Text: Ulrike Meywald
Der Architekt und Sachverständige Frank Winter aus Berlin hat schon viele Schäden begutachtet. In den meisten Fällen war es Schimmel in Häusern, die mit einem Wärmedämmverbund-System und dichten Fenstern energetisch optimiert worden sind. Er plädiert deshalb schon seit Langem für alternative Wege bei der Sanierung. Neben dem Risiko potenzieller Schäden ist ihm auch das äußere Erscheinungsbild des Gebäudes wichtig. Das traf auch bei einem seiner aktuellen Projekte zu: ein Berliner Wohnhaus aus den 1930er-Jahren, das durch eine Doppelgarage mit dem Nachbargebäude verbunden ist. Mit dem Aufbringen eines Wärmedämmverbund-Systems auf nur einem der beiden Häuser wäre der Ensemble-Charakter verloren gegangen. Der Dachüberstand wäre verändert; die bisher flächenbündig in der Wand sitzenden Fenster wären optisch nach innen gerückt und ein Seitenfenster der Küche mit zeittypischer Vergitterung wäre sogar vollständig in der Dämmung verschwunden.
Der Bauherr plante die Modernisierung mithilfe einer KfW-Förderung. Nach intensiven Gesprächen folgte er aber dem Vorschlag des Architekten und verzichtete auf die dafür erforderliche Dämmung und damit auf die KfW-Unterstützung. Baurechtlich war das möglich, weil die EnEV 2014 erst dann greift, wenn mehr als zehn Prozent der Fassade verändert werden. Winter schlug stattdessen vor, lediglich die einfach verglasten Holzfenster gegen dreifach verglaste Isolierfenster mit integrierter Lüftung auszutauschen, den Rauputz instand zu setzen und die Fassade neu zu streichen.
Wie aber erhält man Behaglichkeit im Inneren? Frank Winter: „Ich bin durch die vielen Schimmelschäden zu einem Verfechter der Strahlungswärme geworden. Bei richtigem Einsatz reduziert sie die Feuchtigkeit in den Außenwänden und damit auch den U-Wert.“ Unter Strahlungswärme versteht man elektromagnetische Wellen, die ein warmer Körper an einen anderen Körper abgibt.
Lösung durch Sockelheizleisten
Das funktioniert mit Flächenheizsystemen für die Wand, aber auch mit Sockelheizleisten an der Wand. Diese dienen wie bei einem Kachelofen als Speichermedium, das Wärme an den Raum abgibt. Im Gegensatz zur Konvektionsheizung wird nicht die im Raum umgewälzte Luft erwärmt, sondern die Innenoberfläche des Raumes. Die Luft wird erst durch die Abstrahlung der erwärmten Wandoberfläche warm. Deshalb bildet sich auf den Wänden auch kein Kondensat wie bei der Konvektionsheizung, wo die Oberfläche der Wand kälter ist als die erwärmte Luft.
Voraussetzung für den Einsatz der Sockelheizleisten ist eine zugfreie, winddichte Außenhülle. Gut geeignet sind dafür massive Außenwände mit möglichst hoher Baustoffdichte – hier das aus Vollziegeln im Reichsformat bestehende Mauerwerk. Franz-Josef Schrapper, Geschäftsführer der Energy-com GmbH, die solche Heizleisten herstellt: „Mit Vollziegeln funktioniert die Sockelheizleiste sehr gut. Die Wärmedämmung der Wand ist für die Funktionsfähigkeit der Heizleisten untergeordnet.
Wir haben aber schon Anlagen mit lediglich 17,5 Zentimeter dicken Kalksandsteinwänden realisiert.“ Wegen der besseren Eigenschaften sind allerdings dickere Wände vorteilhafter. Neben Kalksandstein und Vollmauerziegeln eignen sich Naturstein und Beton ebenfalls gut.
Niedrigere Raumtemperatur möglich
Die Sockelheizleisten wurden in den Wohn- und Schlafräumen verlegt, denn dort befindet sich das ursprüngliche Stabparkett in einem erhaltenswerten Zustand. Diele und Küche im Erdgeschoss erhielten eine Fußbodenheizung, da hier der Estrich ohnehin erneuert werden musste. Dabei kamen zwei Heizsysteme mit unterschiedlich hoher Vorlauftemperatur zum Einsatz: eine Fußbodenheizung mit 35 Grad Celsius und eine Sockelleistenheizung mit 50 Grad. Das erfordert zwei Regelkreise. Beheizt werden die Systeme mit einer Gasbrennwerttherme.
Das Sockelheizleisten-Element besteht aus zwei Kupferrohren, auf denen Wärmeleitbleche mit trapezförmigen Lamellen befestigt sind. Die Wärme der wasserführenden Kupferrohre erwärmt die Bleche und überträgt die Wärme auf die darüberliegende Wand. Eine Basisschiene aus Aluminium dient zur Wandmontage, eine pulverbeschichtete Blende lässt die Heizeinheit optisch verschwinden. Je nach Bedarf sind verschiedene Baugrößen erhältlich. Bei Winters Projekt genügte die kleinste Einheit. Aufgrund der Wand-Erwärmung wird vor dem Aufstellen größerer Möbel davor abgeraten. Für kleinere Möbelstücke, wie etwa Kommoden, empfiehlt es sich, einen Abstand von rund fünf Zentimetern einzuhalten.
Da Strahlungswärme nur geringe Luftbewegungen erzeugt, ist die gefühlte Raumtemperatur höher als die tatsächliche. Schrapper legte der Wärmebedarfsberechnung deshalb nur eine Raumtemperatur von 20 Grad Celsius zugrunde. Das soll seiner Meinung nach einer gefühlten Raumtemperatur von 22 Grad Celsius entsprechen. Bei Schlafräumen werden sogar nur 18 Grad Celsius angesetzt. Wie viel Energie sich dadurch einsparen lässt, wird anhand eines Bürogebäudes mit 400 Quadratmetern Nutzfläche deutlich. Energy-Com ist dort Mieter und konnte den Eigentümer davon überzeugen, auf ein Wärmedämmverbund-System zu verzichten und stattdessen lediglich die alten Heizkörper gegen Sockelheizleisten zu tauschen. Bereits im ersten Jahr ließen sich allein dadurch 15 Prozent der Heizkosten sparen.
Ulrike Meywald ist freiberufliche Baufachjournalistin in Münster
Bei aller Sympathie für die dämmkritische Grundhaltung des Artikels verdienen die heiztechnischen Aussagen doch etwas Präzisierung:
Strahlungs-Wärme oder auch Wärme-Strahlung meint die elektromagnetischen Wellen im Spektrum von 0,1-100 µm und beinhaltet die Ultraviolett-, Licht- und Infrarotstrahlung. Jeder Körper mit einer Temperatur über dem absoluten Nullpunkt gibt Wärmestrahlung ab, folglich auch jeder Radiator und jeder Konvektor. Es braucht also keine speziellen Heizsysteme (Heizkörper) wie Sockelheizleisten oder Flächenheizungen, um Wärmestrahlung zu genießen. Worauf es aber ankommt, um ein Maximum wohliger Wärmestrahlung gegenüber verstaubter Heizluftkonvektion zu garantieren, ist die Übertemperatur des Heizkörpers gegenüber der Raumluft. Je wärmer ein Heizkörper gegenüber der Raumluft ist, umso geringer ist sein Wärmestrahlungsanteil im Verhältnis zur Heizluftabgabe. Ein Heizkörper mit 20 °C im ebenso warmen Raum bringt 100 Prozent Wärmestrahlungsanteil, wird er wärmer, sinkt automatisch der Strahlungsanteil, da er nun die kühlere Luft erwärmen kann. Und selbstverständlich heizt auch jede Sockelheizleiste und jede Flächenheizung die Raumluft auf und verursacht deren Auftrieb – die sogenannte Konvektion – weil auch diese Heizsysteme im Heizbetrieb wärmer als die Raumluft sein müssen. Da nun die Sockelheizleisten systembedingt immer mit hoher Vorlauftemperatur betrieben werden müssen, geht von ihnen eine hohe Konvektionsleistung aus. Nicht umsonst befindet sich in ihrem Inneren ein sogenannter Kleinkonvektor mit reichlich luftumspülten Lamellen auf den Heizrohren. Folge: Über die ganze Wandlänge wird der Bodenstaub aufgewirbelt und klebt sich dann an die Raumoberfläche. Von wegen: „Die Luft wird erst durch die Abstrahlung der erwärmten Wandoberfläche warm.“ Nein, die Wand wird erst durch die aus dem Sockelleistenschlitz hochdüsende Heizluft warm – und verstaubt. Je dichter und wärmeleitender nun die Innenraumschale ist – umso länger müssen alle Heizsysteme pusten und strahlen, bis die Raumschale warm ist. Die graue Schaubetonsucht der modernen Architektur kann dann die heizbedingte Flächenverstaubung etwas verbergen – eine weiß getünchte Wand aber nicht.
Die reine Strahlungsheizung hat es nie gegeben – und wird es auch künftig nicht. Wichtig ist: Dauerhaft niedrige Heizflächentemperatur – was nur ohne Nachtabsenkbetrieb funktioniert.
Und aus Energiespargründen möglichst offene Heizrohrverlegung, um die sinnlos vergeudete Wärmeableitung in Putz, Wand, Decken und Boden zu verringern.
Konrad Fischer
Architekt und Heizungsplaner
Hochstadt am Main
Eine Ergänzung zum Kollegen Konrad Fischer:
Bei Heizanlagen kommt es nicht auf Raumlufttemperaturen sondern auf das Behaglichkeitsempfinden des Menschen an. Dieses erfordert eine Abstrahlungsleistung der Umschliessungsflächen von 380 W/m². Eine Wand mit einer Oberflächentemperatur
von 21 °C erreicht das. Die Tragik der Konvektionsheizungen besteht darin, dass die Oberflächentemperatur von 21 °C erst bei Raumlifttemperaturen von 24 °C erreicht wird.
Das optimale Strahlungsklima muss daher mit überhitzter Luft erkauft werden.
Zweitrangig ist die Technik, mit der die richtige Wandtemperatur erreicht wird. Seit mehr als 20 Jahren lasse ich Wandheizungen bauen, die aussehen wie eine an der Wand verlegte Fussbodenheizung. Neuerdings lasse ich thermisch getrennte Wandheizungen bauen. Da werden also zementgebundene Fassadenplatten auf einer Lattenunterkonstruktion auf en Inneflächen der Aussenwände verlegt. Darauf kommen die Heizleitungen, die dann eingeputzt werden. Der Witz der Konstruktion besteht darin, dass die Platten auf der Rückseite reflektierend beschichtet sind. Die reflektierende Beschichtung verkleinert die nach aussen gerichtete Abstrahlungsleistung von 380 W/m² auf 17 W/m². Die bisherigen Messungen zeigen, dass man damit den Energieverbrauch auf etwa 20 kWh/m²a bringen kann, einen bisjher für utopisch gehaltenen kleinen Wert.
Den gleichen Effekt erreicht man mit elektrisch leitenden Anstrichen, also graphithaltigen Farben, in die niedergespannter Strom eingeleitet wird. Kombiniert man diese Technik, die ich mir patentrechtlich habe schützen lassen, mit Photovoltaik, kann man bei richtiger Auslegung die Heizkosten auf Null absenken.
Diese Konstruktion ist übrigens auch eine sehr gut funktionierende Innendämmung.
Die Aluminiumfolien wirken da auch als Dampfsperren, sodass der dem Raum entstammende Wasserdampf nicht in die Wandkonstruktion gelangen kann.
In wenigen Wochen wird diese Heiztechnik bei der Sanierung eines Fachwerkhauses in Recklinghausen eingesetzt werden.
Wer sich dafür interessiert, kann sich bei mir melden.
Christoph Schwan
Architekt
Es ist immer wieder spannend, mit welcher Begeisterung Beiträge aufgenommen werden, in denen Beheizungs-Techniken beschrieben werden, die dazu führen sollen, dass man auf Dämmschichten verzichten kann. Auf die Spitze wurde diese These durch den Kommentar in der Ausgabe 06/2015 zum o.a. Artikel getrieben. Hierzu einige Anmerkungen aus bauphysikalischer Sicht:
* Bei Wänden mit einer so hohen Wärmeleitfähigkeit, wie Stahlbeton, strahlt die vom Heizsystem abgegebene Wärme sowohl nach Innen als auch nach Außen ab. Das kann man durch eine Gebäudethermographie auch sehr schön überprüfen. Leider lässt sich für das Raumklima aber nur die Wärme nutzen, die nach Innen abgegeben wird. Deshalb ist eine Dämmung nach Außen immer sinnvoll, denn die Wärme, die die Wand nach Außen abgibt ist so gut wie nutzlos.
* Die im o.g. Artikel vorgestellte Heizung ist keine Wandheizung im eigentlichen Sinn (wie schon Herr Fischer erläutert hat), sondern ein klassischer Konvektor, nur in einer anderen Form. Der Vorteil des Konvektors ist die Erwärmung der wegen fehlender Dämmung sonst unangenehm kalten Außenwände. Aus diesem Grund werden Heizkörper auch typischerweise unter Fenstern angeordnet, weil diese in Bestandsgebäuden oft die kältesten Oberflächen darstellen. Der Warmluftschleier vor dem Fenster wird in der Regel als angenehmer empfunden, als die kalte Fensteroberfläche.
* Eine „gesunde Luftwechselrate von etwas 1,0 1/h“ wie im Kommentar (06/2015) beschrieben, führt ohne kontrollierte Wohnungslüftung mit Wärmerückgewinnung nicht nur zu hohen Wärmeverlusten, sondern auch zu einer extrem trockenen Luft. Das Problem der trockenen Heizungsluft entsteht übrigens nicht durch die Heizkörper, sondern dadurch, dass die Räume durchgehend auf hohe Innentemperaturen aufgeheizt werden und gleichzeitig durch Undichtigkeiten ein hoher Luftaustausch mit der Außenluft entsteht. Anlagen zur kontrollierten Wohnungslüftung begrenzen den Luftwechsel auf das gesundheitlich notwendige Maß und sparen mehr Energie ein, als sie verbrauchen. Zugige Altbaufenster und undichte Bauteile waren bei den Nutzern noch nie beliebt. Deshalb werden heute bei Verzicht auf eine mechanische Lüftung auch Lüftungselemente (Außenluftdurchlässe) mit einer Volumenstrombegrenzung eingebaut.
* Auch die These, man könne getrost auf eine ressourcenverschwendende 3-fach-Isolierverglasung verzichten, kann nicht so stehen bleiben. Die Oberflächentemperaturen einer 1fach-Verglasung sind so niedrig, dass sich im Winter die (glücklicherweise meist nur noch aus Geschichten) bekannten Eisblumen bilden, also Oberflächentemperaturen unter dem Gefrierpunkt. Die Wärmeverluste sind extrem und lassen sich nicht durch eine noch so gute Heizungstechnik kompensieren. Ohne direkte Sonneneinstrahlung ist es vor den Fenstern ist es so kalt, dass nur dicke Vorhänge (=temporäre Innendämmung) einigermaßen helfen.
* Der Verzicht auf Wärmedämmung führt zu mehr und deutlich höheren Bauschäden als die Verwendung von Dämmung. Mit Hilfe von Wärmebrückenberechnungen und thermisch-hygrischen Simulationen kann man die Ursachen der meisten Feuchteschäden inzwischen besser verstehen als früher. Einer Dämmung pauschal als Ursache zu verteufeln, führt nicht zur Verminderung von Bauschäden. Eine Beheizung von Außenbauteilen vermindert zwar wegen der Trocknung durch die Heizung das Risiko von Feuchteschäden, führt aber in der Regel zu einem höheren Energieverbrauch.
* Einen Vorteil hat die Beheizung ungedämmter Außenwände jedoch: Durch die Erwärmung der Außenoberflächen gibt es fast kein Risiko, dass sich auf der Außenoberfläche Algen bilden. Aber dafür gibt es inzwischen (jenseits der umweltschädlichen Biozide) bessere Lösungen, als den Garten zu beheizen.
Wandheizungen
Diese Heiztechnik ist physiologisch die beste Heiztechnik. Ich lasse Wandheizungen seit etwa 25 Jahren bauen – die Bauherren sind durchwegs sehr zufrieden.
Zur Senkung der Heizkosten trägt die Trocknung der Aussenwände bei, deren
Dämmfähigkeit durch Trocknung verdoppelt bis verdreifacht wird.
Gruss
Christoph Schwan
Architekt
Moin
Es gibt im Internet Berichte von Bauherren, deren Lehmhäuser mit sehr wenig Heizenergie auskommen sollen. Dabei sind die Lehmwände nicht weiter gedämmt, bis auf den Strohanteil im Lehm. Oft verbaut wurden Wand- und Fußbodenheizungen oder nur Holzöfen. Gleiches soll es auch für Häuser aus massiven Holz geben. Wenn ich die Beiträge hier nun lese, stellt sich mir die Frage, was ist nun dran an den geringen Heizkosten der massiven Lehm- und Holzhäuser? Angeblich reicht die Sonne in den warmen Monaten aus, um spät in der kalten Jahreszeit mit dem Heizen zu beginnen. Ich hatte früher mal in einem Schloss (heiße Sommerzeit) gearbeitet. Die Aussenmauer in Bodennähe war mehr als 1 Meter dick. Im ‚Eingangssaal‘ war es im ersten Moment kühl, aber sich darin wohlfühlen ist doch etwas anderes. Wenn ich mein Wissen zusammenfasse, müsste ein neues Haus ein flexibles Dämmsystem beinhalten. Wenn die Sonne scheint, muss die Dämmung inaktiv oder nicht vorhanden sein um den Massivbau aufzuheizen und bei kälteren Aussentemperaturen muss die Dämmung aktiv oder vorhanden sein um die gespeicherte Wärme im Haus zu halten.
Immer wieder staune ich, wie sehr doch viele Architekten mit der Physik auf Kriegsfuß stehen.
Wenn z.B. über die Vorteile einer warmen Wandoberfläche schwadroniert wird, dabei aber vergessen oder unterschlagen wird, dass die warme Wandoberfläche eben gleichzeitig eine tolle Heizung für den Garten bedeutet, dann ist das entweder peinlich oder unredlich.
Dabei ist das Ziel moderner Dämmtechnik nichts anderes: Eine wärmedämmende Hülle hält die Wand warm, indem sie die von innen kommende Heiz-Wärme erhält. Dass man dabei auch vieles falsch machen kann, ist eine Binsenweisheit. Mein Hund (ein weißer Samojede, also ein klassischer Schlittenhund) weiß das nur zu gut: Er legt sich gerne mal auch bei klirrender Kälte nach draußen, wie auch im Sommer in die herunterknallende Sonne. Aber dann kommt er auch wieder in die Wärme bzw. in den Schatten und wärmt sich durch die warme Raumluft (im Winter) oder betreibt im Sommer adiabate Kühlung, indem er über den kühlen Boden atmet. In seiner arktischen Heimat gräbt er sich im Winter in den Schnee ein und kommt damit dank seiner natürlichen Wärmedämmung glänzend zurecht.
Konrad Winter’s ungedämmte Speicherwand ist wie ein moderner Kurzhaar-Schlittenhund. Der überlebt in der Arktis nur dank Klimakabine vor und nach dem Rennen… Und warum nur erfand der Volksmund den „frierenden Schlosshund“?
Als Energieberater (und Ingenieur) komme ich in viele alte, „Fischer’sche“ Häuser. Das Prägnanteste daran sind die riesigen Öltanks.
Gerne besichtige ich auch mit Interessierten alte, angeblich so tolle Bauernhäuser. Beim genauen Hinsehen wird offenbar, dass die Leute jämmerlich gefroren haben. Warum war denn das „Zipperlein“ so weit verbreitet? Auch wenn sie über dem warmen (stinkenden) Kuhstall gewohnt hatten. Oder man hatte einen Kachelofen, beheizt von der Küche aus, wobei das Bett im Schlafzimmer direkt an der angrenzenden Wand stand.
Um die Räume halbwegs wohnlich zu haben baute man Holzvertäfelungen vor die kalten Außenwände. Sobald aber der Ofen aus war wurde es kalt in der Bude.
Nein, Rechnung und Erfahrung sagen, dass dicke Außendämmung der richtige Weg ist, um mit knapper Energie behaglich zu wohnen. Man muss halt die Bauphysik mit Verstand gebrauchen. Das ist aber auch sonst im Leben hilfreich…
Völlig verunsichert von den zum Teil widersprüchlichen Aussagen zwischen Artikel und Kommentaren, komme ich zu dem Schluss, dass eine Sockel-Heizung zwar eine gute Idee ist, jedoch nur in Kombination mit einer Außendämmung.
Kann das jemand kompetent beantworten ?
‚@Achim Sökefeld
So widersprüchlich ist das Alles nicht. Sind die Außenwände, also die „Hüllfläche“, kühl muss für die Behaglichkeit die Lufttemperatur deutlich höher sein. Dies bewirkt so den Zugluft-Eindruck. Um die Luft mit Sockelheizleisten zu erwärmen braucht es entsprechend hohe Vorlauftemperaturen. Denn diese Heizungsbauart ist, wie Herr Fischer schon damals erklärte, ein Kleinkonvektor. Aufgrund der niedrigen Schachthöhe werden für höhere Leistungen also höhere Temperaturen gebraucht. Dieser warme Luftschleier zieht an der Wand entlang und erwärmt so die Wandoberfläche und diese strahlt dann einen gewissen Anteil Wärme ab. Das funktioniert bei leicht zu erwärmenden Oberflächen gut, wie Wandbehang, dünnen Holzverkleidungen, wird aber bei massiven monolithischen Außenwänden schwierig. (Woher kommen die Dinger ursprünglich? Amerika, entweder dünnen Pappbauten oder Stein und dann Wasserdampfheizungen (SEHR heiß))
Die Außendämmung macht an dieser Technik wenig da die Wirkung der Heizleiten nichts damit zu tun hat. Kurz gesagt, es braucht eher eine leichte Innendämmung die bei kurzer Aufheizzeit eine höhere Innenwandtemperatur bewirkt. Also das Gleiche wie ein Wandbehang, dünne Holzschale, …
Der Vorteil einer Sockelheizleiste liegt, aus meiner Sicht, darin, das es den üblichen Verdächtigen erschwert wird Außenwände zu verstellen und damit Feuchteschäden erst so richtig zu provozieren. Außerdem lassen sich diese Teile nachträglich gut verlegen und sie verteilen den Wärme/Warmlufteintrag auf große Bereiche. Damit ist der Zuglufteffekt durch kalte Wände und heiße Einzelheizkörper weg!