung. Tatsächlich werden Isolierstoffe mit der gleichen Wärmeleitfähigkeit wie Holz verkauft (Blähton). Bei der für das Wohlfühlen so wichtigen Wärmeeindringung ist Holz 2-3 mal Besser als die klassischen Mauerwerkstoffe. Dazu kommt jetzt noch die überdurchschnittliche Wärmespeicherfähigkeit die für eine unerreichte ausgleichende Temperierung der Räume sorgt.
So brauchen Sie für eine Wand mit dem vorgeschrieben k-Wert von 0,5  eine 2,9 m dicke Betonwand oder eine 200 mm dicke Holzwand. Für bestimmte gebräuchliche Mauerwerksteine wurde daher in der WschVo95 extra eine Ausnahmegenehmigung erteilt. Nur so war es überhaupt noch möglich mit den konventionellen Baustoffen ohne zusätzliche Isolierung der Außenwände zu bauen.

Wärmeschutz: wo?

In diesem Abschnitt wird untersucht wo welche Wärmedämmung sinnvoll ist. Dazu steht am Anfang erst einmal die grundsätzliche und viel diskutierte Frage ob die Dämmung an der Innen oder an der Außenseite sinnvoll ist. Physikalisch betrachtet ist die Sache ganz einfach. Der Temperaturverlauf in der Wand lässt eine außen liegende Isolierung der Außenwände als sinnvoll erscheinen. In der Praxis des modernen Blockhausbaus müssen aber neben den physikalischen Gegebenheiten noch andere Faktoren berücksichtigt werden. Im Gegensatz zu Mauerwerk leitet Holz die Wärme sehr schlecht. Die physikalische Forderung nach einer außen liegenden Isolierung hat daher bei weitem nicht die gleiche Bedeutung wie beim konventionellen Bauen.

Vorteile der Außendämmung beim Blockhaus

bulletGrößeres Wärmespeichervermögen der Wandmasse das die größere Masse auf der Innenseite angeordnet ist. (Im Sommer kühler, im Winter wärmer)
bulletGeringere Temperaturschwankungen in den Blockbohlen zwischen Winter und Sommer belasten das Holz weniger
bulletWärmebrücken entstehen wesentlich weniger, da die Außenfläche in der Regel nicht sehr zerklüftet ist. ist
bulletBesseres Feuchteverhalten da der Taupunkt nicht in den Holzbalken zu liegen kommen kann.

Nachteile der Außendämmung beim Blockhaus

bulletZusätzliche teure Außenschale zum Wetterschutz der Isolierung notwendig.
bulletDie äußere Verschalung mit Brettern erreicht bei weitem nicht die Lebensdauer der Blockbohlen.
bulletIm Inneren ist eine zusätzliche Installationsebene notwendig, da im Gegensatz zu Mauerwerk beim Holz die Oberfläche nicht verputzt wird und daher Schlitze für Kabel und Rohre nicht möglich sind.
bulletErhebliche Setzungen und Höhenschwankungen durch Feuchteänderungen im Inneren des Hauses da die Blockbohlenwand nicht von der Innenwand entkoppelt werden kann.
bulletLängere Aufheizzeiten im Winter und längere Abkühlzeiten im Sommer
bulletNur witterungsbeständige Dämmstoffe wie z.B. Styropor können tatsächlich eingesetzt werden.

Vorteile der Innendämmung beim Blockhaus

bulletGeringere Kosten da keine zusätzlicher Wetterschutzschicht aufgebaut werden muss
bulletMassive stabile Außenwand wird durch die Blockbohlen gebildet und bildet so für Jahrhunderte eine stabile Außenhaut.
bulletBlockhaustypische Optik wird erhalten
bulletEinfache Herstellung einer Installationsebene für die Haustechnik
bulletFlexible innere Bekleidung der Wände (auch weiße Wände und Fliesen möglich)
bulletFlexible Wahl des Dämmstoffes und einfache Montage zwischen den Ständern

Nachteile der Innendämmung beim Blockhaus

bulletWärmebrücken müssen gezielt eliminiert werden
bulletGefahr von Feuchteschäden bei falscher Bauausführung
bulletGeringere Wärmespeicherfähigkeit

Fazit:

Wenn man also die größten Vorteile der außen liegenden Wärmedämmung ( Feuchteschutz und Wärmespeicherung) den größten Nachteilen (teuer, Setzungen, Optik, Lebensdauer) bewertet kommt fast jeder Bauherr zur innen liegenden Dämmung.

Inzwischen werden auch Blockhausmodelle angeboten bei den versucht wir die Vorteile beider Systeme zu vereinen. Dazu zählt im wesentlichen die Wandkonstruktion mit zwei parallelen Blockbohlen 70-90 mm dick mit einem inneren Ständerwerk. Die Isolierung wird dann zwischen den Blockbohlen angeordnet. Der Wandaufbau ist durch den größeren Materialaufwand teurer. Die Montage ist schwieriger. Im Innenraum ist mit Setzungen zu rechen und die Innenwände müssen auch aus dem teuren Blockmaterial gefertigt werden. Dazu kommen gestalterische Einschränkungen (nur 90° Winkel). Trotzdem ist diese Variante wirklich interessant.

Wärmeschutz wie?

Außenwände

Dämmung mit Naturfaserdämmstoffmatten zwischen den Ständern. Die Matten müssen an den Ständern befestigt werden um ein zusammensacken zu verhindern. Je nach Wandaufbau ist an der Innenseite eine zusätzliche Dampfbremse notwendig. Feuchte ist nur bei extrem dünner innerer Beplankung ein Problem.

Dach

Hier ist der Feuchteschutz ein wesentlich größeres Problem, da die äußere Dachhaut wesentlich größeren Temperaturschwankungen unterliegt und keine Isolierung bietet.

Der ideale Dachstuhl ist daher nicht ausgebaut und hat permanent offene Öffnungen um den Dachstuhl zu belüften. Die Isolierung wird dann im Boden des Dachstuhls eingebaut. Feuchteschäden können so komplett ausgeschlossen werden. In allen anderen Fällen ist auf eine sorgfältige Ausführung des Dachaufbaus und eine dichte Verarbeitung der Folien größten Wert zu legen.

Fußböden

Holzfußböden sind auf Grund der guten Eigenschaften des Holzes in der Regel unproblematisch. Selbst über dem kalten Keller ist Isolierung ein Feature und kein muß.

Innenwände

Die Innenwände zu kalten Räumen sollten eine Wärmeschutzisolierung erhalten. Die gilt auch für Räume mit großen Temperaturunterschieden wie z. B. Badezimmer. Die Isolierung der anderen Wände gilt hauptsächlich dem Schallschutz.

Besondere Aufmerksamkeit hinsichtlich der Feuchte und insbesondere zum austrocknen der Räume sollte der Sauna, dem Bad und dem Wäschetrockenplatz gewidmet werden. Hier empfiehlt sich normalerweise der Einbau einer massiven Dampfsperre aus Aluminiumfolie und ein funktionierendes Entlüftungssystem.

Keller

Der Keller wird in der Regel mit einer komplett außen liegenden Isolierung möglichst großer Dicke gedämmt. Dies gilt insbesondere auch für die Bodenplatte. Üblicherweise werden Schaumstoffplatten verwendet. Eine Dampfbremse ist in der Regel nicht notwendig.

Wärmeschutz: ökonomisch

Nur die wenigsten unter uns haben das Geld um eine beliebig dicke Isolierung um das Haus zu legen. Es ist daher äußerst wichtig die Wirkung der eingeplanten Isolierung im Voraus abzuschätzen. Hier decken sich die Ziele des Bauherren mit den Zielen des Umweltschutzes. Wenn der Bauherr durch geeignete Beratung in die Lage versetzt wird das wenige vorhandene Geld wirklich effektiv einzusetzen wird der Umwelt und der Wirtschaftlichkeit des Gebäudes gutes getan. Unsinnig nach Schema "F" montierte Isolation schadet dagegen. Das Gebäude ist unwirtschaftlich, die Umwelt wird unnötig belastet und zu allem Überfluss vergeudet auch die Montage und Herstellung der falsch montierten Isolierung Geld und Rohstoffe.
Nachfolgende Grafik verdeutlicht wie sich die Wärmeverluste auf das Gebäude verteilen und wo wie viel gespart werden kann.

Wärmeverluste.jpg (64855 Byte)

Bild: Wärmeverluste bei einem konventionellem Wohnhaus
Einsparmöglichkeiten in kWh von durchschnittlichen jährlichen Verbrauch()

Quelle: Erläuterungen zur DIN 4701, Claus Ihle

Die obige Grafik gilt für konventionelle Bauweise. Wie Sie sehen beträgt der optimierte Wärmeverbrauch 12500 kWh. Wenn keine Lüftungswärmerückgewinnung installiert wurde kommen da dann 8300 kWh Lüftungswärmeverluste hinzu. Es wird also schnell klar das ab einer bestimmten Isolierungsqualität die Lüftungswärmeverluste mehr Energie verbrauchen als die Verluste durch Transmission.
Der Einsatz von Isoliermaterialien sollte daher individuell an das Haus und seine Bewohner angepasst geplant werden. Verlangen Sie von Ihrem Planer einen Wärmeschutznachweis bereits vor Baubeginn und lassen Sie sich Alternativen in Ihrer Wirkung auf die Baukosten und die Betriebskosten vorrechnen.

Wärmeschutz im Wandel der Zeit

Wenn man dann zusätzlich den sich mit zunehmender Dicke der Isolierung vermindernden Effekt auf die Wärmeverluste mit in Betrachtung zieht wird schnell klar warum alle Welt von kontrollierter Lüftung und Luftaustauschsystemen redet. Noch hat der Standard unserer Gebäude diese Stadium nicht erreicht. Spätestens aber mit der nächsten WschVo (2001) wird aber das Stadium erreicht bei dem die Einsparungen durch zusätzliche Isolierung den Aufwand nicht mehr rechtfertigen. Wesentlich mehr bringt dann eine obligatorische solare Wärmegewinnung oder eben das Wärmerückgewinnungssystem. Letzt endlich führt alles zu dem Ziel ein Passivenergiehaus zu bauen. Das ist sicher in bestimmten Fällen auch heute schon möglich. Aber die Nachteile sind gravierend. Die Häuser fügen sich in der Regel nicht in die bestehende Bebauung ein. Auch kann nicht jeder Hausbesitzer eine freie Südseite vorweisen ...
Dann kommen noch andere Faktoren zum tragen. Wollen Sie in einem Haus leben in dem die ganze Zeit ein Ventilator brummt? Wollen Sie wirklich in einem Haus wohnen in dem eine Elektronik überwacht wenn ein Fenster zum Lüften geöffnet werden kann? Wollen Sie wirklich ....
Ungeklärt sind auch die Folgen der Wärmeschutzmaßnahmen. Dazu nur einige Stichpunkte:

bulletDie Wirtschaftlichkeit von Raumluftrückgewinnungssystem ist nicht sichergestellt (Herstellungs-, Betriebs- und Wartungskosten)
bulletDie möglichen Probleme durch Schmutz, Schimmel, etc in den Lüftungssystemen. Schauen Sie doch mal den Ventilator in Nachbars Toilette an. Diese primitive Absauganlage sieht nach wenigen Jahren schon sehr eklig aus oder nicht?
bulletDie gesundheitlichen Folgen der absolut dichten Häuser und die Langzeitfolgen für die Baumaterialien.
bulletDie Lebensdauer der Isoliermaterialien

 

Weiterführender Link: Wärmeschutzverordnung

Natur und Ökologie: Isolierungen

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