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Technik – Fluch und Segen zugleich. Setzen wir sie zum Wohlergehen der Menschen ein!

Bernd Sternal

Wärmedämmung – ein Mittel zum Klimaschutz? Teil 2

Das Wärmedämmung nicht in jedem Fall, und insbesondere nicht mit Wärmeverbundsystemen, ein adäquates Umweltschutzprojekt ist, habe ich in Teil 1 versucht darzulegen.
Heute möchte ich mich mit den diesbezüglichen Versprechen bezüglich Klimaschutz und Wirtschaftlichkeit auseinandersetzen.
Viele Hausbesitzer treiben die ständig steigenden Energiekosten um, sie wollen sparen und zudem die Umwelt schonen. Wärmedämmung wird dafür als Heilsbringer angepriesen und mit öffentlichen Mitteln subventioniert. Es werden Unsummen in die Fassadendämmung investiert, doch die Kritik von Fachleuten nimmt rasant zu. Die von den Gebäudebesitzern getätigten Investitionen sollen sich über die Jahre durch Heizkosteneinsparungen amortisieren. Außenfassadendämmung ist daher zunächst eine wirtschaftliche Entscheidung. Diese steht und fällt, mit einer realistischen Einschätzung der Investitionskosten incl. Folgekosten sowie der erzielbaren Einsparungen gegenüber dem ungedämmten Haus. Doch in der Regel wird dem Gebäudebesitzer die Entscheidung schon abgenommen, denn die Fassadendämmung ist politisch gewollt und für Neubauten und Sanierungen gesetzlich festgeschrieben. Auf jeden Fall ist sie ein riesiges Geschäft für die Baustoffindustrie und das Bauhandwerk.
Und zudem: welcher Bauherr kann die Kosten und Einsparungen schon selbst berechnen. Das machen in der Regel die Handwerksbetriebe, die sich auf Berechnungen der Baustoffhersteller und wirtschaftsnaher Institute stützen. Es ist nicht selten, dass in den Angeboten mit Einsparungen von 30 bis 60 Prozent geworben wird. Doch ist das korrekt?
Zur Berechnung wird der sogenannte U-Wert herangezogen. Das ist der Wärmedurchgangskoeffizient – abgekürzt mit U für unit of heat transfer – und stellt die Einheit des Wärmedurchgangs dar. Doch was sagt dem Laien das? Der U-Wert beschreibt, wie viel Wärme pro Quadratmeter Wandfläche nach draußen entschwindet, wenn die Temperatur draußen um ein Grad niedriger ist als drinnen.
Die SI-Einheit des U-Wertes ist also Watt/(Quadratmeter x Kelvin). Watt ist die Leistung, dargestellt in Energieumsatz pro Zeiteinheit. Quadratmeter ist die Fläche eines Gebäudeteils und Kelvin gibt den Temperaturunterschied zwischen der Innen- und Außenfläche des Bauteils an (1 K entspricht 1 Grad C). So wird ein theoretischer Berechnungskoeffizient ermittelt, der als Basis für die angebliche Energieeinsparung erhalten muss. Der ermittelte Wert setzt voraus, dass der Wärmestrom über die Zeit konstant ist und das Bauteil chemisch, physikalisch und mathematisch über die ganze Fläche gleich ist: ein rein theoretischer Zustand.
Ohne Zweifel ist der U-Wert ein theoretischer Wert von praktischer Bedeutung. Bei entsprechenden Berechnungen kann man so schnell darauf kommen, dass eine gedämmte Außenfassade den U-Wert bis zu 80 Prozent verbessern kann. Das ist zwar rechnerisch richtig, aus diesen Prozenten allein nun Ableitungen über die zu erwartenden Heizkosteneinsparungen abzuleiten ist jedoch eine Fehleinschätzung. Zu viele weitere bedeutende Faktoren sind in diese Berechnung einzubeziehen: Ausrichtung des Gebäudes, Art der Heizungsanlage, Dämmeigenschaften anderer Gebäudeteile wie Fenster, Türen, Decken, Keller, Dach etc. Auch klimatische sowie Standortfaktoren spielen eine Rolle.
Rechenmodelle sollen helfen, doch diese sind auch nur Theorie und orientieren sich weder an den tatsächlichen Verbrauchswerten noch beziehen sie unterschiedliche Jahreswetter ein. Zudem werden bei allen Berechnungen die physikalischen Änderungen in der Wand, die sich bei einer Fassadendämmung zwangsläufig ergeben, nicht mit einbezogen. So kann eine gedämmte Fassade kaum Sonneneinstrahlung aufnehmen.
Weitere Ausführungen dazu möchte ich nicht machen. Ich denke es ist ersichtlich, dass der Einspareffekt häufig nicht der ist, der versprochen oder erwartet wurde. Dann wird die Wärmedämmungs-Investition schnell zu Kostenfalle, denn besonders die Lebensdauer der WDVS ist mangelhaft.
Wenn die Einsparrechnung nicht aufgeht sind besonders Mieter betroffen. Die Investitionen werden auf diese umgelegt und den teilweise erheblichen Mieterhöhungen werden angebliche drastische Heizkosteneinsparungen entgegengestellt. Leider rechnet sich die Außenfassadendämmung jedoch mehrheitlich nur für die Hausbesitzer.
Da die prognostizierten Energieeinsparungen nur selten die avisierten Höhen erreichen, ist auch der damit einhergehende Klimaschutz nur bedingt zu erzielen. Die Herstellung sowie die spätere Entsorgung der WDVS, sowie deren Energiebilanz, wollen wir bei diesen Betrachtungen außen vorlassen.




Wärmedämmung – ein Mittel zum Klimaschutz? Teil 1

Wir müssen unsere Umwelt und Natur schützen und dem Klimawandel nach Möglichkeiten entgegenwirken. An dieser Aussage sind keine Zweifel zu hegen. Doch leider sind die Mittel die zum Erreichen dieser hehren Ziele führen sollen nicht immer probat.
Ein Beispiel dafür ist zweifellos die Bautechnik der Wärmedämmung. Mit Energie muss man sparsam umgehen, ohne Frage. Das trifft insbesondere auch auf Heizwärme zu. Noch vor wenigen Jahrzehnten waren in unseren Wohnhäusern nur ausgewählte Räume beheizt; die Küche wurde durch den Kochprozess automatisch erwärmt. Türen und Fenster wurden in der kalten Jahreszeit geschlossen gehalten, um die Wärme nicht ins Freie entkommen zu lassen. Gebaut wurde mit unterschiedlichen Materialien, die jedoch alle eines Gemein hatten: Sie waren natürlichen Ursprungs.
Diese alten Bautechniken, Türen und Fester aus Holz, Fachwerk, 240 mm Ziegelsteinwände, Decken aus Holz, Stroh, Lehm und so weiter, waren schlecht geeignet um die Wärme in den Gebäuden zu halten. Zugluft und Wärmebrücken sorgten unstrittig für nicht geringe Wärmeverluste.
Dann kam die Bauforschung in Zusammenarbeit mit der Bauwirtschaft auf die Idee der Wärmedämmung im industriellen Stil. Die Wärme in den Gebäuden halten, dadurch Energiekosten und natürlich Energieträger sparen, was letztlich Geldbeutel und Umwelt schont. Grundsätzlich eine gute, eine sehr gute Idee. Aber nicht immer wird eine gute Idee auch gut umgesetzt – besonders, wenn man zu viel des Guten will.
Man entwickelte Türen und Fenster aus PVC, Aluminium und Holz sowie Verbundstoffen, die keinen Luftzug mehr durchlassen und deren Scheibensysteme mehrfach isoliert sind. Weiterhin wurden Bau- und Isolierstoffe für Innen- und Außenisolierungen sowie Dachisolierung entwickelt. Toll: Können so doch auch Häuser älterer Bauart auf modernen Isolationsstandard gebracht werden. Das kostet zwar einiges Geld, amortisiert sich jedoch nach einem berechenbaren Zeitraum und dann spart man Geld und tut zudem was Gutes für die Umwelt und das Klima.
So dachte wohl, inspiriert von der Bauwirtschaft, auch die Politik. Allen voran sprangen die Grünen auf den schon fahrenden Zug der Wärmedämmungseuphorie auf. Und da unsere Politiker immer bemüht sind uns Bürgern mittels unserer Steuern Wohltaten zukommen zu lassen, wurden gewaltige Förderprogramme aufgelegt. Zudem wurde, wie in Deutschland üblich, alles in Gesetze gegossen, in diesem Fall in die En-EV. Bürokratisch kann nicht einfach und verständlich sein, daher heißt dieses Gesetz „Verordnung über energiesparenden Wärmeschutz und energiesparende Anlagetechnik bei Gebäuden – Energiesparverordnung“.
Wir Deutschen haben eine seltsame Mentalität entwickelt: Alles was es an Förderungen vom Staat gibt, muss mitgenommen werden – koste es was es wolle. Dazu werden sogar teure Kredite aufgenommen.
Jedoch wie sieht die Realität aus? Halten die vollmundigen Wärmeisolierungs-Versprechen das, was sie versprechen.
Ein Gebäude ist in gewisser Weise eine Art lebender Organismus. Es muss atmen können, Wärme und Kälte aufnehmen und abgeben, Feuchtigkeit aufnehmen und abgeben. Es folgt physikalischen und chemischen Gesetzmäßigkeiten, die wir Menschen nicht unbegrenzt außer Kraft setzen können. Nie zuvor waren Gebäude so auf unser Wohlgefühl konzipiert wie heute. In den kalten Monaten werden alle Räume wohl temperiert, in den warmen Monaten hingegen klimatisiert, also gekühlt. Die Folgen dieser teilweise erheblichen Temperaturdifferenzen sind Spannungen in den Gebäuden, die durch die verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten der unterschiedlichen verbauten Materialien entstehen. Können diese Spannungen nicht ausgeglichen werden oder abfließen, so kommt es zu Gebäudeschäden, die sich insbesondere durch Risse darstellen.
Zudem herrschte nie zuvor in den Räumen von Gebäuden eine Luftfeuchtigkeit wie in unseren Tagen. Es wird geduscht, gebadet, gewaschen, getrocknet, gespült, gekocht, gekühlt, wir haben Haustiere, Aquarien, Zimmerpflanzen, Luftbefeuchter und vieles mehr. Alles das gibt Feuchtigkeit in den Räumen ab, die irgendwo hin muss.
Eine der Folgen ist Schimmelbildung, die häufig den Wohnungsinhabern angelastet wird. Es wird dann offeriert, dass ein verändertes Heiz- und Lüftungsverhalten Abhilfe bringen könnte. Das mag in Einzelfällen zutreffen, in der Regel jedoch basiert die Schimmelbildung auf baulichen Mängeln, insbesondere bei der Innenraumisolierung.
Weitaus problematischer ist wohl die Außenfassadenisolierung zu sehen. Und sie gerät immer wieder erneut in den Fokus der Kritik. In der Regel werden heute sogenannte Wärmedämmverbundsysteme (WDVS) eingesetzt. Diese sind vergleichsweise preisgünstig und stellen eine einfache Lösung dar Energieverluste durch die Gebäudehülle zu senken und dass, ohne sich allzu sehr Gedanken über die bauphysikalischen Zusammenhänge im Gebäude machen zu müssen. So jedenfalls argumentiert die Bauwirtschaft und auch die Politik.
Nach neuesten Schätzungen wurden deutschlandweit bisher etwa 900 Millionen Quadratmeter dieser Verbundisolationen auf Fassaden verklebt. WDVS bestehen aus einem schwer zu trennenden Materialmix: Polystyrol- Dämmschicht, Kunststoffarmierungsgewebe, kunststoffmodifizierte Zementkleber sowie Fassadenfarben. Letztere werden stark mit Algiziden und Fungiziden angereichert, damit die Fassaden länger wie neu aussehen. Ständig kommen weitere chemische Substanzen hinzu, um die Verbundstoffe zu verbessern. Über deren Wirkung auf die Umwelt sowie auch den menschlichen Körper sind kaum Aussagen zu treffen.
Nachfolgend möchte ich auf die Umweltfreundlichkeit von WDVS eingehen, wirtschaftliche Betrachtungen folgen in einem weiteren Beitrag. Über die Lebensdauer der WDVS lässt sich bisher noch nichts Abschließendes aussagen, denn sie werden erst seit Ende der 1980er Jahre verbaut. Experten schätzen jedoch eine Lebensdauer von etwa 30 Jahren. Mehr als dreiviertel unserer Gebäude wurden vor 1980 gebaut. Wären durch den Krieg nicht so viele Gebäude zerstört worden, wäre die Anzahl alter Gebäude noch weitaus höher. Gebäude können also bei sachgemäßer Pflege technisch durchaus eine Lebenserwartung von mehreren Hundert Jahren haben. Von diesem Blickwinkel aus, ist es von wenig Bedeutung, ob eine Wärmedämmung 25 oder 35 Jahre hält. Die Lebensdauer ist von Umweltgesichtspunkten aus einfach zu kurz, gegenüber konventionellen Baustoffen, wie Mauerwerk.
Wir können also davon ausgehen, dass die ersten Dämmsysteme bald entsorgt werden müssen und in der Folgezeit werden es immer mehr. Demnach müssen in den nächsten 30-40 Jahren alle geschätzten 900 Millionen Quadratmeter entsorgt werden und es kommen immer neue Massen davon hinzu.
Im Herbst 2015 wurde zur Entsorgung von WDVS eine kleine Anfrage vom Hessischen Landtag beantwortet. Demnach gibt es eine verlässliche Zahlenbasis für das zu erwartende Rückbauvolumen in den kommenden Jahren bislang nicht. Auf die Frage „Welche Recyclingtechnologien sind erprobt?“ gab es diese Antwort: Technologien zum Recycling, also zur stofflichen Verwertung von Polystyrol aus WDVS, sind aktuell nicht verfügbar.
Weiter Fakten erspare ich Ihnen. Sieht jedoch so Umwelt- und Klimaschutz aus? Etwas Energie einsparen – dazu demnächst mehr – und dafür hunderte Kubikmeter Sondermüll fabrizieren?
Der Architekt Christoph Mäckler, ehemaliger Vorsitzender des Bundes Deutscher Architekten, plädiert dafür nachhaltig und klimagerecht zu bauen, anstatt Gebäude in Kunststoff zu verpacken. Eine weiche Dämmschicht aus geschäumtem Kunststoff habe nicht die gleiche Lebensdauer wie eine gemauerte Wand – meint Mäckler. „Nachhaltig bauen bedeutet, ein Gebäude so zu errichten, dass es auch noch in hundertfünfzig Jahren genutzt werden kann und nicht nach 30 Jahren wieder abgerissen oder erneuert werden muss.“ Dies müsse bei der Energiedebatte berücksichtigt werden, meint Mäckler. Er fordert auch von Gesetzgeber für Neubauten Wärmeverbundsysteme zu untersagen. Stattdessen sollte so geplant und konstruiert werden, das durch entsprechende Wanddicken Dämmstoffe überhaupt nicht erst nötig werden.
Demnächst Wirtschaftlichkeit von WDVS




CELTEE – Clean Energy Low Temperature Emissionsfree Engine

Es war im Jahr 2002, als der mächtige Tsunami im Indischen Ozean mindestens 231.000 Tote im asiatischen und afrikanischen Raum forderte und die Welt erschütterte. Diese Naturkatastrophe war für die Erfinder Walter Loidel und Roland Stagl Auslöser für eine zündende Idee. Es sollte eine ausschließlich mit Sonnenenergie betriebene Wasseraufbereitungsanlage entwickelt werden, denn wenn es eines in der Krisenregion zur Genüge gab, dann war es die gnadenlos vom Himmel brennende Sonne. Diese Trinkwasseranlage sollte außerdem transportabel sein, technisch unkompliziert und sie sollte sich entsprechend des Bedarfs selbstständig an- und ausschalten.
Eine Mammutaufgabe, schier unlösbar sollte man meinen! Aber dafür gibt es Erfinder, die lösen technische Probleme, die eigentlich von Fachleuten als unlösbar betrachtet werden, denn Erfinder werden getrieben von der Neugier und begleitet von Ideenreichtum. Um eine solche Meerwasserentsalzungsanlage zu entwickeln, die nach dem physikalischen Prinzip der Umkehrosmose arbeiten sollte, musste ein Antriebsmedium für die Hochdruckpumpe als Kernstück der Anlage gefunden werden, das den genannten Anforderungen Rechnung tragen konnte. Gesucht wurde ein Stoff, der den nötigen Druck über eine Temperaturdifferenz erzeugen konnte. Diese Temperaturdifferenz sollte sich im Rahmen des Niedrigtemperaturbereichs bewegen. Gesucht wurde also ein Stoff mit Dehnungsanomalie – gefunden wurde CO2.
Keine Erfindung, auch keine Entdeckung, diese hatte Prof. Dr. Andreas Freiherr von Baumgartner in seinem 1835 erschienenen Werk „Die Naturlehre nach ihrem gegenwärtigen Zustande mit Rücksicht auf mathematische Begründung“ schon vorweggenommen. Er schrieb in seinem Kapitel über die Dampfmaschinen: „Endlich muss nach einer Maschine gedacht werden, in welcher man statt der Wasserdünste tropfbare Kohlensäure anwendet, die unter gewissen Umständen ausdehnsam wird und mit ungeheurer Kraft auf einen Kolben wirkt. Es ist kein Zweifel, dass solche Maschinen an Kraft alle so genannten Dampfmaschinen weit übertreffen würden, wenn nicht besondere Umstände ihre Entwicklung schwierig machten.“ Die Schwierigkeiten damals, vor über 175 Jahren, waren zum einen die Bereitstellung von reinem CO2 sowie zum anderen die unzureichenden Fertigungstechniken in der Metallbearbeitung. Später, als diese Hauptprobleme beseitigt waren, hatte man die Möglichkeiten, die Kohlendioxid energetisch bietet, vergessen, verdrängt oder bewusst außen vorgelassen. Man konnte ja auf die neuen Energieträger Benzin, Diesel und Strom zurückgreifen, die gute Profite und auch hohe Steuereinnahmen versprachen.
Loidl und Stagl hatten jedoch dieses faszinierende Arbeitsmedium wiederentdeckt. Sie entwickelten daraus das Herzstück ihres Antriebs- bzw. Arbeitskonzeptes, das sie CELTEE nannten.
Jedoch arbeiten mit kostenloser Energie, umweltfreundlich, klimaneutral, autark und preiswert – wer will das schon?
Die Wirtschaft jedenfalls nicht, die will Profite, die Politik wohl auch nicht, denn die will Steuereinnahmen. Und die Wissenschaft? Wieder einmal lernten zwei herausragende Erfinderpersönlichkeiten die Verharrungskräfte unserer modernen Gesellschaft kennen, insbesondere auch die der Wissenschaft. Wissenschaftliche Dogmatiker und Fundamentalisten, die ihre eigene Karriere höher bewerten als den Fortschritt, bremsen aus und versuchen Erkenntnisse, die ihrem angestammten Arbeitsgebiet entgegenstehen, im Keim zu ersticken. Ich weiß, worüber ich da rede! Dann aber gelang den beiden Ingenieuren ein bedeutender Zwischenerfolg. Der Physiker und ausgewiesene Experte für Thermodynamik, Strömungsmechanik und Wärmeübertragung für kraft- und Arbeitsmaschinen, Prof. Dr.-Ing. Klaus Nitsche, nahm sich der Problematik an. Es wurde der leistungsfähige Prototyp einer Celtee-Anlage mit zwei Arbeitszylindern gebaut, der die Funktionsfähigkeit der Erfindung als Kreisprozess einer Arbeitsmaschine in seiner Funktion bestätigte. Im Jahr 2009 wurde von dem Wissenschaftler ein Gutachten erstellt, dessen Plädoyer lautet: „…..wir arbeiten mit kostenloser Energie!“ Auf Grund des Patentschutzes für Celtee kann ich hier leider keine technischen Details preisgeben.
Auch hege ich die Hoffnung, dass sich zukünftig Presse und Medien fachlich, konstruktiv und vor allem loyal und kompetent mit derartigen Erfinderthemen und neuen technologischen Ansätzen auseinandersetzen und nicht nochmals dem Hummel-Paradoxon unkritisch anheimfallen. Denn, dass eine Hummel gemäß physikalischer Gesetze eigentlich nicht fliegen kann, es aber nur noch nicht weiß, ist ein Wissenschaftsscherz der 1930er Jahre und physikalisch längst wiederlegt. Die Hummeln müssen das also eigentlich nicht wissen, die Fortschrittsbremser und Beharrer aber müssen erkennen, dass wissenschaftliche Erkenntnisse nicht zementiert sind, sondern sich in einem kontinuierlichen Entwicklungsprozess befinden.
Im Fall der Celtee-Erfindung ist von derartigen Fortschritten leider noch nicht sehr viel zu spüren. Die Erfinder haben zwar eine entsprechende Referenzanlage bauen können, jedoch fehlt ihnen nach wie vor das Geld um Celtee zur Serienreife zu entwickeln.
Vielleicht finden sich ja auf diesem Weg Interessenten und Investoren. Diese können sich gern bei mir melden. Auch ein Crowdfunding-Projekt wäre sicherlich eine gute Sache. Übrigens wären Arbeitsmaschinen nach dem Celtee-Prinzip auch ideal für die Entwicklungsländer. Denn wie wir täglich aufs Neue sehen können, hat unsere Politik keine Ideen und Visionen, wie die Armut in diesen Ländern abgebaut werden kann. Und ohne Perspektiven werden sich die Menschen aus den Entwicklungs- und Schwellenländern auch weiterhin auf den Weg nach Europa machen: Wer kann es ihnen verdenken?