Bei Beachtung der Kenntnisse und Zusammenhänge, die die Bauphysik [1] liefert, wird ein verringerter Energie [2]- und Brennstoffbedarf [3] und eine verbesserte thermische Behaglichkeit [4] erzielt. Auf der Baustelle werden physikalische Begriffe jedoch eher selten bewusst genutzt. Dennoch spiegeln sich im Resultat der Anstrengungen der Bauarbeiter vor allem physikalische Größen wieder. Welche Wärmedämmwerte wurden erreicht? Ist der Feuchteschutz optimal? Welche Qualität hat der Schallschutz [5]? Sind die Berechnungen des Statikers in der Praxis umgesetzt worden? Kommt genug Licht [6] in die Räume? Wird die sommerliche Aufheizung weitgehend vermeiden? Diese und andere Fragen nach bauphysikalischen Eckwerten werden bei Neubau und Modernisierung gestellt.
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Während man sich um den Bereich Statik im deutschsprachigen Raum weniger Gedanken zu machen braucht, gehören ungemütlich kalte, feuchte und hellhörige oder im Sommer zu warme Wohnungen durchaus zu unserem Kulturkreis. Das trifft auch auf schlecht belüftete Wohnungen zu, in denen eine potentielle Schimmelgefahr besteht. Deshalb beschäftigen wir uns sicherheitshalber mit einigen Grundbegriffe und Zusammenhängen, da wir bei Neubau und Erneuerung fehlerhafte Entscheidungen vermeiden möchten.
Der wohl bedeutendste Aspekt der Bauphysik: Aus beheizten Räumen geht die zugeführte Wärme wieder verloren. Das vollzieht sich auf zwei Wegen – und lässt sich leider nicht vollständig vermeiden.
Lüftungswärmeverlust
Zunächst haben wir es mit dem Austausch der Raumluft zu tun, der zu einem Lüftungswärmebedarf [9] führt. Die Luft muss aus hygienischen Gründen (Wasserdampf, Kohlendioxid [10], Sauerstoffmangel, Staub, Gerüche usw.) und zur Vermeidung von Bauschäden (Kondensat [11]bildung, Schimmel, Verfärbungen usw.) immer wieder gegen Außenluft erneuert werden. Mit der abströmenden Luft geht aber auch Wärme verloren – sofern diese nicht durch geeignete Maßnahmen (Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung [12]) zurückgeholt wird. Im Winterhalbjahr strömt kalte frische Luft nach und muss erwärmt werden. Dies geschieht aktiv durch
- Heizkörper und Öfen, und passiv durch
- die bei kurzer Lüftung warm bleibenden Bauteile,
- die Körperwärme anwesender Personen,
- die Abwärme [13] elektrischer Geräte und
- eventuell durch die zustrahlende Sonne.
Der Wärmeverlust, der durch Luftaustausch entsteht, ist durch geeignete Maßnahmen beeinflussbar. So kann schon mit dem Einbau einer einfachen Lüftungsanlage der Luftwechsel [14] auf das notwendige Maß eingestellt werden (kontrollierter Luftwechsel). Eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung bringt die mit der Abluft [15] abgeführte Wärme zurück und führt sie dem Lüftungs- bzw. Heizungssystem zu. Das Ergebnis ist ein verringerter Brennstoffbedarf und eine verbesserte Luftqualität.
Transmissionswärmebedarf
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- der Höhe des Temperaturunterschiedes zwischen innen und außen,
- der Größe der wärmetauschenden Fläche der Bauteile,
- der materiellen Beschaffenheit (Wand, Fenster, Decken, Fußböden) sowie
- der Anzahl und Bedeutung der mit den Bauteilen verbundenen Wärmebrücke [17]n.
Der Wärmeverlust, der durch Wärmeleitung [18] von Bauteilen über Wärmebrücken entsteht, kann durch Wärmedämmmaßnahmen reduziert werden. Die verbesserte Wärmedämmung [19] von Bauteilen verringert dauerhaft den Wärmeabfluss, so dass das Heizungssystem weniger Wärme bereitstellen muss. Das Ergebnis dieser passiven Maßnahme zur Energieeinsparung ist neben einem verringerten Brennstoffbedarf eine verbesserte thermische Behaglichkeit. Die Gefahr der Entstehung von Bauschäden und Schimmelbildung wird gebannt.
Über behagliches Wohnen entscheidet einerseits die Höhe der Raumlufttemperatur, sowie die Geschwindigkeit, mit der diese beeinflusst werden kann. Andererseits spielt die Oberflächentemperatur [20] der Bauteile eine entscheidende Rolle.