Kategoriearchiv: Nachhaltiges Bauen

Thermische Solarenergienutzung

„Wie und wo wird Sonnenenergie für den Wärmebedarf im Haus nutzbar gemacht?“

Beginnen wir (wieder einmal) ganz vorne. Es wird unterschieden zwischen der „passiven“ und der „aktiven“ Solarenergienutzung. Die „passive“ ist ein architektonisches Thema. Hier wird das Gebäude so entworfen, dass es in den kühlen bis kalten Monaten angemessen viel Sonne einfängt, um den Einsatz einer Heizung so weit wie möglich unnötig zu machen. Im Sommer soll das nicht sein, damit auf eine Kühlung verzichtet werden kann.

Solararchitektur müsste im Neubau eigentlich längst Standard sein. Warum das nicht so ist, weiß ich wohl, kann ich aber nicht nachvollziehen. Im Altbau ist das eher etwas schwieriger, dennoch lohnt es sich auch hier, einen versierten Solararchitekten anzusprechen. Ok, jetzt haben wir ein Problem. Geben Sie Ihrem Architekten / Energieplaner das folgende Buch aus den 1960er Jahren, aktualisiert 2015, zu lesen. Da steht alles drin. Völlig richtig heißt der Titel nicht „Energiesparendes Bauen“, sondern „Klimagerechtes Bauen“.

 

Zurück zur Frage. „Aktive“ Solarenergienutzung ist prinzipiell an nahezu jedem Haus möglich. Hier ist gemeint, dass Sonnenwärme mittels eines wasser- oder luftführenden Kollektorsystems geerntet und nutzbar gemacht wird. Das kann sowohl für die Brauchwassererwärmung als auch für die Raumheizung sinnvoll sein. Schauen wir uns ein beispielhaftes Schema an. Hieraus lassen sich diverse, individuelle Varianten ableiten, bis hin zum Nullenergie-Haus (in Kombination mit der o.g. passiven Nutzung der Sonne.) Solare Brauchwassererwärmung hat regelmäßig einen Jahresdeckungsgrad von 75 %.

Wie funktioniert das? Solarwärme wird in Sonnenkollektoren (S) gewonnen und in einem Pufferspeicher (P) gespeichert. Von dort wird die Wärme zur Raumheizung in die (Flächen-)Heizkörper (H) geleitet. Über eine, mit dem Pufferspeicher verbundene, Frischwasserstation (F) wird Brauchwasser für Bad und Küche hygienisch erwärmt. Fehlende Wärme wird durch eine Zusatzheizung (Z) dem Pufferspeicher zugeführt. Das zentrale Element der thermischen Nutzung von Sonnenenergie ist der Pufferspeicher.

Es gibt noch viel zum Thema zu sagen. Für heute soll das Prinzip der thermischen Solarenergienutzung ausreichend beschrieben sein.

Hier noch zwei verwandte Fragen und Antworten:
Was ist ein Sonnenkollektor?
Wie ist ein Sonnenkollektor aufgebaut?

 

Gründach = Hitzeschutz?

„Sie propagieren doch Gründächer auch immer mit dem Argument „Hitzeschutz“. Aber das ist doch Unsinn. Als wenn es darauf ankäme.“

Mit Verlaub, das ist kein Unsinn. Anstatt nun eine lange Liste mit Fachliteratur von vor 35 Jahren bis heute anzuführen, die die Grundlage für meine Thesen sind, machen wir es konkret. Mit dem Beitrag „Gündach – einfach machen“ hatte ich ja am Beispiel eines kleinen Erkerdaches an unserem Haus gezeigt, wie es geht ein Gründach zu bauen. Inzwischen ist das Dach einige Wochen alt – und es ist Sommer geworden.

Letztes Wochenende habe ich die Temperaturen auf der Straße, im Garten und auf dem kleinen Gründach gemessen und, weil es gerade erreichbar war, auch die der grauen Dachpfannen des Geräteschuppens. Schaun wir mal:

Ich denke, die Zahlen sprechen für sich. Jetzt stellen wir uns einmal vor, die Dächer sähen nicht so aus, wie das hier, oben gezeigte Flachdach, und auch die Vorgärten nicht so, sondern wären wirklich grün (nicht nur mit kurz geschnittenem, trockenem Rasen), dann hätte das Auswirkungen auf die Überhitzung der Städte, den Einsatz von Klimaanlagen, die CO2-Frage… Unser junges Gründach ist noch nicht fertig und doch zeigt es schon die besten Temperaturwerte der Tabelle. Es ist nur extensiv begrünt, also mit minimalem Substrataufbau. Da geht noch viel mehr. Die erwähnten Dachpfannen, übrigens, waren 50 Grad warm, mehr als das doppelte des Gründaches.

Den Test kann jeder machen. Es braucht nur ein Oberflächenthermometer aus dem Baumarkt. Sie sehen, Sie brauchen mir nicht glauben.

Damit Sie wissen wovon wir reden, hier die Fotos der Messtellen:

und die Klimadaten vom Tag (www.windy.com):

Um wissenschaftlich präzise zu sein, bedürfte es längerer Messreihen. Das ist längst Schnee von gestern. Es geht mir hier um das Erleben. Dafür brauchen Sie an einem sonnigen Tag nur auf eine baumlose Straße oder Freifläche treten und danach in einen Park. – Jetzt sind Sie dran: fangen Sie mir Ihrer Garage an und beweisen mir, dass ich Unsinn rede.

Gründach – einfach machen

„Warum stoße ich regelmäßig auf Widerstand, wenn ich die Begrünung von Flach- und flachgeneigten Dächern vorschlage? Warum ist das nicht eine Vorschrift zur Verbesserung des Stadtklimas?“


Rückbau eines alten Bitumendaches (Sondermüll). Es bekam eine EPDM-Folie und Begrünung.

Die Frage kann ich nicht beantworten. Mir ist das unbegreiflich. Überall werden Flachdächer gebaut – Häuser „im Bauhausstil“ – und deren Dächer werden nicht begrünt. Dafür werden die Vorgärten mit Folien und grauem Schotter „gestaltet“. Fertiggaragen haben noch immer keine Gründächer als Standard usw. usw.. Dabei ist es so einfach.

Gründächer sind langlebiger, bieten einen besseren sommerlichen Wärmeschutz, verbessern das Mikroklima. Photovoltaik-Anlagen haben eine besser Effizienz, da das Dach, auf dem sie montiert sind, die PV-Module nicht unnötig aufheizt. Wurzelfeste, einlagige EPDM-Folien haben eine garantierte Lebensdauer von 30 Jahren bzw. nachgewiesenen 50 Jahren. Es bedarf keiner aufwendigen Dachaubauten mit mehrlagigen Bahnen und aufwendigem Substrataufbau. Die wären zwar nicht falsch, aber nicht unbedingt nötig. Es geht auch einfach. Das ist das Thema heute.

Wir haben in den letzten Wochen ein kleines Flachdach auf einem Erker begrünt. Aus dem Treppenhaus schauen wir immer drauf. Es ist viel hübscher jetzt – im Gegensatz zum Dach von Nachbars Gartenhaus, das die Tage in Brand stand.

Um es gleich zu sagen: Das, was wir hier im Kleinen getan haben, funktioniert im Großen genauso.

   
Das Dach des Erkers / Blähton / Die am Stück gelieferte EPDM-Dachfolie / Komposterde

   
   
Auslegen und anpassen der wurzelfesten, UV-beständigen EPDM-Folie. Zur Wasserhaltung haben wir ringsum eine kleine Aufkantung eingebaut.

   
Den frischen Kompost eigener Herstellung haben wir mit Blähton abgemagert und so eine bessere Wasserhaltung erreicht. Weil nach dem Aussähen der Gräsermischung bald die Tauben kamen, haben wir den Kaninchendraht ausgelegt bis er nicht mehr nötig ist. Die Randbohle ist nicht nötig. Da wir hier aber keinen Kiesstreifen haben wollten, boten sich diese Holzreste an. Sie dürfen verrotten. Bis dahin hält das Wurzelwerk den Boden zusammen.


Das neue Gründach zweieinhalb Wochen nach der Aussaat. Bauzeit insgesamt: gemütliche 8 Stunden inklusive Holzlatten suchen, Kompost im Garten beschaffen, die 50 Jahre alte Teppichschere wieder finden…

So hat sich das Gründach 2021 entwickelt:

So sieht es im April 2022 aus:

Holzfenster?

„Immer wieder taucht der Wunsch nach Kunststoffenstern auf. Begründet wird dieser meist nur mit der pauschalen Aussage, Kunststoffenster seien besser als Holzfenster. Dabei  sind Sie aber schon allein aus haptischen und optischen Gründen eher dritte Wahl. Was tun für eine sachliche Diskussion?“

Holzfenster, historisches Profil, Lasur-Anstrich, EnEV-konform

Warum Kunststoffenster, genauer PVC-Fenster, kritisch zu betrachten sind, wird bei Wikipedia hinreichend beschrieben. Hier sei nur ihre Nachhaltigkeit infrage gestellt – und ihr architektonischer Wert. Holzfenster sind in diesem Zusammenhang kaum zu schlagen.

Ich halte Kunststoffenster im Wohnungsbau grundsätzlich für überflüssig, denn fachgerecht hergestellte und eingebaute Holzfenster stehen guten Kunststoffenstern nicht nur in Nichts nach, meist sind sie insgesamt die Besseren – insgesamt = in der Gesamtbilanz aller Qualitätsmerkmale. Soll der Pflegeaufwand minimiert werden (Das ist der einzige, mir bekannte Grund, für die obige Pauschalaussage), bieten sich Holz-Aluminium-Fenster an. Deren Preis ist heute nur wenig teurer und armortisiert sich in kurzer Zeit.

Wir wollen an dieser Stelle aber keine Abhandlung über PVC, Holz oder Aluminium in Form von Fenstern diskutieren, sondern ein paar einfache, praktische Hinweise geben, wann ein Holzfenster funktioniert und wann nicht. Die Aufzählung ist auch nicht vollständig. Sie ist dafür gedacht, die weit verbreitete Engstirnigkeit im Umgang mit dem Thema zu erweitern und den Fokus auf handwerklich saubere Arbeit zu lenken.

Holzfenster, Südwest-Ausrichtung, 30! Jahre alt (die Schwarz-Weiß-Darstellung zeigt die Fehler besonders gut)

Bei diesem Fenster sind einige grundlegende konstruktive Fehler zu sehen:

Das „Dachschindelprinzip“ wurde nicht eingehalten. Ein Wetterschenkel am Flügelprofil fehlt. Statt dessen wurde das Regenwasser in eine Rinne im Blendrahmen geleitet. Von dort soll das Wasser durch eine einzige Öffnung wieder austreten. Die Rinne im Innern des hölzernen Rahmens weist kein Gefälle zur Entwässerungsöffnung hin auf. Wie soll hier – geplant eindringendes – Wasser vollständig abfließen? So, wie es ist, bleibt immer Wasser/Feuchtigkeit stehen. Was hat Regenwasser überhaupt IN einem Fensterrahmen zu suchen? Richtig, nichts. Der klassische Wetterschenkel unserer Großväter wäre hier richtig gewesen.

Nächster Fehler: Keine Tropfkante zur Fensterbank, sondern bündiges ansetzen. Herunterlaufendes Wasser kriecht hier in die Fuge und hält den Blendrahmen feucht. Der sollte aber möglichst zügig trocken können.

Gleiches gilt analog für die senkrechte Leiste des Blendrahmens links. Sie ist nicht mit dem waagerechten Profil verleimt. Es bildet sich eine Fuge, in die Wasser eindringt. Den Rest zeigt das Bild.

Die mittlere senkrechte Anschlagleiste ist unten waagerecht anstatt schräg abgelängt. Dadurch bleiben immer Wassertropfen hängen. Die Feuchtkeit kann in das Hirnholz eindringen.

Die untere, waagerechte Abschlussleiste wurde nach dem Einbau angesetzt. Der Ansatz an den Blendrahmen wurde mit Acryl abgespritzt, weil der Ansatz nicht fachgerecht ausgeführt wurde. Es entstand eine Fuge, durch die Wasser hinter die Leiste gerät – durch die Risse im Acryl auch.

 

Zurück zum Dachschindelprinzip: Hier ist dem entgegengesetzt gearbeitet worden. Das Holzfenster wurde ähnlich wie Kunststoffenster konstruiert. Für die ist es zwar auch nicht intelligent, Wasser durch den Rahmen zu führen, aber möglich. Für dieses Holzfenster muss festgestellt werden, dass sein Fensterbauer keine Ahnung von Holz hatte. Ein einfacher Wetterschenkel, der über die untere Anschlussleiste reicht, hätte das Fenster robuster gemacht. Wetterschenkel können so konstruiert werden, dass sie sich leicht austauschen lassen. Das verlängert die Lebensdauer des Fensters noch einmal.

So ist es fast erstaunlich, dass das Fenster tatsächlich inzwischen 30 Jahre alt ist und ansich bestens funktioniert. Es ist dicht, stabil und sicher. Ermöglicht hat das der richtige Anstrich. Anstatt, wie früher oft üblich, das Fenster mit einem Lack anzustreichen, wurde eine offenporige, pigmentierte, UV-stabile Naturöl-Farbe verwendet, sowohl für den Erstanstrich als auch für die Folgeanstriche. Die Bilder zeigen den Anstrich von vor 8 Jahren. Es ist eine sonnenbeschienene Wetterseite.

Also, wir haben festgestellt, dass der Werkstoff Holz seine Regeln hat. Ein Handwerksmeister kennt seine Materialien und hält sich an die Regeln.

 

Müssen es immer Silikonfugen sein?

Auch ein Beitrag zur Nachhaltigkeit:

 

Der Holzdielenboden des Jahrhundertwendehauses ist original. Es sind tatsächlich die ersten Dielen, die hier eingebaut wurden. Sie haben ihre Spuren erhalten, aber dazu in einem anderen Beitrag. Hier geht es um die Fuge zwischen den später eingebauten Fliesen vor der Küchenzeile und den besagten Dielen. Im Laufe der Geschichte war hier eine „Matschepampe“ eingebaut worden, die seit geraumer Zeit nicht mehr dauerelastisch war, dafür ziemlich unansehnlich. Sollte wieder ein dauerelastisches, spritzbares Material in die Fuge, Silikon oder so?

Bei der Größe der Fuge von 10 – 12 mm wäre Spritzkork möglich, aber der würde optisch auffallen. Einen Streifen Kork, so wie er in Dehnungsfugen bei großen Parkettflächen verwendet wird, könnte man auch einpassen. Doch er fällt auch auf: Kork zwischen Dielen und Fliesen – hm.

Die letztlich sogar einfachste Möglichkeit war eine simple Holzleiste. Mit etwas Schleifen und einseitig Holzleim, war sie ebenso zügig eingebaut, wie der erwähnte Spritzkork – oder gar der sprichwörtliche „Handwerkertrost“ Silikon. Mit der Auffrischung der Dielen kam die farbliche Annäherung. Den Rest übernimmt die Sonne.

 

Graue Energie von Baumaterialien und Bauwerken

„Alle reden von CO2-Reduktion – und bauen dann mit Hitech-Dämmstoffen eingepackte Betonbauten. Die Energieeffizienz der Heizanlagen wird mit einer Betonkerntemperierung optimiert. Dabei ist doch bekannt, dass der Betonbau zu den größen CO2-Emittenten weltweit gehört. Wie sieht das aus mit der grauen Energie, der Ökobilanz von Baustoffen bzw. Bauweisen?“

Wir wollen hier nun nicht den Betonbau als alleinigen Buhmann darstellen. Es gibt mehr Baustoffe und Bauweisen, die man kritisch hinterfragen muss. Das gilt auch für manchen Naturbaustoff. Es kommt immer auf den konkreten Anwendungsfall an – und das meine ich absolut nicht als Floskel. Die bisher fleißig geübte Einstellung „Beton ist immer richtig“, ist genauso dumm wie „Natur ist immer besser“. Wir erinnern uns an die Citrusterpene als Lösemittel in Naturharzfarben – und die Kopfschmerzen nach dem Verarbeiten. Also, worum geht es?

„Graue Energie“ ist der kumulierte Aufwand an nicht erneuerbarer Primärenergie, die zur Herstellung und Entsorgung eines Baustoffes benötigt wird.

Um ehrlich zu sein, es übersteigt die Altbau-FAQs, hier eine erschöpfende Antwort zu geben. Neben anderen hatte sich auch Prof. Frederic Vester bereits in den 1970er- und 80er-Jahren ausführlich mit der Frage der Nachhaltigkeit und der Symbiose menschlicher und natürlicher Kreisläufe beschäftigt. Seinem Ansatz wurde nicht gefolgt. Dennoch halte ich ihn für den besseren, verglichen mit den heutigen normativen Verfahren zur Berechnung von Umweltproduktdeklarationen bzw. „Umweltbilanzen“. Daher hatte ich das „D.E.S.-Model“ aus Vesters „8 Regeln der Biokybernetik“ abgeleitet.

Wie dem auch sei, ein interessanter Artikel zum aktuellen Thema ist „Die große Unbekannte“ in „Gebäude Energieberater“ 09/2019. Daraus habe ich die unten stehende Grafik entliehen. Sie zeigt beispielhaft den ökologischen Fußabdruck verschiedener Wandkonstruktionen im Vergleich. Ich denke, die Darstellung spricht für sich und zeigt das Thema.

 

Gleichzeitig kann man hier (wieder einmal) erkennen, dass der Holzbau (grün) in diesem Zusammenhang dem Mauerwerksbau (rot, Kalksandsteinwände, Betondecken) und dem Betonbau (blau, Betonwände und -decken) bei weitem überlegen ist. Nicht umsonst bin ich zum Holz- und Lehmbauer geworden.

Ich möchte das Thema Nachhaltigkeit aber nicht auf die Graue Energie beschränkt wissen. Wir müssen endlich begreifen, dass uns nur! eine wirklich konsequent ganzheitliche Betrachtung der Nachhaltigkeit weiter bringt. Dann werden wir sehen, dass auch der Betonbau seine Richtigkeit hat, wenn auch nicht mehr so hirnlos wie bisher.

Ach ja, die Beratung von altbau plus e.V. schaut auch auf diese Fragen.