Die Bauphysik befasst sich unter anderem mit den energetischen und feuchtetechnischen Einflüssen und Wechselwirkungen in Gebäuden und mit seiner äußeren Umgebung. (Alle Teilbereiche werden in einer Übersicht dargestellt.) Eine Reihe dieser Einflüsse sind bekannt aber das Zusammenspiel und ihre gegenseitige Einflussnahmen werden bisher nicht vollständig verstanden. In dem Artikel zu den energetischen Einflüsse an eine Außenwand werden z. B. 25 Anforderungen einer Außenwand genannt.
In der Physik gilt: Man nimmt so lange die Einflussfaktoren heraus oder fügt Anpassungsfaktoren hinzu, bis das gewünschte Ergebnis vorliegt, was man haben möchte! Das wird dann zu einer Lehrmeinung! Dies gilt besonders für die Bauphysik.
Der Wärmestrom durch eine Wandkonstruktion wird durch viele Faktoren bestimmt, siehe Skizze. Diese beeinflusst zum Beispiel die Größe des Wärmeeindringkoeffizienten, den Wärmespeicherwert, direkt oder indirekt die Luftbewegung an der Wandoberfläche. Aber auch die Enthalpie im Mauerwerk wird durch Verdampfung und Bildung von Kondenswasser beeinflusst. Wobei sich bereits eine geringe Mauerfeuchte auf der Innenseite negativ und auf der Außenseite bei Solareinfluss eher positiv auswirkt. Neben den statischen wirken thermodynamische Faktoren, die Strömungsdynamik aber auch Erscheinungen, welche der Quantenphysik zu zuordnen sind.
Q = Wärmestrom durch die Wand
I = Wasserdampf Diffusionsstrom
λ = Wärmeleitfähigkeit
1/α = Wärmeübergangswiderstand
b = Wärmeeindringkoeffizient (1-2 cm)
S = Wärmestrahlung zur und von der Wand (1-2 mm)
A = Kondenswasser von innen
B = Feuchtigkeit von außen, zum Beispiel Regen
C = Feuchtigkeit im Mauerwerk (Kapillarität und Diffusion)
W = Wärmespeicherwert
K = Konvektion
Um wirtschaftliche Interessen durchzusetzen, werden zahlreiche Energiespargesetze und -verordnungen verfasst. Um den Bürgern die dringende Notwendigkeit dieser Maßnahmen beizubringen, werden verschiedenste Projekte und fantasievolle Namen erfunden, wie Niedrigenergiehaus, Effizienzhaus 55 oder 44 (plus), Öko-Energiehaus, Passivhaus, Niedrigstenergiegebäude, Nullenergiehaus, Aktivhaus Plusenergiehaus, Hybridhaus, Klimaschutzplan 2050 usw.
Die Praxis zeigt jedoch, dass Plusenergiegebäude, Passivhäuser, besonders ambitionierte Effizienzhäuser und energieeffiziente Sanierungen in der Praxis nicht das Ergebnis bringen, was nach den Wünschen der Projektanten erhofft wird. Die überwiegende Masse der KfW-Effizienzhäuser sind nur schöngerechnet. So weiß man zum Beispiel nicht, was in einem porösen Wandquerschnitt wirklich abläuft, z. B. die thermischen und Feuchtetransportprozesse, ganz zu schweigen von den Informationsaustauschprozessen in den Konstruktionen, mit dem Baustoffen und der Umgebung.
Es erfolgen Annahmen und Vermutungen. Bringen die immer kompliziert werdenden Berechnungsverfahren nicht das erwünschte Ergebnis, so werden diese durch Anpassungsfaktoren passfähig gemacht.
Erfolgen doch einmal Versuchsreihen zur energetischen Beurteilung der Konstruktionen, so decken sich die erzielten Ergebnisse nicht immer mit den erwünschten Vorstellungen der Politik, welche im Auftrag der Industrie handelt.
Nun könnte man fragen, warum ist das so? Die Bauingenieure haben eine hervorragende technische Ausbildung. Sie können aber nur das wissen, was von der menschlichen Gesellschaft zur Verfügung gestellt wird. Von sozialen Parasiten werden wissentlich falsche Grundlagen vermittelt. Unter den heutigen Bedingungen muss die Person gegen das gesamte System mit größter Willenskraft vorgehen, um die Wahrheit zu erkennen. Je multilateraler eine Person ausgebildet ist, analytisch und unabhängig denken kann, ist in der Lage sich von den falschen Vorstellungen über die Natur zu lösen. Ein der wichtigsten Hemmschuhe sind die große finanzielle (Kredite fürs Haus, Auto usw.), soziale und die berufliche Abhängigkeit im jeweiligen System.
Wer in einem funktionstüchtigen und ökologischen Haus wohnen möchte, sollte sich an dem historischen ortsüblichen Baustil orientieren. Diese Baustile sind ein Ergebnis Tausender Jahre Erfahrungen. Ein Beispiel sind die Tonnengewölbe und Kuppeln in Nordafrika. Diese Dächer erwärmen sich durch die Sonneneinstrahlung gegenüber einem Flachdach wenig auf. Oder die wärmedämmenden Dächer aus Schilf bzw. Stroh in West- und Mitteleuropa.
Holzhäuser sind im Sommer kühl und im Winter warm. Lehmhäuser gleichen gut die äußeren Temperaturschwankungen aus. Natürlich haben diese natürlichen Baustoffe viele weitere Vorteile für die Erhaltung unserer Gesundheit. Man muss aber auch wissen, das für Bauwerke aus natürlichen Baustoffen konstruktiv Grenzen gesetzt sind und nicht jeder Standort geeignet ist. Aber darauf wird in den jeweiligen Fachartikeln ausführlicher eingegangen.
Zu einer ausgeglichenen Wärmebilanz bei einem Gebäude gehört nicht nur die Wärmedämmung, wie es die Berechnung nach der EnEV vorsieht. (Kritik zur EnEV von Prof. Meier). In der Berechnung zum U-Wert bleiben andere Einflussfaktoren, wie Wärmespeicherfähigkeit, die Feuchtigkeit, Phasenänderungen im Wandquerschnitt, die Wärmekonvektion oder die Einflussnahme durch die Wärmestrahlung unberücksichtigt.
Der Unit of heat-transfer (U-Wert), besonders seine Berechnung ist eine Schätzung, welche bei großen Werten hinreichende Schätzwerte liefert. Für die Abschätzung der erforderlichen Heizung wurde diese einfache Berechnung entwickelt und 1929 eingeführt. Je kleiner dieser Wert ist, so unsinniger ist das Ergebnis. Damit das gewünschte Ergebnis herauskommt, werden Anpassungs- und Korrekturwerte oder ein Wärmeleitfähigkeitszuschlag entwickelt. Aus einem Unsinn wird ein neuer abgeleitet, das nennt man deduktives Vorgehen. Man verfällt einem wissenschaftlichen Aberglauben.
Der U-Wert ist ein Postulat (wissenschaftliche Annahme) oder auch ein Dogma. Die Praxis zeigt, dass die theoretischen Annahmen zum Teil erheblich von der Praxis abweichen. Ein passendes Beispiel für Postulat: Die dunkle Materie (unbekannte Materie) macht etwa 90 % aus. Lediglich 10 % der Materie in unserem Weltall sind bekannt.
Es wird eben eine Politik gegen die Naturgesetze macht.
Wie wertneutral die Forschung in Deutschland ist, soll ein kleines Beispiel zum aktuellen Thema des Wärmeschutzes zeigen. Herr Prof. Dr.-Ing. Klaus Sedlbauer ist Lehrstuhlinhaber des Lehrstuhls für Bauphysik der Technischen Universität München und Leiter des Fraunhofer Institut für Bauphysik. Er ist aber auch im (https://www.sto.de/de/unternehmen/sto_gruppe/aufsichtsrat/aufsichtsrat1.html) Aufsichtsrat von Sto SE & Co. KGaA, ein nicht unbekanntes Unternehmen der Baustoff- und Dämmstoffindustrie. Damit möchte ich auf keinem Fall seine fachlichen Kompetenzen anzweifeln. Aber wie neutral kann man in einer solchen Position sein? Ich z. B. würde mich in einer solchen Position immer etwas mehr für die Dämmstoffindustrie entscheiden. Es war schon immer so, die Politik und der Geldgeber legt die gewünschten Forschungsziele fest.
Es gibt eine Bundesliste der Energie-Effizienz-Experten. Fragen Sie die Experten etwas aus der Strahlungsphysik oder Strömungsdynamik.
Die deutsche Baukunst konstruiert Gebäude aus Wandplatten 8 DF (der Ziegel ist 11,5 cm dick), auf welche mit der gleichen Stärke Polystyrolplatten beklebt werden, was in Amerika seit langer Zeit verboten ist. (Mehr unter Polystyrol.) Ein kurzer Artikel zur Wirtschaftlichkeit einer nachträglichen energetischen Ertüchtigung nachweisen.
Bereits der Wärmestrom durch eine massive poröse Baukonstruktion ist nicht korrekt bestimmbar. Die physikalischen Zusammenhänge sind sehr komplex und hängen sowohl von den Eigenschaften des Gebäudes aber auch von den äußeren Einflüssen ab. Eine sinnvolle Einbeziehung der Wärmespeicherung hilft Heizkosten sparen. Dies zeigt eine vereinfachte Messung der gespeicherten Solarenergie im Mauerwerk oder die Versuchsdurchführung "THE INFLUENCE OF EXTERNAL WALLS TO ENERGY BALANCE OF BUILDINGS" der Tampere University of Technology, im Beitrag zum U-Wert-Berechnung zum Wärmeschutz. Herr Paul Bossert hatte auf seiner Webseite die 8 energierelevanten Faktoren der Aussenwand zusammengefasst.
Werden die gekoppelten Feuchte- und Wärmetransporte durch die Konstruktion ungünstig gestaltet, so kann es langfristigen zur Durchfeuchtung kommen. Regelmechanismen der Feuchtetransporte bei porösen Baustoffen sind in nur in ihren Ansätzen bekannt. Wie zum Beispiel die Sorption oder der Feuchtetransport durch einen porösen Baustoff, der bei ausreichenden Temperaturdifferenzen oder unterschiedlichen Feuchtekonzentrationen bzw. beides zusammen erfolgt.
Die gegenseitigen Abhängigkeiten der zahlreichen Parameter sind sehr kompliziert. Vor allem die zahllosen Stoffparameter und deren starken Streuungen verhindern eine ausreichend genaue Problemlösung. Zum Beispiel, zeigen die in der Fachliteratur veröffentlichen Werte für die Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl einen großen Streubereich. Eine theoretische Durchdringung der Transportvorgänge die auf stationäre Bedingungen führt nur zu punktuell theoretischen Ergebnissen. Ist jedoch praxisfremd und für die praktische Verwertung wenig sinnvoll. In der Praxis beeinflussen gleich- oder gegenläufig gerichtete Temperaturunterschiede die Feuchtetranspostvorgänge, dabei bleiben die Stoffparameter gleich. In der Praxis ändern sich aber die Stoffeigenschaften und die gegenseitige Beeinflussung durch äußere und innere Faktoren. Die Beurteilung des gekoppelten Energie- und Stofftransportes in den porösen Baustoffen ist äußerst kompliziert, da es in der Praxis keine statischen Zustände gibt.
Kann bei einem festen oder flüssigen Stoff die Temperatur als Messgröße herangezogen werden, so dies bei Gasgemischen (Luft) nicht der Fall. Bei gleicher Temperatur aber unterschiedlichem Feuchtigkeitsgehalt hat die Luft eine andere Enthalpie. Die Angleichung des Energieniveaus zweier oder mehrerer Systeme wird von deren Größe bestimmt und nicht von der Größe der Temperatur des gasförmigen Systems. Hinzu kommt der Strahlungseinfluss. Die in einem Körper absorbierte Strahlung wird in einer sehr dünnen Randschicht in innere Energie zurück verwandelt. Wie es sich hinter dieser Randschicht der Verlauf der Isotherme aussieht, kann nicht beantwortet werden. Weiterhin müssen aber die einwirkenden Schwingungsenergien auf die Konstruktionen beachtet werden, deren Existenz und deren Einflussnahme bisher nicht eingeschätzt wurde.
Daher lässt sich eine Beschreibung der instationären Vorgänge in einer porösen Konstruktion aus der Sicht des gegenwärtigen Erkenntnisstandes nicht zweifelsfrei ableiten.
Bei dem gegenwärtigen Dämmwahn kommt es in vielen Fällen zur Durchfeuchtung der Wandkonstruktion, da diese Feuchtetransporte falsch eingeschätzt (berechnet) werden. Ein Beispiel von Konrad Fischer in der Tageszeitung "Klimahäuser machen krank" (www.tageszeitung.it/2013/04/08/klimahauser-machen-krank/). In dem nachfolgenden Artikel erläutert Paul Posser die 25 Anforderungen einer Aussenwand
Es lassen sich ökonomisch vertretbar, also in wenigen Jahren, etwa 30% Energie einsparen. Am wirkungsvollsten sind die Dämmmaßnahmen zum Dach und zum Boden bzw. Keller, wie sie als Maßnahme beim Tool für die U-Wertberechnung bereits vorgeschlagen wird.
Zum Video Zwischensparrendämmung.
Die überwiegende Mehrheit der Häuser in den Dörfer in Transkarpatien sind zum Dachboden nicht gedämmt. Die Zimmerdecke besteht aus dem Deckenputz und der Sparschalung. Die Dämmung wird von den Bewohnern wegen der Mäuse abgelehnt, welche sich dort einnisten. Die Befüllung der Balkenfelder mit Blähton scheint eine geeignete Möglichkeit zu sein. Eine preiswerte Möglichkeit, welche dort angewendet wird, sind Sägespäne, welche mit Gips gebunden werden. Hierbei ist eine gute Lüftung und schnelle Trocknung der Dämmung zwischen den Balkenfeldern erforderlich. Werden nach einem Leitungswasserschaden die Balkenfelder mit der Schlackefüllung der Holzbalkendecken nicht ausreichend schnell getrocknet, so entsteht ein Befall durch Holz zerstörende Pilze.
Siehe auch "Wird die Energieeinspar-Verordnung 2000 ein Gesundheitsrisiko?"
Es ist in der Industrie üblich, dass wissenschaftliche Studien meist von Unternehmen selbst in Auftrag gegeben, die Daten von ihnen selbst ausgewertet und die Ergebnisse nur mit ihrer Erlaubnis publiziert werden. Sie beteiligen sich an der Finanzierung wissenschaftlicher Tagungen und beauftragen namhafte Forscher auf kongressbegleitenden Symposien über die neuesten Ergebnisse zu referieren. Weshalb soll es im Bauwesen, vor allem im Bereich des Wärmeschutzes, anders sein?
Wärmebrücke bei Wärmeisolierung Wärmebrücken sind Bauteilflächen, wo eine niedrige Oberflächentemperatur vorliegt. Die nebenliegenden Bauteile haben eine höhere Oberflächentemperatur. Die Folgen sind eine höhere Feuchtigkeit an diesen Bauteilen, die zur Schimmelpilzbildung und zur Zerstörung der Materialien führen. Besonders die Fensteranschlüsse sind durch Tauwasserbildung gefährdet. Zusammenfassung der Beiträge zu Wärmebrücken. Zur Bewertung sind die chemischen und physikalische Eigenschaften von Baustoffen wichtig.
Dachausbau - Problembereiche Wärmebrücken und Fugen bei mangelhafter Wärmedämmung. Gerade beim Selbstausbau werden hier wesentliche Details bei der Ausführung übersehen. Fehler sind dann Ausgangspunkt für gravierende Bauschäden, wie den Echten Hausschwamm (Serpula lacrimans).
Sanierung, Wärmeisolierung und Wärmebrücken, 1994 (19 KB)
Oft wird die Frage gestellt, zuerst die Heizung umstellen oder das thermische Verhalten der Immobilie verbessern. Neben der Wärmeisolierung spielen auch noch andere Faktoren eine Rolle. Das Gebäude soll vor allem im Winter möglichst viel durch die Sonne beschienen werden und sich nach Süden öffnen ..., an einem Beispielobjekt erfolgte keine Energieeinsparung nach dem Anbringen eines Wärmeverbundsystems, ...
Schimmelpilz durch Wärmebrücken - allgemeine Darstellung und Aufzeigen konstruktiver Mängel beim Dachgeschossausbau, 1994 . Der Energiekreislauf in einer Immobilie wird von vielen Faktoren bestimmt, nur ein Teil dieser Zusammenhänge ist bekannt. Zurzeit orientiert man sich hauptsächlich nur auf den U-Wert.
Die gesetzlich verordnete Wertminderung der Immobilie durch den Energiepass und der theoretische U-Wert an einer Fassade eines Gründezeithauses.
Dämmen wir die Häuser oder die Isolierung? 2001. Eine einseitige Orientierung allein auf die Isolierung verursacht in unseren Breiten unbehagliche Wohnbedingungen. Die Klimakatastrophe (siehe hier die Beiträge Klimazonen und Kohlendioxid) wird als Argument für das gute Geschäft mit dem Dämmmaterial genutzt. Bei thermisch ungünstigen Häusern ist eine Wärmedämmung schon sinnvoll. Im Beitrag Bewertung des Verbrauchs der Wärme bei einem Mehrfamilienhaus 1958 (Blockbauweise) erfolgt eine Einschätzung.
Statistische Bewertung der nachträglichen Wärmedämmung. Wir würden uns sehr freuen, wenn Sie sich an dieser statistischen Erhebung (selbstverständlich anonym) zum Energieverbrauch der Gebäude beteiligen. Ein paar Kreuze und fertig.
Eine Innenisolierung, zum Beispiel beim Dachgeschoss kann durch Wärmebrücken und Fugen zu einem Bauschaden führen. Eine ordnungsgemäße Ausführung ist erforderlich. (Bilder zu Ausführungsfehler und zu Bauschaden.)
Wärmebrückenbildung bei innen liegender Wärmeisolierung und beim Dachgeschossausbau, 1995 (55 KB).
Bei Dachgeschossausbauten kommt es auf eine Windsperre (Dampfbremse) an, die luftundurchlässig ausgebildet werden muss, sonst kommt es zur Durchfeuchtung der Dämmung. Die Folgen sind erhöhte Heizaufwendungen und eventuell auch Feuchtigkeitsschäden in der Konstruktion.
Beiträge von anderen Autoren:
Die 8 energierelevanten Faktoren der Außenwand (Paul Bossert)
Wird die Energieeinsparverordnung 2000 ein Gesundheitsrisiko? (Paul Bossert)
Der Bundesdeutsche Sanierungsschwindel Kritik zum CO2-Gebäudesanierungsprogramms... (Paul Bossert)
Isolitis, ein gesamtwirtschaftlicher Flop? (Paul Bossert)
Fehler und Irrtümer, Täuschungen und Verschleierungen (Claus Meier)
Zur Physik und Mathematik globaler Klimamodelle (Gerhard Gerlich)
Die physikalischen Grundlagen des Treibhauseffektes und fiktiver Treibhauseffekte (Gerhard Gerlich)
Thesen zur Energiepolitik (Axel E, Fischer)
Ist die Erwärmung der Erde hausgemacht? (Paul Bossert)
Zur Hochwasserkatastrophe im Juli 1954
Aber auch sehr zu empfehlen ist "Klimawandel kontrovers diskutiert" zum Aufsatz "Klimawandel - Tatsache oder Fiktion" (ew 1-2/2005, Seite 26 f)
Die gesellschaftlich relevanten Wissenschaften - Vorwort zu Wolfgang Thünes Buch 'Freispruch' (Gerhard Gerlich)
Protestbrief zum Energiepass oder Antrag zur Ausnahme/Befreiung von der EnEV, von Konrad Fischer.
Feuchtigkeit im Mauerwerk Bei Altbauten ist die Sanierung von feuchten Wänden ein Problem, da die hygroskopische Eigenschaft der Salze unterschätzt wird. Hier werden die Mauersalze, ihre Sanierung und die verschiedenen Verfahren zur Trockenlegung mit ihrer Funktionsweise und Preisgegenüberstellung ausführlich vorgestellt.
Richtig Lüften Zur Erhaltung der Gesundheit ist eine bestimmte Lüftungsrate erforderlich. Dies befindet sich im Widerspruch zur den verschärften Anforderungen der EnEV. Mit der richtigen Lüftung wird nicht nur die Luftfeuchtigkeit, sondern auch Schadstoffe und Radioaktivität ausgetauscht.
Die Luftfeuchtigkeit Wo kommt die Luftfeuchtigkeit in der Wohnung her, die oft eine Ursache für eine Schimmelpilzbildung ist. Bei gut gedämmten Immobilien ist bereits heute der Lüftungswärmeverlust größer als der Transmissionswärmeverlust.
Algenbewuchs auf der Fassade Bauphysikalische Ursachen und Zusammenhänge sowie Möglichkeiten, den Bewuchs zu reduzieren.
Luft-Dampf-Gemische Fragen und Antworten
© Altbausanierung | Baulexikon | Bauideen | Blog-Bauen | Sanierungskosten | Wohnen | Impressum | AGB/Datenschutzerklärung | 7/2018 
