Baumaterialien in der Gebäudesanierung Mit ökologischen Baumaterialien energieeffizient sanieren

Im Zusammenhang mit dem Bauwesen bedeutete der Begriff „Öko“ im Allgemeinen zuerst die Reduzierung von Energiekosten. Dies bezog sich in der Regel auf die Verringerung  der Heizenergiekosten durch die zunehmende Nutzung Erneuerbarer Energie wie Solarthermie, Biomasse oder Umweltwärme als alternative Energiequellen. Schließlich wurden auch die Potenziale in der Verbesserung der thermischen Hülle zur grundsätzlichen Vermeidung von Wärmeverlusten, durch luftdicht schließende Fenster, Vermeidung von Wärmebrücken durch umfangreiche Wärmedämmung der Außenbauteile usw. angegangen. So war sehr schnell von einem Öko-Haus die Rede, wenn nicht nur der Endenergiebedarf, sondern auch der Primärenergiebedarf der Heizungsanlage minimal war.

Ökobilanzen von Baustoffen
Dies bezog und bezieht sich aber bislang allein auf die Energieträger. Die Baustoffe werden bislang kaum bezüglich ihres Primärenergiebedarfs bewertet, obgleich die Entstehung moderner Baustoffe oft immensen Aufwand fordern, der kaum in Relation gesetzt wird und oft mitnichten als energieeffizient bezeichnet werden kann. Doch gibt es immer mehr Bauherren, die fragen: Wie viel Öltankwagen nagele ich denn da auf meine Außenwände und wie viel Energie spare ich dann dafür pro Jahr?
Der Markt wird sich in absehbarer Zeit darauf einstellen müssen, auch den Entstehungsprozess (und nicht nur den rein energetischen, sondern auch den logistischen, sowie die öko-sozialen Konsequenzen) transparent darzustellen. Allein die primärenergetische Bewertung von Baustoffen und Baumaterialien birgt bereits den umfassenden Ansatz des ökologischen Bauens mit entsprechenden Ökobilanzen auf den Punkt.
Die Ökobilanzen beinhalten freilich die üblichen Bilanzierungen im Bauwesen, wie Kosten-, Nutzen-, Risiken- oder Umweltbilanzierung. Sie gehen aber weiter, betrachten Lebenszyklen von Baustoffen und bilden detaillierte Materialkataloge, die über die Primärenergieinhalte hinausgehend transparente Deklarationsraster einzelner Materialien darstellen. Darüber hinaus umfasst eine Bilanzierung der Ökologie natürlich auch Produktvergleiche, Positivlisten, Prüfberichte, sowie Güte- und Umweltzeichen für Bauprodukte.

Grafische Darstellung einer Bauteilberechnung zur U-Wert-Ermittlung und Phasenverschiebung.

Natürliche Dämmstoffe und Baumaterialien
Im Fokus der Gebäudesanierung stehen hochwertige  Materialien zur Wärmedämmung für den winterlichen, aber auch für den sommerlichen Wärmeschutz. Dies sollte sich aber mitnichten nur auf die statische Größe des U-Werts fokussieren. Besonders hinsichtlich des sommerlichen Wärmeschutzes bieten ökologische Materialien oftmals eine optimalere Phasenverschiebung als konventionelle Baustoffe. D.h. die Sonneneinstrahlung benötigt eine längere Zeit für die Durchdringung des Bauteils. Dies trifft für die Außenwand ebenso zu wie für das Dach. Eine oberste Geschossdeckendämmung kann mit Blähton, Zellulose, aber auch begehbaren Holzfaserplatten realisiert werden.
Besonders bei obersten Geschossdeckendämmungen bieten natürliche Baumaterialien nicht zuletzt wegen ihrer Wiederverwendbarkeit eine bedeutende Rolle. Nicht selten soll das Dachgeschoss dann zu einem späteren Zeitpunkt optional ausgebaut werden und nach Möglichkeit die Wärmedämm-ebene auf dem Boden wieder rückgebaut werden, da die thermische Hülle vergrößert wird. Umso besser, wenn dieses Material dann nicht entsorgt werden muss, sondern wieder verwendet werden kann.
Neben den Vorteilen einer Wiederverwendung bieten ökologische Baumaterialien eine Vielzahl weiterer positiver Eigenschaften, wie beispielsweise hervorragende bauphysikalische Eigenschaften wie Sorptionsfähigkeit, Diffusionsoffenheit, Feuchteregulierung, Hygroskopizität oder gar Wärmepufferung.
Naturdämmstoffe haben wegen der Struktur ihrer Fasern die Fähigkeit, Feuchtigkeit zu speichern und wieder abzugeben. Bei lang anhaltender Feuchtigkeit verlieren sie nicht wie ihre mineralischen Konkurrenten an Dämmfähigkeit. Dies ist insbesondere bei dem heutigen Standard der thermischen Hülle keineswegs unbedeutend. Unabhängig von lüftungstechnischen Maßnahmen, kann mit natürlichen Dämmstoffen die Feuchte konstruktiv reguliert werden. Hinzu kommt die sehr gute Wärmespeicherfähigkeit beispielsweise von Lehm. Insbesondere im Zusammenhang mit passiver Solarnutzung ist es wichtig, auch durch entsprechende Materialien, die passiv in das Gebäude eindringende Sonnenwärme zu speichern und mit hohen Oberflächentemperaturen auf den Raum zu wirken. Auch der Trockenbau bietet derartige Möglichkeiten, indem Holzständerwände mit Lehmsteinen ausgefacht werden. Die Rohdichte kann den Wünschen nach Wärmespeicherung angepasst werden, was natürlich auch in den statischen Kontext des Bauwerks zu bringen ist. Die Oberflächenbearbeitung bietet  eine weitere Vielfalt von Lehm oder Kalkputzen und verschiedensten Naturfarben, neben Kasein und Silikaten.

Vergleich von zwei Außenwänden vor und nach der energetischen Sanierung mit Anhebung der Oberflächentemperatur durch erhöhte energetische Qualität.

Feuchtepufferung mit Lehm
Lehm verfügt nicht nur über eine hervorragende Ökobilanz als traditioneller, in den meisten Regionen vor Ort unmittelbar verfügbarer Baustoff, der nicht nur eine enorme Wärmespeicherkapazität aufweist, sondern darüber hinaus auch die Raumluftfeuchte im umbauten Raum sehr gut ausgleichen bzw. puffern kann. Diese Materialeigenschaft ist bei dem heutigen Sanierungsstandard (Wärmeschutz und Luftdichtheit)  gefragter denn je.
Feuchte stellt nicht nur eine Gefahr für das Bauwerk dar, sondern auch für die Menschen in seiner Umgebung.
Besonders viel Feuchte entsteht in der Küche (Kochen bis 900 g/h, Geschirrspülen 200 g/Spülgang), im Bad (Wäsche 350 g/Waschgang, Baden 1100 g/h, Duschen 1700 g/h) und in kühlen Bereichen wie dem Schlafzimmer. 1 mm Lehm-Putzdicke nimmt in einer Stunde etwa 5 g/m² Wasser auf. Putzdicke und -fläche können damit in Abhängigkeit der Dauer und der Intensität der Befeuchtung gewählt werden. Für eine kurze Befeuchtung wie Duschen genügt im Prinzip die geringe Dicke einer Lehmfarbe. Für ein Schlafzimmer wären 8 Stunden Nutzung anzusetzen. Mindestens 8 mm dick sollte also der Putz sein, damit er nicht vorher gesättigt ist. Eine schlafende Person atmet 40 bis 50 g Feuchtigkeit pro Stunde aus, ein Paar also etwa 800 g pro Nacht. Ein wenig gelüftetes Schlafzimmer sollte also mindestens 20 m² Wandfläche mit 8-mm-Lehmputz aufweisen (20 m² x 8 h x 5 g/m²/h = 800 g).
Diese Beispiele zeigen, wie rein auf konstruktiv-gestalterische Art und Weise durch einen ökologisch hochwertigen Baustoff beispielsweise auch dem baulichen Feuchteschutz entsprochen und darüber hinaus das Wohnraumklima zum Wohle der Bewohner nachhaltig gesteigert werden kann. Dem Brandschutz vermag der Baustoff Lehm ebenso Genüge zu tun wie etwaigen statischen Anforderungen.

Dämmschilfmatten als Putzträger mit Wärmedämmwirkung.

Phasenverschiebung und Temperaturamplitude
Die Phasenverschiebung von Dämmstoffen gibt die Zeitspanne an, in der die höchste Tagestemperatur ein Bauteil von der Außenseite zur Innenseite durchwandert hat und dort die Wärme natürlich stark gedämpft an den Raum abgibt. Die angestrebten Werte dieser Zeitverschiebung betragen 10 – 14 Stunden. Das bedeutet, dass die Mittagshitze im Hochsommer (am frühen Nachmittag) erst wesentlich später an die Innenräume, also in den frühen Morgenstunden des darauffolgenden Tages,  abgegeben wird. Zu dieser Zeit herrschen im Außenbereich weitaus geringere Temperaturen, sodass die Wärme am Morgen leicht  „wegegelüftet“ werden kann.
Die Temperaturamplitude (TAV) gibt an, wie viel Prozent der höchsten Tagestemperatur bis in den Innenraum gelangt. Für Dämmstoffe werden Werte unter 5% angestrebt, was aber nicht immer umgesetzt wird. Nicht zuletzt wegen ungeeigneten Materialien und unzureichenden Materialaufbauten. Je niedriger der TAV-Wert ist, desto besser ist der sommerliche Wärmeschutz. Wie hoch das Außenbauteil die eindringende Wärmewelle dämpft (TAV) und wie lange der Temperaturdurchgang (Phasenverschiebung) dauert, ist im Detail von der Bauteilkonstruktion abhängig.
Mit außenliegenden Dämmschichten und massiven  Innenschichten erreicht man optimale TAV-Werte. In Innenwand-Leichtbauten, wie sie oft bei Grundrissänderungen oder Raumaufteilungen  bei Dachgeschossaufbauten realisiert werden, fehlen große Massen. Natürliche Dämmstoffe  können mit ihrem Volumen diesen Nachteil ausgleichen. Hinsichtlich des Wärmespeichervermögens kann bei Naturdämmstoffen von einer spezifischen Wärmespeicherkapazität von 1,6 bis 2,2 kJ/kgK angesetzt werden. Allein schon diese Fakten sprechen für Naturdämmstoffe.

Unentbehrliche Materialien
Auch wenn der ökologische Aspekt von Baustoffen bislang keine sehr große Rolle spielt, sind es allein die spezifischen Materialeigenschaften, die diese Materialien sowohl im Wohnungsbau, als auch bei Nichtwohngebäuden unentbehrlich machen, um Energieeffizienz letztendlich auch nachhaltig zu gestalten.

Autor: IKZ-ENERGY-Autor Frank Hartmann ist Geschäftsführer des Forums Wohnenergie in 97509 Zeilitzheim, Tel. 09381 716831, Fax 09381 716330, hartmann@forum-wohnenergie.de, www.forum-wohnenergie.de

_______________________

Definition
Die Ökologie ist die Lehre vom Haushalt der Natur und findet ihren Ursprung in der Bio-logie. Die Wissenschaft über die Wechselbeziehung zwischen den Lebewesen (Organismen) und ihrer Umwelt (als Teilgebiet der Biologie), wobei Umwelt als Gesamtheit aller organischen und anorganischen Lebensbedingungen verstanden wird. Diese Wechselwirkungen können gering sein, hören aber nie ganz auf, ob wir sie wahrnehmen oder ignorieren. Fakt ist: Je ungestörter diese Wechselwirkungen vonstattengehen, desto harmonischer funktioniert dieser grundlegende Haushalt, den wir Natur nennen, zum Wohlergehen aller Beteiligten, also auch der Menschen.