Energiesparnetzwerk

Ein Warmdach findet man sowohl beim Flachdach als auch beim Steildach. Grundsätzlich ist ein Warmdach eine einschalige, unbelüftete Dachkonstruktion. Beim Flachdach wird die Tragkonstruktion direkt mit der Dämmung und der Dachbahn verbunden, ohne dass dabei wie beim Kaltdach Luft oder gar Feuchtigkeit zwischen die Schichten gelangen darf. Beim Steildach wird unterhalb der üblichen Vollsparrendämmung durch eine Dampf- und Windsperre dafür gesorgt, dass keine Feuchtigkeit in die Dämmlage und in die Dachkonstruktion dringt. Dieses setzt eine äußerst gewissenhafte Verklebung der Dampfsperrfolie voraus. Fehler, die dabei besonders Heimwerkern beim Ausbau des Dachgeschosses passieren können, begünstigen Schimmelbildung in der Dämmung.

Der Wärmebedarf gibt die Wärmemenge an, die maximal erforderlich ist, um auch bei tiefen Außentemperaturen wohnliche Raumtemperaturen einzuhalten. Der rechnerisch ermittelte Wärmebedarf hängt vor allem von Lage, Größe und Bauweise des Hauses ab. Er bestimmt die erforderliche Nennwärmeleistung der Heizungsanlage. Je nach Außentemperatur, Tageszeit und Benutzung der Räume verändert sich der der aktuelle Wärmebedarf. Damit der Heizkessel nicht mehr Wärme erzeugt als nötig, muss die Regelung die Wärmezufuhr zu den Räumen automatisch an den jeweiligen Wärmebedarf anpassen.

Als Wärmebrücke bezeichnet man eine wärmetechnische Schwachstelle an einer Fassade oder sonstigem Bauteil eines Gebäudes. Wärme wird an einer Wärmebrücke besonders gut ins Freie geleitet. Schwachpunkte einer Fassade sind zum Beispiel Auflagerbereiche von Decken, Ringankern, Fenster- und Türstürzen, tragenden Gerippen bei Skelettbauweise, auskragenden Bauteilen (z.B. Balkone aus Stahlbeton), betonierten Wandscheiben und Rollladenkästen. Eine Wärmebrücke macht sich nach schon geringer Zeit dadurch bemerkbar, dass durch den deutlichen Temperaturunterschied Wasser kondensiert und feuchte Stellen in der Wand oder an der Decke erkennbar werden. Der nächste Schritt ist häufig Schimmelbildung, die ein deutliches Zeichen ungenügende Wärmedämmung ist. Dem wirkt eine entsprechende Wärmebrückendämmung effektiv entgegen. Bei Stützen oder großflächigen Bauteilen kann hier eine extrudierte Polystyrol-Hartschaumdämmung (in Form von vorgefertigten Platten unterschiedlicher Dicken, die vor Ort passgenau auf die passende Größe zugeschnitten werden) definiert eingesetzt und direkt in die Schalung eingelegt werden. Wärmebrücken werden häufig auch fälschlicherweise als Kältebrücken bezeichnet.

Als Wärmedämmstoffe werden Baustoffe bezeichnet, die eine niedrige Rohdichte und Wärmeleitfähigkeit besitzen und zum dämmen von Gebäuden eingesetzt werden. Als Dämmstoffe kommen Mineralwolle, Polystyrol, PUR-Hartschaum, Holzfaserplatten, Hanfwolle, Schaumglas oder Perlite zum Einsatz. Nicht jeder Wärmedämmstoff ist für jede Anwendung geeignet. Bei einer Außendämmung dürfen die Stoffe z.B. kein Wasser aufnehmen, da sonst die Wirkung herabgesetzt wird. Speziell für die Fassadendämmung werden sogenannte Wärmedämmverbundsysteme angeboten.

Wärmedämmverbundsysteme (WDVS) stellen ein kombiniertes Klebe-, Montage-und Beschichtungssystem dar, wie es in der DIN V18559 beschrieben wird. Wärmedämmende Materialien (Styropor, Steinwolle, Holzwolle-Leichtbauplatten, Kork etc.) werden auf den Außenwänden eines Gebäude befestigt (mit Klebemörtel, mit Dübeln, mit Halteleisten). Die Dämmung wird anschließend mit einer Beschichtung versehen. Diese Beschichtung besteht aus einem Unterputz (Armierungsschicht) und einer Schlussbeschichtung (Putz, keramische Bekleidung wie Riemchen oder Fliesen), die möglichst wasserabweisend (hydrophobiert) und dennoch wasserdampfdurchlässig (diffusionsoffen) sein sollte. Der Begriff Verbundsystem bringt zum Ausdruck, dass die einzelnen Komponenten des Systems ein aufeinander abgestimmter Verbund sind / sein müssen.

Der Dampfdruck im Freien und in bewohnten Räumen ist meist unterschiedlich groß. Der Dampfdruck hat deshalb das Bestreben, sich zwischen innen und außen auszugleichen. Dabei entsteht eine Wanderung durch die Bauteile hindurch, meist von innen nach außen. Diese Wanderung wird Wasserdampfdiffusion genannt. Wird die Wanderung des Wasserdampfes durch das Gebäude behindert, kann es zu Ansammlungen von Feuchtigkeit und somit auch zu Schimmelschäden kommen. Mit Dampfbremsen wird die Wasserdampfdiffusion abgebremst, mit Dampfsperren verhindert.

Der Wärmedurchgangskoeffizient wird im Bauwesen U-Wert genannt (früher k-Wert). Er gibt an, welche Wärmemenge (in kWh) durch eine Bauteilfläche von 100 m² in einer Stunde transportiert wird, wenn zwischen innen und aussen ein Temperaturunterschied von 10 Grad besteht. Je kleiner der Wert, desto besser. Ein guter U-Wert für ein Dach liegt bei etwa 0,20 kwh. Dies wird mit einer Zwischensparrendämmung von etwa 20 cm Dicke oder einer Aufsparrendämmung von etwa 12 Dicke erreicht. Bei einem Niedrigenergiehaus sollte der U-Wert des Daches unter 0,15 liegen. Dies wird durch entsprechende Erhöhung der Dämmstoffdicke erreicht. Ein guter U-Wert für eine Wand liegt bei 0,30, um Niedrigenergiehaus-Standard zu erreichen, sollte der U-Wert 0,20 nicht überschreiten. Das U im U-Wert entstammt der englischen Bezeichnung "Unit of heat-transfer".

siehe Wärmedurchlasswiderstand

Mit dem Wärmedurchlasswiderstand wird der Widerstand einer Schicht gegen das Durchströmen von Wärme angegeben. Zu seiner Ermittlung ist die Dicke der betreffenden Schicht (in Meter) durch die stoffbezogene Wärmeleitfähigkeit zu dividieren. Je höher der Wärmedurchlasswiderstand, desto besser die Wärmedämmung. Der Wärmedurchlasswiderstand wird zur Berechnung der Wärmedurchlässigkeit (U-Wert) eines Bauteils benötigt.

Der Wärmeeindringkoeffizient ist eine reine Baustoffkenngröße, die um so kleiner ist, je weniger Wärme beim Kontakt zweier Körper transportiert wird. „Warme“ Baustoffe wie z. B. Ziegel weisen günstige Werte auf. Der Wärmeeindringkoeffizient kann ganz einfach praktisch vermittelt werden. Kalte Baustoffe Metalle haben einen hohen Wärmeeindringkoeffizient und fühlen sich entsprechend kalt an, wenn man sie berührt. Warme Baustoffe wie Dämmstoffe oder Holz fühlen sich hingegen warm an und haben einen niedrigen Wärmeeindringkoeffizienten.

Die Wärmekapazität ist eine materialspezifische Größe. Sie zeigt an, wie viel Wärme durch den Baustoff aufgenommen werden kann. Sehr schwere dichte Stoffe (z.B. schwere Steine) haben eine hohe Wärmekapazität. Bei leichten wie z.B. Wärmedämmstoffen ist die Wärmekapazität hingegen sehr gering. Bei den Wärmedämmstoffen gibt es allerdings große Unterschiede. Bei Mineralwolle ist die Wärmekapazität z.B. eher gering, eine Dämmschicht aus eingeblasenen Zelluloseflocken dagegen hat eine vergleichsweise hohe Wärmekapazität. Die Wärmekapazität sagt also nicht direkt etwas über die wärmedämmenden Eigenschaften von Materialien aus. Wasser hat eine besonders hohe Wärmekapazität, weshalb es sich gut zum Speichern von Wärme eignet.

Unter Wärmeschutz wird der Schutz des Hauses vor Kälte oder Wärme (im Sommer) verstanden. Der richtig und ingenieurmäßig geplante Wärmeschutz ist die wirksamste Methode zur Energieeinsparung. Er soll folgende Anforderungen erfüllen: Schaffung hygienischer Wohnverhältnisse, d.h. Erzielung eines gesunden und behaglichen Innenraumklimas. Erhaltung des Gebäudes und seiner Funktionstüchtigkeit durch Vermeidung schädlicher und unkontrollierter Tauwasserbildung (Gebäudepflege). Einsparung von Energie und dadurch von Heiz- und Betriebskosten (Wirtschaftlichkeit). Verminderung thermisch bedingter Gebäudeverformungen bzw. Spannungen, die zu Bauschäden führen können.

Wärmespeicherung ist die Eigenschaft eines Baustoffs oder Bauteils, zugeführte Wärmemengen aufzunehmen, zu speichern und bei Abkühlung der Umgebungsluft oder der angrenzenden Bauteile wieder abzugeben. Es gibt Baustoffe wie Massivholz oder Ziegel, die ein hohes Wärmespeichervermögen haben. In der Übergangszeit im Frühling und Herbst reicht das Wärmespeichervermögen eines massiven Hauses aus, mit der am Tage gespeicherten Wärme des Nachts die Räume zu wärmen, ohne dass die Heizung eingeschaltet werden muss.

Das Wärmespeichervermögen gibt an, wieviel Wärme, z.B. in einer Wand bei Raumheizung aufgenommen werden kann. Es ist abhängig von der spezifischen Wärmekapazität des Wandbaustoffes, seiner Rohdichte und Dicke. Schwere Wandbaustoffe können also eine größere Wärmemenge speichern als leichte. Außenseitig mit WDVS wärmegedämmte und schwere Mauerwerke sind während der Heizperiode im gesamten Querschnitt warm und können somit viel Wärme speichern. In der Übergangszeit im Frühling und Herbst reicht das Wärmespeichervermögen eines massiven Hauses aus, mit der am Tage gespeicherten Wärme des Nachts die Räume zu wärmen, ohne dass die Heizung eingeschaltet werden muss.

Der Wärmeübergangskoeffizient drückt die Wärmemenge aus, die pro Sekunde zwischen 1 m² der Oberfläche eines festen Stoffes und der ihn berührenden Luft ausgetauscht wird, wenn der Temperaturunterschied zwischen Luft und Stoffoberfläche 1 Kelvin beträgt. Im Bauwesen wird der Wärmeübergangskoeffizient zur Berechnung des Wärmedurchgangskoeffienten bzw. des U-Werts benötigt. Es gibt unterschiedliche Wärmeübergangskoeffizienten, abhängig davon, ob der Übergang zwischen Luft und Bauteil innen oder außen erfolgt.

Der Wärmeübergangskoeffizient drückt die Wärmemenge aus, die pro Sekunde zwischen 1 m² der Oberfläche eines festen Stoffes und der ihn berührenden Luft ausgetauscht wird, wenn der Temperaturunterschied zwischen Luft und Stoffoberfläche 1 Kelvin beträgt. Im Bauwesen wird der Wärmeübergangskoeffizient zur Berechnung des Wärmedurchgangskoeffienten bzw. des U-Werts benötigt. Es gibt unterschiedliche Wärmeübergangskoeffizienten, abhängig davon, ob der Übergang zwischen Luft und Bauteil innen oder außen erfolgt.

Bevor die Wärme in einen Bauteil eindringt oder diesen verlässt, muss ein hauchdünner, stehender Luftfilm, eine Grenzschicht, durchdrungen werden. Dieser Luftfilm bietet dem Übergang der Wärme einen Widerstand, den Wärmeübergangswiderstand. Dabei spielen die Luftbewegung sowie die Beschaffenheit und Lage der Oberfläche des Bauteils eine große Rolle. Im Freien gibt es eine starke Luftbewegung, daher ist der Luftfilm dünn und der Widerstand klein. Umgekehrt herrscht im Raum meist Windstille, daher ist der Luftfilm dick und der Widerstand groß. Der Wärmeübergangswiderstand ist der Kehrwert der Wärmeübergangszahl.

Wie viel Energie zum Beheizen einer Wohnung bzw. eines Gebäudes benötigt wird, ergibt sich aus der Bilanzierung der Wärmeverluste und Wärmegewinne. Durch Außenwände, Kellerdecke, Dach und Fenster entweicht Wärme in die Umgebung. Diese Verluste werden als Transmissionswärmeverluste bezeichnet. Sie machen etwa 60 bis 80 % aller Wärmeverluste in Gebäuden aus. Die Bauteile mit den größten Wärmeverlusten sind üblicherweise Fenster und Glastüren. Um verbrauchte Luft zu ersetzen und Feuchtigkeitsschäden zu vermeiden, muss ein Gebäude gelüftet werden. Dabei geht Wärme verloren, die als Lüftungswärmeverluste bezeichnet wird. Sie haben an den gesamten Wärmeverlusten einen Anteil von etwa 20 bis 40 %. Durch eine mechanische Wohnungslüftung mit Wärmerückgewinnung können diese Wärmeverluste allerdings um bis zu 80 % gesenkt werden.

Der Wasserdampfdiffusionswiderstand gibt an, in welchem Maß ein Stoff die Diffusion von Wasserdampf behindert. Sie wird in der Wasserdampfdiffusionswiderstandzahl mit dem Symbol µ angegeben. Der Wert beschreibt, um welchen Faktor der Prüfstoff dichter ist als eine gleich dicke Luftschicht. Je größer der Wert der Wasserdampfdiffusionswiderstandzahl umso dichter ist der Baustoff. Der Wasserdampfdiffusionswiderstand ist eine wichtige Größe im Bauwesen, um einen bauphysikalisch korrekten Aufbau der einzelnen Bauschichten sicher zustellen. So ist in der Regel an der Stelle des größten Dampfdrucks im Schichtaufbau eine sogenannte Dampfsperre erforderlich, um zu verhindern, dass Feuchtigkeit in Form von Dampf in die Baustoffe eindringen kann. Diese Dampfsperre besteht aus Stoffen mit hohem Wasserdampfdiffusionswiderstand (zum Beispiel Kunststofffolien oder Aluminiumfolie). Auf der Seite des niedrigsten Dampfdruckes hingegen wird üblicherweise ein möglichst niedriger Wasserdampfdiffusionswiderstand angestrebt, um eventuell eingedrungene Feuchtigkeit wieder leicht aus dem Baustoff heraus zu lassen. Diese "gesteuerte" Dampfdiffusion ist wichtig, um die schrittweise Durchfeuchtung eines Baustoffes zu verhindern, der andernfalls seine dämmende Eigenschaft verlieren würde und - unter Umständen - sogar schimmeln könnte.
 

Die wasserdampfäquivalente Luftschichtdicke ist ein Begriff aus der Bauphysik. Je größer der Wert, desto weniger Wasserdampf kann durch ein Bauteil. Liegt der Wert über 1500 m spricht man von einer Dampfsperre, liegt er zwischen 2 und 1500 m spricht man von einer Dampfbremse.

Mit folgender Formel wird die wasserdampfdiffusions-
äquivalente Luftschichtdicke berechnet:

SD = S x µ

S = Bauteildicke
µ = Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

siehe Dampfdruckausgleichsschicht.

Werkstoffe sind Materialien, die in Produktionsprozessen verarbeitet werden und in die Endprodukte eingehen. In der Regel handelt es sich dabei um Rohstoffe, Hilfsstoffe, Halbzeuge und Halbfertigprodukte. Die Qualität und die Eigenschaften der Endprodukte oder Fertigprodukte werden durch die Wahl geeigneter Werkstoffe entscheidend beeinflusst. Zur Sicherstellung der Güte (Qualität) werden Werkstoffe im Rahmen der Werkstoffprüfung geprüft

Eigenschaften

Physikalische Werkstoffeigenschaften
- elektrische Leitfähigkeit
- Wärmeleitfähigkeit
- (metallischer) Glanz
- Undurchsichtigkeit
- Magnetismus
- Schmelztemperatur

Mechanische Eigenschaften
- Härte
- Dichte
- Festigkeit, speziell Zugfestigkeit und Druckfestigkeit
- Elastizität
- Plastizität (Duktilität)
- Duktilität
- Risszähigkeit
- Steifigkeit

Optisch-akustische Eigenschaften
- Lichtbrechung
- Reflexion (Glanz)
- Transparenz
- Schallabsorption
- Schallreflexion

Technologische Werkstoffeigenschaften
- Gießbarkeit
- Umformbarkeit
- Zerspanbarkeit
- Oberflächengüte

Wirtschaftlichkeit ist ein allgemeines Maß für die Effizienz, bzw. für den rationalen Umgang mit knappen Ressourcen. Sie wird allgemein als das Verhältnis zwischen erreichtem Erfolg und dafür benötigten Mitteleinsatz definiert. Das Ziel ist, mit einem möglichst geringen Aufwand einen gegebenen Ertrag zu erreichen oder mit einem gegebenen Aufwand einen möglichst großen Ertrag zu erreichen.

Ertrag = der in Geld gemessene Wertezuwachs zum Zeitpunkt der Betrachtung
Aufwand = der in Geld gemessene Wert aller verbrauchten Güter und/oder Leistungen
Wirtschaftlichkeit ist gegeben, wenn der Quotient aus Ertrag und Aufwand gleich oder größer 1 ist.

Wenn das Ergebnis größer als 1 ist, so ist eine Wirtschaftlichkeit gegeben – Wertezuwachs
Wenn das Ergebnis gleich 1 ist, so ist die Wirtschaftlichkeit gegeben – kostendeckend
Wenn das Ergebnis kleiner als 1 ist, so ist keine Wirtschaftlichkeit gegeben – Verlust