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Das "ideale" Haus - Denkmodelle und (nicht ausschließlich) bauphysikalische Überlegungen
von Dipl.-Ing. Matthias G. Bumann,

06/2002

:: Das "ideale" Haus - Denkmodelle und (nicht ausschließlich) bauphysikalische Überlegungen
:: Das KoNe-Haus (Kachelofen-Niedrigenergie-Haus)

Eines möchte ich gleich vorweg nehmen: das ideale Haus gibt es nicht. Alles, aber auch alles hat eine Vielzahl von Eigenschaften, was sich in der Summe aller Vor- und Nachteile in einem Zustand ausdrückt, den man beurteilen kann. Wenn man Glück hat, nähert man sich dem Optimum.

Ideal ist, wenn alles meinen Vorstellungen entspricht. Jeder wird einsehen, dass es das nicht gibt. Optimal ist die Summe aller Vor- und Nachteile, gewichtet nach Prioritäten, die ich selbst setze. daher wird jeder ein anderes Optimum finden.

Um es für alle nachvollziehbar zu gestalten und auch um aufzuzeigen, dass eine komplexe Betrachtung auch bei "kleinen" und "einfachen" Einheiten wichtig ist, nehme ich als Beispiel ein Einfamilienhaus. Darunter kann sich jeder etwas vorstellen.

Das theoretische Rüstzeug haben Sie oder Sie lesen eben schnell mal nach,
in den beiden Beiträgen hier im Infobereich:

Ansonsten ist es auch hier wichtig, eine kleine Gliederung aufzustellen,
anhand derer man sich durch dieses komplexe Thema wagt.


Aspekte des Bauens und Wohnens

Wollen wir erst mal kurz zusammentragen, welche Aspekte es gibt oder anders ausgedrückt: wozu bauen wir und warum wohnen wir so, wie wir wohnen bzw. wohnen wollen?

  • existenzielle
  • soziale
  • ökonomische

1. Existenzielle Aspekte des Bauens und Wohnens

Die sind so alt wie die Menschheitsgeschichte. Die Vorfahren des Menschen lebten auf den Bäumen relativ sicher. Aber irgendwann erforschten sie neue Lebensräume, die ihnen unbekannt waren und die ihnen auch feindlich gegenüber standen. das Schutzbedürfnis war also rein existenzieller Art.

So wie sich Tiere in Höhlen verkriechen, Nester, Burgen, Höhlen, Gänge, Unterschlüpfe und Deckungen bauen, macht es auch der Mensch. Zunächst wurden natürliche Gegebenheiten genutzt, indem man auf Höhlen zurückgriff. Später war man kreativer und begann zu bauen: Hütten, Zelte, die ersten Häuser.

Nur weil wir in einem modernen und hochentwickelten (was ist hochentwickelt?) Zeitalter leben, hat sich an diesem Grundbedürfnis nichts geändert, dass einem das (eigene) Haus Schutz bieten soll. Manche Schnecken sind so pfiffig und schleppen ihres stets mit, um im Bedarfsfall geschützt zu sein.

Die Schutzziele betrachten wir unten in einem gesonderten Abschnitt.

2. Soziale Aspekte des Bauens und Wohnens

Die stehen schon etwas über den existenziellen. Wohnen muss also nicht nur ein Grundbedürfnis sein, wenn man bedenkt, dass die meisten wohnen, einige aber residieren. Betrachten wir dazu die Menschheitsgeschichte, stellen wir fest, dass dieses Prinzip seit Anbeginn wirkte.

Ganz am Anfang gab es die Schamanen (Medizinmänner, Zauberer ...). Die waren etwas gewitzter als ihre Mitbewohner und haben es ausgenutzt, dass man es mit etwas Hokuspokus vermeiden kann, arbeiten zu müssen. Also haben die davon gelebt, ihren Mitmenschen dummes Zeug zu erzählen. Die anderen waren die Stammesoberhäupter, die irgendwie zu Privilegien gekommen waren - auch die liessen andere für sich mit jagen und mit bauen.

Mit der Zeit entwickelten sich aus diesen urtümlichen Strukturen die weltliche und die kirchliche Herrschaft. Auch die haben davon gelebt, ihren Mitmenschen dummes Zeug zu erzählen. Inzwischen war man so weit, sich Paläste und Kirchen bauen zu lassen.

Inzwischen haben sich die verschiedenen Herrschaftsformen entwickelt, sie entstanden und sie gingen unter. Die Kirchen gibt es heute auch noch, entscheidend sind jedoch politische und wirtschaftliche Macht.

Und nach wie vor ist es so, dass welche davon leben, dass sie ihren Mitmenschen dummes Zeug erzählen. Gebaut werden heute: Bankhochhäuser, Konzernzentralen, Regierungs- und Parlamentsbauten als Millionenngräber, Paläste von Versicherungsgesellschaften, Stadtvillen für Bankenbosse, millionenschwere Müllverbrennungsanlagen usw. usf.

Mithin ist eine gewaltige Entwicklung zu verzeichnen - an den Grundprinzipien hat sich jedoch nichts geändert. Schönere Mietskasernen werden allerdings schon gebaut heutzutage.

Selbst von diesen schönen Mietskasernen haben viele die Nase voll und überhaupt von diesem ganzen urbanen Getümmel. Also sieht man zu, wie es diese Bestrebungen bereits im Mittelalter gab, auf "eigener Scholle" zu leben.

Man will sich damit etwas Gutes tun, ganz leugnen kann man aber die Absicht nicht, sich von der Masse abzuheben. Es spielen also auch Prestigegründe eine Rolle. Das beginnt mit der Wahl des Wohnortes und das setzt sich mit der Wahl des Hauses und der Oberflächen im Ausbau fort.

3. Ökonomische Aspekte des Bauens und Wohnens

Die einen bauen, weil Sie keinem Vermieter mehr Geld in den Rachen werfen wollen (dann schon lieber den Banken). Die anderen, weil sie erkannt haben, dass das Wohnen im Waldorf Astoria zwar eine feine Sache ist, aber auf Dauer doch zu teuer wird und deshalb nur einer kleineren Gruppe von Mitmenschen vorbehalten bleibt.

Andere wiederum stürzen sich in Immobilienabenteuer, "um steuern zu sparen". Manche brauchen halt ein paar Abschreibungsobjekte. Noch anderen ist der Zustand des Mietshauses Wurst - Hauptsache billig gemietet. Wobei es meist ökonomische Zwänge sind und seltener hehre Konsumverachtung.

Letztendlich geht es allen zuvor genannten darum, Geld zu sparen. Jedoch geschieht dies aus recht unterschiedlichen Situationen heraus und daher erfolgen die Versuche, dieses Ziel zu erreichen, mit recht unterschiedlichen Mitteln. Viele fühlen sich sogar aus finanziellen Gründen veranlasst, Betriebskosten einzusparen - bei einigen ist das Motiv ökologischer Natur.


My home is my castle - Schutzziele

Der Spruch ist im Neudeutschen recht geläufig, ich möchte ihn dennoch ins Englische übersetzen: mein Haus ist meine Festung. Der Begriff Festung assoziiert, dass sich jemand vor etwas schützen will. Also stellt sich die Frage, ob man sich im Zeitalter des Verbraucherschutzministeriums selbst schützen muss.

Betrachten wir daher mal, wovor uns das Haus an sich schützen soll. Auch hierbei ist festzustellen: je simpler die Fragestellung, desto schwerer fällt einem manchmal die Antwort.

  • Feuer - siehe die Feuersbrunsten im Mittelalter, die ganze Städte dahingerafft haben
  • Wasser - wir wollen zwar Wasser aus der Wand, aber nur an gewünschten Stellen
  • Wind - frische Luft ist zwar auch wichtig, dosiert soll sie aber sein
  • Lärm - von aussen unerwünscht, von innen hilft man mittels Stereoanlage nach
  • Elektrosmog - lieber stellen wir uns die Bude voller Geräte mit Unmengen von Kabeln
  • Kälte - gefroren hat noch niemand gern und nur ein Fell ist nicht mehr zeitgemäss
  • Hitze - klar, dass das mehr für den Sommer zutrifft, Barackenklima unerwünscht
  • Mitmenschen - denn man will ja auch mal seine Ruhe haben
  • Getier - von der Mücke bis zum Elefanten, wobei Mücken häufiger vorkommen
  • Pflanzen - was uns am Urwald gefallen mag, ist im urbanen Bereich unerwünscht
  • herabfallende Gegenstände - ja, auch dafür ist ein Dach gut
  • Sonnenstrahlung - denn allzu viel ist ungesund, die Haut versauen wir uns im Sonnenstudio
  • Kosten - wohnen kostet nun mal, wenig sollte es nach Möglichkeit schon sein
  • Stress - denn man benötigt auch als modernes urbanes Individuum sein Refugium

Im folgenden soll betrachtet werden, wie man diese Schutzziele erreicht und ob man die meisten überhaupt erreichen kann bzw. ob sich auch welche gegenseitig behindern und/oder aufheben.

Dabei werden wir feststellen, dass Geometrien, Bauweisen und Baumaterialien für die verschiedenen Schutzziele mehr oder weniger geeignet sind.



Der ideale Grundriss

sieht so aus, dass er haargenau den Wünschen und Vorstellungen derer entspricht, die in dem Gebäude mit ebendiesem Grundriss wohnen, entspricht. Mit anderen Worten: diesen Grundriss gibt es nicht.

Bereits ab 2 Personen schindet die Wahscheinlichkeit, dass die Vorstellungen völlig überein stimmen. Bei einer Familie ist der Faktor, nach dem sich die Vorstellungen trennen, grösser und er nimmt zu mit jeder Person.

Dazu kommt, dass sich selbst die eigenen Vorstellungen mit dem Alter bzw. auch bei finanziellen Veränderungen (sowohl nach oben als auch nach unten) verändern.

Mit anderen Worten: man kann lediglich den Versuch unternehmen, sich dem optimalem Grundriss zu nähern.


Die ideale Gebäudeform

hängt natürlich unmittelbar mit dem Grundriss zusammen. Bei Überlegungen zum Grundriss kommt man schnell zur Erkenntnis, dass man dabei bereits dreidimensional denken muss. Und in diesem Zusammenhang muss man beachten, dass z.B.

  • im Grundriss gezeichnete Fenster in der Fassadenansicht auch irgendwie harmonieren sollten; auch ein Haus sollte ein Gesicht haben
  • es gerade bei den Sanitäranlagen nicht egal ist, wie man Bäder und Toiletten verteilt (spätestens wenn der Sanitärstrang mitten durchs Wohnzimmer verläuft, merkt man, dass etwas nicht in Ordnung ist)
  • eine Treppe nur einen Sinn hat, wenn man auf der gesamten Länge die Mindestkopffreiheit von 2,0 m hat

Stark gegliederte Gebäude wirken vielleicht schicker oder imposanter, jedoch wirken sie sich energetisch und finanziell nachteiliger aus als kompakte Gebäude. Bevor wir uns mit dem kuriosen Begriff des "idealen Energiesparhauses" befassen, wollen wir uns einige Relationen verdeutlichen.

Für die Betrachtung halte ich mich an halbwegs sinnvolle Werte, die auch nutzbare Raumhöhen ergeben usw. Gerechnet wird mit Bruttowerten. Für die Wohnfläche (ein Nettowert) ziehe ich 15% ab und zur Berechnung der Raumhöhe (ein Nettowert) rechne ich je Decke 0,30 m.

Dass einige Beispiele in der Praxis nicht anzutreffen sind, hat gewiss seine Gründe. Ich selbst kenne auch kein Kugelhaus. Jedoch sollen die

Zahlenverhältnisse

dazu dienen, dass man sich Vorstellungen zu Grundriss- und Formrelationen machen kann.

Form Breite Tiefe Höhe Grund-
fläche
Raum-
inhalt
(brutto)
Mantel-
ober-
fläche
A/V-Ver-
hältnis
Etagen Raum-
höhe
(netto)
Wohn-
fläche
(netto)
Raumluft-
volumen
(netto)
  b [ m ] t [ m ] h [ m ] FG [ qm ] V [ cbm ] A [ qm ] A/V [ m-1 ] [ - ] RH [ m ] Wfl [ qm ] VR [ cbm ]
Würfel 9,0 9,0 _9,0 _81,00 729,00 486,00 0,667 3 2,60 ~ 205 ~ 530
Quader 9,0 9,0 _6,0 _81,00 486,00 378,00 0,778 2 2,55 ~ 140 ~ 350
Scheibe 9,0 9,0 _3,0 _81,00 243,00 270,00 1,111 1 2,40 ~ _70 ~ 165
Quader 6,0 6,0 _9,0 _36,00 324,00 288,00 0,888 3 2,60 ~ _90 ~ 240
Turm 6,0 6,0 12,0 _36,00 432,00 360,00 0,833 4 2,625 ~ 120 ~ 320
Kugel r = 6,0 d = 12,0 113,04 904,32 452,16 0,500 4 2,625 ~ 245 ~ 700
Kugel r = 4,5 d = _9,0 _63,58 381,51 254,34 0,667 3 2,60 ~ 150 ~ 265
II + D 8,0 9,0 8,0 _72,0 504,00 373,00 0,740 2 2,55 ~ 120 ~ 330
I + D (1,5) 8,0 9,0 6,0 _72,0 360,00 305,00 0,847 1,5 2,70 ~ 105 ~ 285


Das ideale Energiesparhaus

hat eine Form und einen Grundriss. Aus der Erfahrung von oben heraus können wir schon mal zu Beginn klarstellen, dass es deshalb a priori nicht ideal sein kann. Überlegungen zur Optimierung sollen Gegenstand der weiteren Betrachtung sein.

Dazu müssen wir uns leider der Mühe unterziehen, alle Schutzfunktionen bzw -ziele des Hauses in die Betrachtung einzubeziehen. Weiterhin werden wir versuchen, so gut wie alle Eigenschaften eines Bauteils zu betrachten und abzuwägen.

Doch zuvor noch eine simple Frage: wozu wollen wir Energie einsparen?
Lassen Sie mich einige Antworten nennen:

Energiesparen reduziert den CO2-Ausstoss.
Energiesparen rettet die Welt und nachfolgende Genrationen.
Energiesparen ist gut fürs Klima.
Energiesparen ist ökologisch.
Energiesparen schafft Arbeitsplätze.
Energiesparen ist gut für die dt. Wirtschaft.
Energiesparen ist vorbildlich.
Energiesparen ist political correct.
Energiesparen ist vorbildlich.
Energiesparen ist ehrsam.
Energiesparen ist trendy.
Energiesparen ist schick.
Energiesparen spart Geld.

So, nun suchen Sie sich "Ihre" Antwort aus und denken Sie sich Ihren Teil. Das schnöde, anmaszende, eigennützige, profane und geizige Ziel, Geld einzusparen, habe ich ganz bewusst ans Ende gesetzt - denn den wenigsten geht es doch ums Geld. Seien wir mal ehrlich, im Grunde sind wir doch alle Gutmenschen, die "das Klima" retten wollen, nicht wahr?

Doch nun zur etwas komplizierteren Frage: wie wollen wir Energie sparen?

Kompliziert ist die Frage, weil sie eigentlich furchtbar komplex ist, wenn man nicht alles auf den U-Wert reduzieren will. Die Frage nach dem "Wie?" sollten wir daher um weitere Fragen ergänzen:
Wann sparen wir Energie? & Wo sparen wir Energie?


Wo
sparen wir Energie?

Ich will nicht auf dem Energieerhaltungssatz herumreiten, weil das schon keiner mehr hören kann: Energie geht nicht verloren, entsteht nicht aus dem Nichts und sie kann nur umgewandelt werden. Das bedeutet z.B. dass Sie sich nicht aufregen müssen, wenn die Heizung volle Pulle läuft und die Kinder lassen Tür und Fenster offen stehen: es geht ja nichts verloren.

Es ist wieder der pure Geiz, dass man solche Erscheinungen als Energieverlust oder Energieverschwendung betrachtet. Im Ernst bedeutet das aber auch z.B. dass es für ein Heizungsrohr bedeutungslos ist, ob es 1, 5 oder 10 m lang ist: es heizt genauso wie der Heizkörper und entweder funktioniert der Thermostat oder nicht. Und wenn er herunterregelt, wird das Rohr nach einiger Zeit genauso kalt wie der Heizkörper.

Aber letztendlich müssen wir den Wärmestrom an den Grenzflächen betrachten, also dort wo er dann endgültig "verschwindet". Ab der Aussenwand z.B. nützt uns der Wärmestrom nach aussen tatsächlich nichts mehr. Dasselbe gilt für die Sohle, die Kellerwände, die Fenster, das Dach.

Die gesamte Gebäudehülle gibt Energie nach aussen ab, je nach Grösse und Zustand der Bauteilfläche unterschiedlich. Im Sommer ist es genau umgedreht, es wird Energie über die Hüllflächen aufgenommen.

Wenn man die mehr oder weniger sinnvollen Zahlenbeispiele oben ansieht, stellt man fest, dass die Kugel das bessere A/V-Verhältnis hat. Sie stellt somit den kompakteren Baukörper dar. Sollten wir also nur noch Kugelhäuser bauen, um Energie zu sparen?

Technologisch dürfte das kein Problem sein, wenn man vom Kostenfaktor absieht. Ob man sich mit der Zeit an die geneigten Aussenwände und das ulkige Verhältnis von grundetem Fussboden (im UG, wie soll das gehen?) zu horizontaler Decke gewöhnt, mag dahingestellt bleiben.

Es wird wohl nicht der Hang zum Kubismus sein, der uns vornehmlich in der Form I+D oder 2+D (1- oder 2-Geschosser und Dachgeschoss, z.T. als 1,5-Geschosser). Leztendlich ist festzustellen, dass sich hier weitaus günstigere Grundrisslösungen finden lassen als beim Kugelhaus.


Wann
sparen wir Energie?

Lassen Sie uns für diese Betrachtung das Jahr einteilen: in die Heizperiode und die heizfreie Zeit. Je nach Jahreswitterung und lokaler Besonderheit gibt es da Abweichungen, aber i.d.R. kann man davon ausgehen, dass man von von Mitte Mai bis Mitte Oktober nicht heizt.

Demzufolge dauert von Mitte Oktober bis Mitte Mai die Heizperiode. Da wir in Deutschland nahezu alles gesetzlich geregelt haben (bis neue "Gesetzeslücken" neuen "Handlungsbedarf" auslösen), können Sie sich im Infobereich auch zum Thema Heizperiode informieren:

Der Vermieter ist grundsätzlich nicht verpflichtet, das ganze Jahr zu heizen. In den meisten Mietverträgen ist aus diesem Grund eine sog. Heizperiode vereinbart. Ist dies der Fall, muss der Vermieter in der bezeichneten Zeit auf jeden Fall heizen. Üblich für solche Vereinbarungen ist der Zeitraum vom 1. Oktober bis 30. April ...

Einen guten Tipp für Ökofetischisten: Sie sparen Unmengen an Energie, wenn Sie viel in Urlaub fahren, weil Sie dann nicht zu Hause sind und daher dort nichts verbrauchen. Toll, nicht wahr? Die Liter Kerosin, die wegen Ihnen verbrannt werden, dürfen wir natürlich nicht mit zählen, auch nicht die Energie für Trinkwasser- bereitung und Klimaanlage. Andere Länder, andere Energie.


Wie
sparen wir Energie?

Zum Einstieg eine weitere Frage: sparen wir Energie, indem wir Energie verbraten, um Dinge herzustellen, die Energie sparen? Und: sparen wir soviel Energie, dass wir am Ende gar kein Geld mehr sparen?

Z.B. spart man Energie, indem man nur noch selten lüftet. Zugegeben, das hat gewisse Nachteile, aber bedenken Sie doch nur, welch gigantische Einsparungen hinsichtlich der Lüftungswäreverluste zu erzielen sind.

Eins gilt es dabei zu bedenken: wenig lüften bedeutet Zunahme der Luftfeuchte, zunehmende Luftfeuchte bedeutet mehr Heizenergieverbrauch, weil feuchte Luft schwerer aufzuheizen geht als trockene.

Z.B. spart man Energie, indem man nur noch selten badet oder duscht. Auch das mag gewisse Nachteile mit sich bringen, aber zweifelsohne spart man. Denn die Erwärmung von Trinkwasser von 10-12 °C auf 36-45°C verschlingt kostbare Energie!

Z.B. spart man Energie, indem man die Heizung etwas runter dreht. Der Nachteil: es wird kälter. Der Vorteil: das härtet ab. Wir sind ohnehin alle zu sehr verweichlicht. Na ja, zumindest kann man ja nachtsüber die Heizung auslassen, weil es dann keiner warm braucht.

Das nennt man Nachtabsenkung. Früh geht die Heizung wieder an und wir haben es schön warm - und jede Menge Heizenergie wurde eingespart. Denkste, sagt der Querdenker, und verweist auf den Energie- erhaltungssatz. Das bedeutet, dass das Energieniveau sinkt, wenn ich die Zufuhr unterbinde. Das bedeutet weiterhin, dass ich mehr Energie zuführen muss, um nach dem Absinken des Energieniveaus das alte wieder zu erreichen.

Diese Aufzählung von Beispielen oben lässt sich ohne weiteres fortführen, gern nehme ich Vorschläge auf. Jedoch sollten wir uns am Ende fragen: wozu sparen wir eigentlich wie wild? Weil wir es von uns aus wollen oder weil man es uns souffliert / eintrichtert / vorkaut / einbläut oder weil wir dazu gezwungen werden?

Vielleicht ist ja der Mensch von Natur aus geizig? Wenn dem so ist, muss man ihn dann zum Sparen zwingen? Und ausserdem, wer sagt denn nun eigentlich, was sinnvoll ist? Nehmen wir uns ein paar Beispiele ran.

In den neuen Budnesländern wurde der Steuerzahler geschröpft, indem den Kommunen sinnlos überteuerte Kläranlagen aufgeschwatzt wurden. Zahlreiche Gemeinden sind daher bis zum St.-Nimmerleins-Tag verschuldet. Die Wassergebühren sind beständiger gestiegen als z.B. das Bruttoinlandsprodukt. Also haben die Bürger gespart wie verrückt. das ergebnis: die Kläranlagen haben nicht mehr funktioniert, weil zu wenig wasser eingeleitet wurde. Also wurde gutes, klares Trinkwasser hinterhergeschüttet. Wer zahlt die Zeche? Klar, der Bürger, indem die Gebühren noch weiter angehoben wurden.

Beispiel Mülltrennung. Nehmen Sie einen Teebeutel zur korrekten Trennung: den Tee in den Biomüll (Achtung! Gasmaske und Schutzanzug nicht vergessen), das Papier ins Altpapier, die Metallöse zum Kunststoff/Metall-Container und den Faden - zumindest vorerst noch - in den Restmüll. Nichts gegen das Trennen, aber wenn hinterher das mühsam getrennte Zeug der "thermischen Verwertung" zugeführt wird - kann man dann nicht gleich den gesamten Müllbeutel in den Ofen jagen?



Wenn schon nicht ideal - dann wenigstens optimal
Eine Betrachtung zu den Bauwerksteilen

Aus den vorangegangenen Überlegungen geht hervor, dass es unmöglich sein dürfte, den idealen Zustand zu erreichen. "Allen Leuten recht getan, ist eine Kunst, die niemad kann." sagt das Sprichwort. Aber so geht es auch dem Haus: es kann nicht alle Bedürfnisse seiner Bewohner gleichermassen befriedigen und selbst dem Einzelnen kann es nicht in jeder Hinsicht gerecht werden.

Man kann auch ein Haus nur optimal gestalten. Was ist das Optimum? Zeichnen Sie sich ein Diagramm mit zwei geneigten Geraden, die eine ansteigend, die andere fallend. Dort, wo sich beide kreuzen, befindet sich das Optimum. Das ist sozusagen das Gleichgewicht aller Vor- und Nachteile.

Zeichnen Sie sich noch eine Gerade dazu oder eine Kurve oder gleich mehrere - die Sache wird komplizierter. Jetzt scheint es mehrere Optima zu geben. Das verleitet auch viele, im Sprachgebrauch das Wort "optimaler" zu verwenden, das es eigentlich genauso wenig gibt wie "maximaler" oder "minimaler".

Aber welches Optimum ist denn nun "am optimalsten"? Das müssen Sie selbst entscheiden, wenn es um Ihr Haus geht. Sie bestimmen die Randbedingungen: finanzieller Rahmen, Nutzungsdauer, Belegungsdichte und -dauer, Prestigedenken usw. usf.

Leider sieht die Realität heutzutage oft scheinbar so aus: es gibt eine einzige Randbedingung, billig muss es sein. Diesen Fall möchte ich für die Betrachtungen hier ausklammern, weil man sonst an dieser Stelle aufhören müsste.


Die Aussenwand

hat 3 grundlegende Eigenschaften, welche wiederum - besonders in ihrer Kombination - weitere Eigenschften charakterisieren.

  • Materialien
  • Abmessungen
  • Oberflächen

Betrachten wir diese 3 grundlegenden Eigenschaften im Einzelnen:

1.) Materialien

Je nachdem, aus wievielen Materialien die Aussenwand besteht, sprechen wir von mehr oder weniger homogenen bzw. Schichten-Konstruktionen. Ausserdem dient die Materialwahl der Zuordnung in zwei recht unterschiedliche

Bauweisen:

  • Massivbau und
  • Leichtbau.

Materialeigenschaften sind:

  • Wärmedämmfähigkeit bzw. -leitfähigkeit
  • Wärmespeicherfähigkeit
  • Wärmeeindringfähigkeit
  • Rohdichte
  • Sorptionsvermögen
  • Kapillarverhalten
  • Festigkeitswerte
  • Absorptionsvermögen

2.) Abmessungen

Eigenschaften, die sich mithilfe der Abmessungen ergeben, sind

  • Dicke = eindimensional = Transportweg
  • Flächen = zweidimensional
  • Volumen = dreidimensional
  • Gewicht

3.) Oberflächen

Oberflächeneigenschaften sind:

  • Struktur (Rauhigkeit)
  • Festigkeit (z.B. Abrieb), Härte
  • Farbe
  • Aufnahmefähigkeit und Abgabefähigkeit
    • Wasser (in flüssiger Form)
    • Wärme (Strahlung, Konvektion, Wärmeübergang)
    • Gase, insbesondere
      • Luft und
      • Wasserdampf

Vielleicht war ich etwas oberflächlich und ich habe eine oder gar mehrere Eigenschaften vergessen aufzulisten. Auf jeden Fall kann man bei etwas tiefergehender Betrachtung feststellen, dass es stets mehrere Eigenschaften sind, die ein Bauteil charakterisieren.

Das ist mit ein Grund, warum ich den U-Wert-Fetischisten rate, eine etwas komplexere Betrachtung anzustellen. Getreu dem Motto: die Formel mag ja stimmen, aber wenn der Ansatz falsch ist, nützt die beste Rechenakrobatik nichts. Es sei denn, man geht nach dem Motto: sage mir das gewünschte Ergebnis und ich erstelle dir den Rechenweg dazu.

...

...

Wenn man die Aussenwand betrachtet, dann von innen und von aussen. Somit kommt man auch zur Fassade. Das ist nach meinem Verständnis die Aussenhaut der Aussenwand, weswegen ich immer wieder über den Begriff Aussenfassade staune. Wie jeder weiss, enthält die Fassade Öffnungen für

Fenster und Türen

die wir hier als integrierten Bestandteil der Aussenwand in die Betrachtung einbeziehen. Um Doppelungen zu vermeiden, möchte ich auf den Fachartikel zum Fenster verweisen, der sich a.a.O. mit der Historie und mit der Entwicklung der Eigenschaften von Fenstern befasst:

Das Fenster - vom Licht- und Luftdurchlass zum hermetischen Hightech-Element oder: Unsinnigkeiten in der technischen Entwicklung.

Überhaupt sei hier auf die Fenster-Seite im Infobereich von DIMaGB.de verwiesen, weil da jede Menge an Grundlagenwissen aufgeführt ist. Lassen Sie sich nicht von tollen U-Werten und rekordverdächtiger Luftdichtheit blenden, damit schafft man kein gesundes Raumklima.

Fenster sind als wichtiger Bestandteil der Fassade die Visitenkarte Ihres Hauses. Deshalb kommen zu den rein funktionalen Aspekten (Licht und Luft) auch ästhetische Belange. Dazu gehören Anordnung, Verteilung, Proportionen, Profilwahl und Teilung.


Praxisbeispiele


Noch kein Praxisbeispiel, aber praxistauglich und
als Entwicklungsprojekt für 2003 vorgesehen,
ist das Ko-Ne-Haus © DIMaGB.

Klicken Sie hier für mehr Informationen.
  • Zielgruppe: die Bevölkerung an sich
  • eine umwelt- und geldbeutelfreundliche Heizung
  • mit höchstem Behaglichkeitsstandard
  • Einsatz von einheimischen Naturressourcen
  • unabhängig von Öl und Gas
  • Kachelofen-Niedrigenergie-Haus
  • Einsatz von Pellets oder Hackschnitzeln
  • Anlage läuft sauber und automatisch
  • die CO2-Emission läuft als Nullsumme
  • keine Rohre und Heizkörper
  • Strahlungswärme statt Konvektionsheizung
  • Gebäudegeometrie und Grundrisslösung passen sich dem an
  • Aufgrund der Strahlungswärme stellt sich die Behaglichkeit eher ein
  • man kommt im Gegensatz zur Konvektionsheizung mit ca. 4°C weniger aus
  • Aussenwände massiv und homogen
  • keine Sorptions-, Diffusions- und Tauwasserprobleme
  • Holzfenster ohne hermetisierende Gummilippendichtungen
  • als Porenbeton-, Ziegel- oder Holzhaus ausführbar

    »»» Zur Beschreibung

Dieses Haus mit Wänden aus Stroh kann man sich in Dänemark ansehen, und zwar in der Nähe von Hurup auf Jütland. Das ist im Folkecenter: www.folkecenter.dk.

Die Wände sind aus Stroh, daher sind es natürlich nicht- tragende Aussenwände. Die Lastabtragung übernehmen die Stützen, die rundum angeordnet sind. Die Wände sind nur noch raumbildend.

Neben dem Eingang liegen noch Strohballen herum. Die Strohwände sind mir Lehm verschmiert.

Einen Nachteil hat die Sache: man war hinsichtlich Bauwerksabdichtung nicht ganz so sorgfältig. Es gibt aufsteigende Feuchte und daher meffelt die ganze Bude. Übrigens werden in DK selten Häuser mit Dachziegeln eingedeckt, warum, konnte mir keiner nachvollziehbar erklären.


Theoriebeispiele

1. Bauen mit / nach / für die Natur
(Beispiele)

gefunden beim Institut für Wirtschaftsökologie (IWOE)

Campingbaum 1
Campingbaum 2
Campingbaum 3
Zelthaus
Bienenwabenhaus
Schneckenhaus
Spiralnebel-Apartmenthaus
Nurdach-Inselhaus
Kugelhaus 1
Kugelhaus 2
Kugel-Steckhaus-Siedlung
Steinbruch-Siedlung
Null-m²-Grundfläche-Haus 1
Null-m²-Grundfläche-Haus 2
Null-m²-Grundfläche-Haus 3
Multi-Media-Brücke
Multi-Media-Säule 1
Multi-Media-Säule 2
Multi-Media-Säule 3
Kommunikations-Etagenwohnung


Solares Bauen
Eigene Ansichten dazu, erläutert an einem Beispiel-Entwurf

von Dipl.-Ing. Matthias G. Bumann

Solares Bauen bedeutet m.E. nicht: solarthermische oder Photovoltaik-Anlagen. Die sind für ein EFH unwirtschaftlich. Solares Bauen bedeutet m.E.: lass die Sonne rein bzw. fang die Sonne ein. Dabei geht es nicht nur um die nach Süden ausgerichteten Fensterflächen, sondern es sind die solaren Gewinne über die Fassade einzubeziehen. Diese Ansichten sollen an einem Entwurfs-Beispiel erläutert werden.

Mit Anklicken verdoppeln Sie die Bildgrösse (Ansicht in neuem Fenster).

Perspektivansicht Süd
  Perspektivansicht Süd

Ansicht Nord
Ansicht Nord

Grundriss OG
Grundriss OG 

Ansicht Ost
  Ansicht Ost
Aufsicht

Ansicht West
Ansicht West 

Grundriss KG
  Grundriss KG

Ansicht Süd
Ansicht Süd

Grundriss EG
Grundriss EG 


Die Konstruktionsprinzipien:

Ost- und Westseite ganz ohne Fenster.
Nordseite mit min. Fensterbestückung.
Die Südseite ist die Fensterseite.
Anteil der Fassadenfläche Richtung Süden ist maximiert.
Jeder Raum mit Fenster, natürliche Lüftung möglich.
Luftwechsel über DIN-gerechte Fugenanteile der Holzfenster.
Im EG Verbindung Innenraum-Umwelt mittels Schiebeelementen.

Schwerbauweise mit monolithischen speichernden Aussenwänden.
Nur mineralische Baustoffe für Wände, Putze und Farben.
Hervorrragende bauphysikalische Eigenschaften hinsichtlich:

  • Brandschutz
  • Schallschutz
  • Wärmeschutz

Keine Tauwasser- und Sorptionsprobleme.
Stahlbetondecke auch über dem OG - guter sommerlicher Wärmeschutz.
Massive Innenwände: zusätzliche Speichermasse und guter Schallschutz.
Kompakte und kostengünstige Bauweise,
trotzdem grosszügiges Platzangebot (hier: ca. 150 m² nur EG+OG).
Geringster Sondermüll-Anteil bei langfristig-perspektivischem Recycling.

Verschattung

Sommerlicher Wärmeschutz bedeutet Vermeidung von Kühllasten.
Laubbäume vor dem Haus (Südseite) schirmen im Sommer die Einstrahlung ab,
lassen aber im Winter solare Erträge zu, weil dann das Laub weg ist.
Im Sommer steht die Sonne hoch, da nützen Dachüberstand (Schattenwurf) und
Betondecke über dem OG (TAV und Phasenverschiebung) mehr als Verschattungs- und Kühlanlagen.

Heizung

Vorteilhaft: Heizen mit Strahlungswärme statt mit Konvektionsheizkörpern.
Im Grundrisskonzept Trennung von Warm- (Wohnen) und Kalt-Bereichen (Schlafen).
Wohnzimmer optional mit Kamin ergänzbar (8 kW = > 1/3 Heizbedarf).

Dämmung

  • Ein WDVS mag zwar rechnerisch enorme Energieeinsparungen herbeiführen, jedoch beschert es bauphysikalische Probleme. Tauwasser kann nicht diffundieren wie Wasserdampf, es verbleibt am Entstehungsort, weil es nicht kapillar abtransportiert wird. Insofern nützt ein diffusionsoffenes System nur hinsichtlich Wasserdampf. Die "Dämmwirkung" feucht gewordener Dämmstoffe ist eine Katastrophe. Sorptionsprobleme lassen sich nicht wegrechnen.
  • Über Ökobilanzen braucht man sich gar nicht erst Gedanken machen, weil Sondermüll nicht "ökologisch" sein kann. Das Recycling von WDVS dürfte in etwa so unproblematisch sein, wei das von mehrschichtigen Tetrapack-Tüten.
  • Ein WDVS sperrt die Sonne aus, denn genau so wie es den Wärmefluss von innen nach aussen verhindern soll, unterbindet es den solaren Eintrag von aussen.
    ( sh. Ausführungen zu TWD )
  • Ein WDVS hat im sommerlichen Wärmeschutz so gut wie keine Wirkung. Jeder kennt das Phänomen überhitzter Dachgeschosse, wo 18 cm Mineralfasern keine Abhilfe schaffen.
    ( sh. Ausführungen zu TAV )
  • Wärmeleitung ist eine Laborgrösse, im instationären Bereich sollte man die Vorgänge komplexer betrachten.  Ein bewohntes Gebäude ist kein Rechenmodell im PC, wo man mit Durchschnittswerten operiert.
    ( sh. Ausführungen zu den 3 Arten des Wärmetransports )

Im klaren Vorteil hierzu sind massive Baustoffe mit Dämmeigenschaften und Speichervermögen.

Eine Form der natürlichen und "ökologischen" Dämmung ist m.E. das Beranken der N-, O- und W-Seiten mit immergrünen Blattpflanzen (z.B. Efeu). Entgegen weit verbreitetem Aberglauben zerstören die Ranken beim Verkrallen den Untergrund nicht. Es bildet sich ein Mikroklima mit Vorteilen im sommerlichen und im winterlichen Wärmeschutz, zudem wird die Fassade zusätzlich vor Witterungseinflüssen geschützt. Die Kosten sind überschaubar, die Anwachszeit gering, der Effekt gross. Der Grünfaktor der Immobilie wird erhöht.

Solare Gewinne

Schwerpunkt = hohe passive Sonnenenergiegewinne.
Primäre Massnahmen = Raumplanung, Städtebau und Objektplanung.
Ziel = ohne Mehrkosten grosse Energieeinsparungen u. hohen Behaglichkeitsgrad erzielen.
Entwurfsgütezahl (EGZ) nach Pokorny für diese Hausform = ca. 0,34.

M.E. nach sollte das Ziel von Forschung und Entwicklung darin bestehen, Baustoffe mit Oberflächen zu entwickeln, welche ohne signifikante Mehrkosten Energieeinsparungen durch die passiven Sonnenenergiegewinne ermöglichen. Dies sollte geschehen, indem man

  • auf Schalenaufbauten verzichtet (WDVS)
  • auf konsequente Materialverwandtschaft achtet (mineralisch)
  • vorhandene Stoffe weiterentwickelt und deren Eigenschaften erforscht und verbessert

Um dies etwas zu verwissenschaftlichen, sei die
Formel zur Ermittlung der Strahlungslufttemperatur aufgezeigt:

q*a = qa + ( as x Is   -  e x DIr ) / ha
q*a Strahlungslufttemperatur
qa Aussenlufttemperatur in °C (theta a)
as solarer Absorptionsgrad (alpha s)
Is Solarstrahlungsintensität in W/m²
e Emissionsgrad der Oberfläche (epsilon)
DIr IR-Strahlungs-Zusatzverlust an den klaren Himmel in W/m²
ha Wärmeübergangskoeffizient aussen in W/m²K

Die Aussenlufttemperatur und die Intensität der Solarstrahlung können wir nicht beeinflussen.
Jedoch sind as und e Materialeigenschaften, welche man beeinflussen kann.
Strukturen und Farben wirken im mikroskopischen Bereich.
as soll möglichst hoch sein.
e   soll möglichst niedrig sein.
DIr lässt sich durch Dachüberstand beeinflussen.
Bei Wandflächen beträgt er 10 - 70 W/m², bei Dachflächen 50 - 120 W/m².

Das Problem auf diesem Terrain besteht m.E. darin, dass in Deutschland viel hingerechnet, aber wenig nachgemessen wird. Zu oft geht Theorie vor Praxis und wenn gemessene Werte die Theorie widerlegen, lässt man sie "verschwinden". Um ein Gefühl für die Problematik zu erhalten, sollen hier einige gemessene Werte genannt werden.

Im Fabruar 1992 hat die EMPA (Eidgenössische Material-Prüfanstalt, Schweiz) in Zürich Messungen durchgeführt, die den Zusammenhang zwischen Wandoberflächentemperaturen und dem Einfluss der Speichermasse belegen.

Die Aussenlufttemperatur lag im Beobachtungszeitraum zwischen 0 und -10 °C.
Die Wandoberflächentemperaturen lagen bei der Kompaktfassade mit bis zu + 45 °C um ca. 10 °C höher als bei Verblendmauerwerk, im Februar wohlgemerkt.
Alle Temperaturspitzen wurden zwischen 14:00 u. 15:00 Uhr gemessen.
Die Strahlungsluftwerte lagen bei + 28 bzw. + 37 °C, während die Aussenluft nicht über 0°C kam.
Die gemessenen Windgeschwindigkeiten lagen zwischen 0 und 2,8 m/s.

Auf der Südfassade wurden Strahlungsintensitäten bis zu 850 W/m² gemessen (19.02.1992, 14:00 Uhr).
Aus den gemessenen Einstrahlungswerten ergeben sich folgende Beispielerträge:
4.535 Wh/m² am 18.02.1992
4.930 Wh/m² am 19.02.1992
4.525 Wh/m² am 20.02.1992
Dabei lagen jeweils über 8,5 Stunden die Intensitäten über 100 W/m².

Literatur

/ 1 / Martin Trebersprung, Neues Bauen mit der Sonne. Springer Verlag, 1999
/ 2 / Frank, ETHZ Spezialfragen der Bauphysik, 17.01.2003, EMPA-Daten von 02.1992

Auszug aus / 2 / : Grafik




Dezentrale Energieversorgung von Einfamilienhäusern mit Biomasse
Energieeinsparung durch Konstruktion und Strahlungswärme
Bioenergie für den Kleinhaushalt - Holzwärme im Einfamilienhaus

Das Ko-Ne-Haus © DIMaGB
ist das Kachelofen-Niedrigenergie-Haus

Das Kachelofen-Niedrigenergie-Haus für das Einfamilienhaus
eine umwelt- und geldbeutelfreundliche Heizung
höchster Behaglichkeitsstandard
Einsatz von einheimischen Naturressourcen
Lebenslange Unabhängigkeit von Öl und Gas
Einsatz von Pellets oder Hackschnitzeln
Anlage läuft sauber und fast automatisch
die CO2-Emission läuft als Nullsumme
keine Rohre und keine Heizkörper
Strahlungswärme statt Konvektionsheizung
durch Strahlungswärme stellt sich die Behaglichkeit eher ein
man kommt im Gegensatz zur Konvektionsheizung mit 4°C weniger aus
somit gut 20% Energieeinsparung
angepasste Gebäudegeometrie und Grundrisslösung
Außenwände massiv und homogen
keine Sorptions-, Diffusions- und Tauwasserprobleme
Holzfenster ohne hermetisierende Gummilippendichtungen
als Ziegel-, Porenbeton- oder Holzhaus ausführbar

Sehr geehrte Damen und Herren,
sehr geehrte Bauherren,

am 02.10.2002 war ich als Aussteller beim Energietag Brandenburg präsent. Was mir aufgefallen ist: offensichtlich geht die landläufige Vorstellung zu Energiethemen von Kraftwerksanlagen, Biomasseanlagen im größeren Stil usw. aus.

Ich glaube jedoch, dass man auch an Kleinteiligkeit denken muss, denn mehrere tausend Haushalte sind eine Größenordnung, die man nicht außer Acht lassen darf. Und letztendlich ist es ja die Zielgruppe, um deren Wohl man sich kümmern sollte: die Bevölkerung an sich. Außerdem wird gerade der Bevölkerung vorgeworfen, mit Ihrem Heizverhalten das Klima zu schädigen.

Nicht jeder kann oder will an große Anlagen angeschlossen werden. Hier sehe ich den Ansatz für den Einsatz von einheimischen Naturressourcen für eine umwelt- und geldbeutelfreundliche Heizung mit höchstem Behaglichkeitsstandard - und zwar für tausende Haushalte in Brandenburg, die sich unabhängig von Öl und Gas machen wollen.

Ich habe ein Kachelofen-Niedrigenergie-Haus entwickelt, dass für den Einsatz von Pellets oder Hackschnitzeln konzipiert ist. Die Anlage läuft sauber und automatisch, die CO2-Emission läuft als Nullsumme. Es gibt im Ko-Ne-Haus © DIMaGB keine Rohre und Heizkörper. Strahlungswärme statt Konvektionsheizung ist das Konzept.

Gebäudegeometrie und Grundrisslösung passen sich dem an, ohne dass man auf gewohnte Standards verzichten muss. Aufgrund der Strahlungswärme stellt sich die Behaglichkeit eher ein, so dass man im Gegensatz zur Konvektionsheizung mit 4°C weniger auskommt, um sich wohl zu fühlen.

Die Absenkung der Raumtemperatur um 1 °C führt zu 4...6% Heizenergieeinsparung!
Das bedeutet eine Einsparung an Heizkosten von rd. 20% bei Strahlungswärme.
Gleichzeitig bedeutet Strahlungswärme aber auch eine höhere Behaglichkeit.

Die Außenwände habe ich massiv und homogen geplant, so dass es keine Sorptions-, Diffusions- und Tauwasserprobleme gibt. Es kommen Holzfenster zum Einsatz, die ohne hermetisierende Gummilippendichtungen für die erforderliche Luftwechselrate sorgen - und doch haben wir ein Niedrigenergiehaus.

Den Prototyp habe ich bereits im November 2001 entwickelt, da bin ich von Porenbeton und Holzpellets ausgegangen. Mittlerweile habe ich einen Hersteller von Brennern kennen gelernt, der auch rohe Hackschnitzel verarbeitet. Außerdem sind Ziegel- und Holzhäuser denkbar.

Ich bin überzeugt, dass - für den Anfang - bereits ein paar hundert Einfamilienhäuser ein Beitrag wären, mit für den Absatz zu sorgen. Außerdem sollte man das Projekt so entwickeln, dass einheimische (Klein-) Unternehmen beteiligt werden.

Außerdem gäbe es noch einiges zu forschen und zu entwickeln, so z.B. die Möglichkeit, das Heizsystem in Bestandsbauten zu implizieren. Dazu kann man Studenten einbinden. Da ich weitgehend konkrete Vorstellungen habe, suche ich nun die richtigen Verbündeten für das Projekt.

Mit freundlichen Grüssen
Matthias G. Bumann, DIMaGB
Berlin, im Oktober 2002
ergänzt 07.2004

Querverweis: Bauphysikalische Grundlagen

Brandenburg: Heizen mit Holz wieder voll im Trend
Seminar beschäftigte sich mit Energieholzproduktion in der Landwirtschaft

Immer mehr Investoren entscheiden sich für moderne umweltschonende Holzheizanlagen als Alternative zur Öl- oder Gasheizung. "Heizkraftwerke mit Biofestbrennstoffen liegen voll im Trend", so Brandenburgs Agrarstaatssekretär Dietmar Schulze in seinem Beitrag auf der Info-Veranstaltung "Energieholzproduktion" in Potsdam. Schulze sagte u.a.: "Auch große Holzhackschnitzelheizanlagen zur Beheizung von öffentlichen Gebäuden oder zur Nahwärmeversorgung gehen ans Netz. Damit die wachsende Nachfrage nach Biobrennstoffen auch künftig gedeckt werden kann, sind auch in Brandenburg gute Konzepte zur kontinuierlichen Bereitstellung der Rohstoffe gefragt."

Fast 10 Prozent des derzeitigen Primärenergieverbrauchs in Deutschland kann durch die Nutzung von Biomasse gedeckt werden. Schnellwachsende Baumarten wie Weide oder Pappel sind für den Anbau als Energiepflanzen besonders geeignet. Diese Kurzumtriebs- oder Feldgehölze zeichnen sich durch eine hohe Energieeffizienz und Umweltverträglichkeit aus und erlauben die Nutzung emissionsminimierter Technologien für die Verbrennung und Vergasung. Den Bauern bietet die Feldholzproduktion auf Kurzumtriebsplantagen zudem eine interessante Alternative für die Nutzung von Stilllegungsflächen und damit eine zusätzliche Einkommensquelle.

Das Seminar "Energieholzproduktion in der Landwirtschaft" widmete sich besonders Fragen des Anbaus, der Ernte- und Lagerungstechnologien sowie der Wirtschaftlichkeit. Vorführungen von Ernte- und Rodetechnik auf den Feldholzversuchsflächen des ATB und die Präsentation einer 500 Kilowatt-Holzhackschnitzel-Feuerungsanlage der AWO Potsdam ergänzten das Programm. (mh)

http://www.atb-potsdam.de/
Quelle: Newsletter www.Infoholz.de, 29.01.04

Zukunftssicher und effizient heizen - mit Holz als Brennstoff
Neue Informationsbroschüre der Reihe Natürlich HOLZ

Zukunftssicher und effizient heizen mit Holz in Scheiten, als Hackgut, Briketts oder Pellets - die neue Broschüre in der Reihe Natürlich HOLZ dreht sich um Holz als Energieträger. Sie informiert über Formen der Energiegewinnung aus Holz, technische Details, Kosten, Möglichkeiten und Heizwerte. Auf 12 Seiten stellt sie die Vorteile einer Heizung mit Holz dar und zeigt, worauf man achten muss.

Die neue Informationsschrift zeigt, dass Holz ein hochmoderner Brennstoff ist, der Dank effizienter Brenntechnik und flächendeckender Verfügbarkeit immer gefragter wird. Sie kann kostenlos herunter geladen oder online bestellt werden.

Quelle:
Newsletter www.Infoholz.de,26.01.04

Baubeschreibung
Das Ko-Ne-Haus © DIMaGB
ist das Kachelofen-Niedrigenergie-Haus. Der konzeptionelle Ansatz
besteht in der Einheit von hochbau- und anlagentechnischem Teil.
Bilder
Die Grundidee besteht darin, althergebrachte und bewährte Heiztechnik auf heutigem Stande der Technik in Verbindung mit dämmender und speichernder Bauausführung zu kombinieren und den Hauseigentümer unabhängig von den Preisentwicklungen für Öl und Gas zu stellen.

High-tech bedeutet hier: intelligent statt modern und teuer. Geheizt wird im Prinzip mit dem "guten alten" Kachelofen, der hier auch gleichzeitig Warmwasser erzeugt. Die eingesetzten Heizflächen sorgen mit ihrer Strahlungswärme für mehr Behaglichkeit, als es Heizkörper nach VDI 6030 je könnten.

Die zentral angeordnete Kachelofen-Anlage verwöhnt Sie mit Strahlungswärme, Zugerscheinungen wie bei Konvektionsheizungen werden vermeiden. Für Atmosphäre kann ein integrierter Kamin im Wohnzimmer sorgen  (optional).

Wärmebrückenfreie massive Außenwände sorgen in Kombination mit der speziellen Fensterkonstruktion für traumhafte Dämm- und Speicherwerte. Der Heizwärmebedarf fällt entsprechend gering aus und es gibt ein angenehmes Raumklima mit viel Behaglichkeit.

Sauber und komfortabel arbeitet die Anlage auch, weil sehr wenig Asche anfällt und die Kachelofenanlage fast  automatisch arbeitet. Die Umwelt hat auch etwas davon: es wird nur soviel CO2 freigesetzt, wie vorher beim Wachstum des Holzes als Baum gebunden wurde. 


Das Ko-Ne-Haus
© DIMaGB
ist das Kachelofen-Niedrigenergie-Haus
Baubeschreibung (kurz) |

  Bilder

Das Konzept:

Das Projekt ist als planerische Einheit von Grundriss, Gebäudegeometrie, Konstruktion und Haustechnik zu verstehen. Der Lösungsansatz liegt in der ganzheitlichen Betrachtung, wie auch die EnEV sie vorgibt. Der anlagentechnische Teil wurde in Zusammenarbeit mit einem erfahrenen Kamin- und Ofenbauer entwickelt.

Nicht erst warten, bis etwas vorgeschrieben ist, sondern bereits im Vorfeld nach intelligenten Lösungen suchen. Die Einbeziehung erneuerbarer Energien (EE) besteht bei diesem Modell in der Verwendung von Holz - das Ganze natürlich in einem Niedrigenergiehaus. Um den Begriff NEH und zur EnEV überhaupt wird ein riesiger Hokuspokus betrieben. Aber glauben Sie mir: es ist wahrhaftig kein Problem, ein "NEH nach EnEV" zu bauen.

Holz ist ein nachwachsender Rohstoff, es nimmt die für sein Wachstum erforderlichen Stoffe aus der Erde (Wasser, Mineralien) und aus der Luft (CO2). Es gibt beim Verbrennen nicht mehr ab, als es an CO2 aufgenommen hat. Insofern schließt sich hier ein umweltfreundlicher Kreislauf.

Holz verheizt man in Form von Scheiten, Pellets und Holzbricks. Zur Kostenentwicklung von Erdöl und Erdgas muss man keine Spekulationen anstellen, nach unten werden sie sich jedenfalls nicht entwickeln. Die Kosten für das Heizen mit Holz werden sich mit zunehmender Verbreitung voraussichtlich erst einmal nach unten entwickeln bzw. stagnieren.

Auch in Zukunft werden große Mengen Holz in verschiedenen Zuständen (geschlagenes, Reste, saubere Abfälle, Späne, Recycling) vorhanden sein. Deshalb ist es sehr ökonomisch und auch ökologisch sinnvoll, auf Holz zum Heizen zurückzugreifen. Auch wenn der Begriff "öko" recht abgegriffen ist, sei es betont, denn: Von den Weltmarktentwicklungen der Preise von Öl und Gas werden Sie unabhängig.


Bauliche Hülle:

Außenwände 49 cm massiv, Deckenplatten 18-20 cm massiv, nicht-hermetisierende Holz-Fenster mit Fugenanteilen, bauphysikalisch durchdachte Anschlussdetails, Vermeidung von Wärmebrücken (wobei das eigentlich nicht relevant ist und schon gar nichts "neues"), Bodenplatte Beton mit Wärmedämmung.

Die bauliche Hülle besteht aus homogenem Material mit gutem Speichervermögen. Solargewinne durch Einstrahlung sind möglich, weil sie nicht durch ein WDVS verhindert werden. Man kann man verschiedene Materialien für den Massivbau wählen. Der Prototyp wurde mit Porenbeton berechnet.

Weitere Materialalternativen sind: Poroton, Hohlblocksteine, Blähton, Gefache mit Lehm, Holzbau (darunter ist massiver Holzbau zu verstehen, sozusagen mit Baumstämmen wie bei einer Blockhütte aus alten Filmen - und nicht eine Baracke mit Holzrahmen mit Dämmung dazwischen).


Heizungsanlage:

Eine Kombination von Kachelofen, Luftofen, Kamin und solarthermischer Anlage. In der warmen Jahreszeit erzeugt die ST-Anlage das Warmwasser, da bleibt die Heizanlage ganz aus und eine uneffektive Arbeitsweise bleibt somit ausgeschlossen. Während der Heizperiode unterstützt die ST-Anlage die Ofenanlage zur WW-Bereitung.

Die Grundlast wird durch eine Pelletsheizung abgesichert; diese arbeitet automatisch und wartungsarm. Sie erwärmt gleichmäßig und vorrangig mit Strahlungswärme. Temporär wird sie durch den Kamin unterstützt, er erzeugt neben einem Nutzen in Form von schnell zur Verfügung stehender Wärme auch Atmosphäre.

Pellets unterliegen nicht der Ökosteuer und sie werden nur mit 7% USt besteuert. Außerdem wächst mehr Holz nach, als - in vergleichbarer Menge - an Öl und Gas jährlich in Deutschland zum Heizen verwendet wird.

Die Räume des OG werden von der Ofenanlage mitversorgt, dies erfolgt mittels Heißluftschlangen und ebenfalls abstrahlender Heizflächen. Es gibt keine Heizkörperflächen und keine Heizungsrohre bis auf die Fußbodenheizung im Bad.

Der hohe Anteil an Strahlungswärme und der geringe Anteil an Konvektion sorgen für mehr Behaglichkeit. Die gewünschte gefühlte Temperatur wird daher schon bei niedrigerer Temperatur erreicht als bei einer Zentralheizung mit Heizkörpern.


Grundrisskonzept:

Das Grundrisskonzept stellt eine durchdachte und optimierte Einheit von energiesparendem Rohbau und der Heizanlage mit erneuerbarer Energie dar. Die Heizanlage ist zentral angeordnet, daraus wurde das Grundrisskonzept entwickelt.

Aufgrund der Anordnung werden EG und OG mit Wärme versorgt. Das Gebäude ist kompakt gestaltet, auf eine Unterkellerung wurde verzichtet. Die Errichtung mit Keller ist natürlich optional möglich. Das gros der Fensterflächen liegt auf der Südseite.

Änderungen und Modifizierungen zum hier vorgestellten Prototyp sind natürlich möglich, wobei auf gewisse planerische Grundsätze und Limits zu achten ist. Eine Erhöhung der Wohnfläche von 100 auf 120-130 qm ist leicht zu bewerkstelligen.


Lüftung, Luftwechsel:

Auf den Einbau einer "high-tech" Lüftungsanlage wird verzichtet. Gelüftet wird nach Bedarf, wobei die Luftzufuhr weitgehend kontrolliert über den Fugenanteil der Fenster erfolgt. Der Anteil am Primärenergieverbrauch liegt hier bei 0 und der Lüftungswärmeverlust ist zu vernachlässigen.

Die Kosten aus Lüftungswärmeverlusten sind mit 50 - 75 € im Jahr nicht so beängstigend, wie landläufig angenommen. Eine ausführliche Begründung und Beschreibung der Philosophie unter Zugrundelegung bekannter Nutzungsgewohnheiten und bauphysikalischer Grundlagen ist Bestandteil der Baubeschreibung.


Ausbau, sonstige Haustechnik:

Dies liegt alles im rein konventionellen Bereich und richtet sich nach den gestalterischen, ästhetischen und finanziellen Vorstellungen der Bauherrschaft. Die Ausführungen in der Baubeschreibungen zum Prototyp folgen der Philosophie zum Projekt, wobei es lediglich Vorschläge sind. Für die große Bandbreite von spartanisch-zweckorientiert bis anspruchsvoll-lifestylish steht Ihnen der Planer bei der Entscheidungsfindung beratend zur Seite.


Wärmebilanz, Energieverbrauch:

Der errechnete Bedarf liegt für den Prototyp bei ca. 60 kW/m²a bzw. ca. 10.500 kWh/a. Das entspricht 1.050 Betriebsstunden einer 10kW-Einheit, das sind 105 Tage bei 10 Betriebsstunden am Tag (zum Vergleich: eine Kesselanlage im EFH liegt bei 14-20 kW). Genauere Berechnungen und Vergleiche sind Bestandteil der Baubeschreibung. Nach Preisniveau 11/2001 wurden jährliche Heizkosten von rd. 425,- € bei Einsatz von Pellets errechnet.


Kosten, Förderung, Perspektiven:

Die Kosten sind überschaubar, da nicht mit außergewöhnlichen Baustoffen gearbeitet wird. Im Vergleich zum geforderten Mindeststandard nach WSchV ist das Gebäude natürlich etwas teurer, aber seit Februar 2002 gilt die EnEV, die modifizierte Werte und Berechnungen vorgibt.

Die Heizungsanlage ist nur etwas teurer als eine konventionelle. Insgesamt jedoch sparen Sie bei längerfristiger Betrachtung aufgrund des Betriebskosten sparenden Konzepts. Verfolgen Sie die Entwicklung der Preise bei Erdöl und Erdgas, wird es Ihnen leicht fallen, vom Vorteil diesbezüglicher Unabhängigkeit überzeugt zu sein.

Fördermaßnahmen sind auch für dieses Heizsystem möglich, für solare Anlagen kennen Sie dies bereits, aber auch die Ofenanlage ist förderfähig. Zum Planungsservice gehört natürlich die Ermittlung aktueller und regionaler Fördermöglichkeiten.

Beachten Sie aber, dass kein Rechtsanspruch besteht und außerdem wird auch hier neuerdings gespart: am 31.01.2002 lief z.B. die staatliche Öko-Zulage aus (Begründung: das NEH wird wegen der EnEV zum Standard - verblüffende Logik, aber traurige Wahrheit). Jedoch gibt es auch in Zeiten klammer Staatskassen Zuschüsse für den Einsatz regenerativer Energien.

Beachten Sie, dass bei den Gesamtkosten eines Gebäudes die Ausbauarbeiten mit bis zu ca. 30% zu Buche schlagen können und die Außenanlagen mit ca. 10%. Deshalb sind Preisvergleiche bei Häusern oft der Vergleich von Äpfeln und Birnen. Außerdem gibt es bereits bei den Kacheln große Unterschiede.

Hier wurde versucht, Ihnen hier das Konzept umfassend und verständlich zu beschreiben, ohne dass es ohne weiteres reproduzierbar ist. Seit Februar 2002 steht die ausführliche Baubeschreibung zur Verfügung, welche Berechnungen, Kostenangaben und Vergleiche enthält, weiterhin bauphysikalische und nutzungsspezifische Betrachtungen zum Heizen und Lüften, Detailbeschreibungen und Begründungen für Material- und Systemwahl. Zudem wird Bezug auf die EnEV und auf bauphysikalische Kenntnisse (Regeln der Technik) genommen.
Die Beschreibung ist für den Laien verständlich gehalten.

© DIMaGB.de 11.2001/02.2002


Hier sehen Sie die Bilder zum Prototyp. Dargestellt ist eine konzeptionelle Lösung für ein als KoNe-Haus © DIMaGB errichtbares EFH. Gestalterische Varianten sind fast unbegrenzt gegeben.

Die Gesamtgröße der Bilddateien beträgt ca. 500 kB. Die Ladezeit muss aber nicht zum Problem werden, da die Tabellen aufgeteilt sind. Beachten Sie bitte das Copyright, es handelt sich um geschützte Entwürfe. Einige technische Details wurden bewusst weggelassen.
 

  Ansicht vorn (Süd)
Ansicht links (West)
Ansicht hinten (Nord)
Ansicht links (Ost)
Perspektive Süd-West
Perspektive West
Perspektive Nord-West
Perspektive Nord-Ost
Perspektive Ost
Perspektive Süd-Südost
Perspektive Süd-Südwest
Grundriss EG (o.M.)
Grundriss OG (o.M.)

  Schnitt A-A (Var. Flachdach)
 

Aufsicht (Var. Steildach)

© DIMaGB 07.2004



Schematische Darstellung
der Heizzentrale mit Ofen,
Schornstein und anderen
heiztechnischen Einbauten.





Ansicht der
Zentrale im Flur
   

Links und rechts:
Kachelflächen im
Wohnzimmer zur
Wärmeabstrahlung




So könnte der
Ofenteil in der
Küche aussehen
Grafiken Ofen: © Schulze 02.2002

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