EffTecSo-modIn

Im 7. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung sind klare Ziele für 2045 festgelegt. Eines davon: die Treibhausgasemissionen bis 2030 um 65 Prozent und bis 2040 um 88 Prozent gegenüber dem Niveau von 1990 zu senken. Dafür müssen Gebäude und Quartiere deutschlandweit effizienzsteigernd instandgesetzt und saniert werden.

Eine gute Alternative zur Wärmedämmung, die komplett außen angebracht ist, ist die sogenannte Außenwandaktivierung. Sie wird im Rahmen des Forschungsprojekts „EffTecSo-ModIn“ untersucht. Im Fokus steht dabei ein klassischer Altbau mit 38cm dicken Außenwänden.

Durch die in den Wänden angebrachten Heizungsrohre fließt Betriebswasser – die von ihnen abgehende Wärme wird direkt an das Bauteil abgegeben. Bei der Außenwandaktivierung wird hinter den Heizungsrohren an der Außenwand Dämmstoff angebracht. Die Hohlräume werden anschließend mit einem Füll- oder Putzmaterial überdeckt.

Bei gängigen Heizsystemen sind die Oberflächen all jener Bauteile am kühlsten, die die Außenluft berühren. Die Außenwandtemperierung hat dadurch einen merkbaren Einfluss auf die Behaglichkeit, ermöglicht ein gesundes Raumklima und sorgt für eine gleichmäßige Wärmeverteilung.

Bei der thermischen Wandaktivierung spielen die verwendeten Materialien eine große Rolle, um die Leistung der Temperierung, die Behaglichkeit im Raum sowie die gesamte Energieeffizienz des Gebäudes zu erhöhen. Im Rahmen des Projektes vergleicht das Forschungsteam die für die Wandaktivierung geeigneten Materialien nach ihren physikalischen und thermischen Eigenschaften, Kosten und CO₂-Emission, um die beste Materialkombination vorzuschlagen.

Leitungsrohre: Metall oder Kunststoff?

Die Leitungsrohre müssen eine gute Wärmeleitfähigkeit, Sauerstoffdichtheit, Temperaturbeständigkeit und eine gewisse Elastizität sowie eine hohe Lebensdauer aufweisen. Generell haben Metalle im Vergleich zu Kunststoffen eine höhere Wärmeleitfähigkeit. Metallrohre sind jedoch aufgrund ihrer Kristallstruktur nicht elastisch und müssen beim Einbau in der Wand gebogen und mit zahlreichen Verbindungsstücken versehen werden. Diese können mit der Zeit zu undicht werden, außerdem ist ihr Einbau sehr aufwendig.

Bei Kunststoffen sind die peroxidisch vernetzten Polyethylene (PE-Xa) am besten für Außenwandaktivierung geeignet. Dank der guten thermischen und physikalischen Eigenschaften sowie der unkomplizierten Verlegung der Rohre eignet sich das Material optimal für diesen Verwendungszweck. Außerdem sind die PE-Xa-Rohre unter dem Aspekt der Ökobilanz für thermisch aktive Bauteile sehr gut geeignet (EIP99 < 0,1).

Beim Dämmstoff auf Elastomere setzen

Durch eine Dämmebene können der Wärmeenergiebedarf sowie die Treibgasemissionen deutlich reduziert werden. Die besten thermischen und physikalischen Eigenschaften unter passenden Dämmstoffen zeigen Elastomere. Sie können sich bei der Zug- und Druckbelastung gut verformen, nehmen danach aber wieder ihre ursprüngliche Form an. Diese Eigenschaft ist vor allem für die Außenwandaktivierung und ihre schmale und engkurvige Schlitzanordnung sehr vorteilhaft. Dank ihrer Mikrozellstruktur lassen sich Elastomere gut schneiden und sind zudem wasserabweisend. Mit ihrem wiederverwendbaren Rohstoff eignen sich Elastomere nach ihrer Lebensdauer zur Herstellung originärer und neuer hochwertigen Produkte und sind damit ressourcenschonend.

Fazit

Das Forschungsteam im Projekt „EffTecSo-modIn“ entwickelt eine ressourcenschonende, nutzerorientierte und energieeffiziente Methode, um Bestandsgebäude zu modernisieren.

Die Außenwände werden mit einer geringeren Vorlauftemperatur beheizt, was die Energieversorgung auch durch den Einsatz von Wärmepumpen ermöglicht. Das begünstigt die Nutzung von Umweltwärme und den Einsatz erneuerbaren Energien zum Heizen und Kühlen. Zusätzlich schützt die Außenwandaktivierung den Gebäudebestand und verhindert durch konstante Raumtemperatur die Schimmelbildung und damit eine Schädigung der Bausubstanz.

Die Außenwandaktivierung kann ausreichen, um den Energiebedarf im Wohnzimmer der Referenzwohnung komplett zu decken, sodass bei mittlerer Außenlufttemperatur im Winter keine zusätzliche Heizung benötigt wird. Die Ergebnisse und CFD-Untersuchungen haben gezeigt, dass eine Raumlufttemperatur von 18 bis 20 Grad Celsius bis bei einer Außenlufttemperatur von -5 Grad Celsuius aufrecht gehalten werden kann.