Energiesparen als ökologischer Faktor

Kurzzusammenfassung:

Bedeutung des Energiesparens

Energiesparen und ein ausgewogener Umgang mit allen Ressourcen ist für die Aufrechterhaltung der Lebensqualität und die Erhaltung unseres Lebensumfeldes erstrangig.

Wenn man Energie sparsam einsetzen und gebrauchen will, ist es unabdingbar, den momentanen Verbrauch zu hinterfragen und die Problemstellen aufzudecken.

In der Grafik teilt sich der Bedarf in drei Hauptabnehmer: Industrie, Haushalt und Verkehr. Den größten Anteil für die Erwärmung der Gebäudehülle nehmen fossile Energieträger ein.

Abb. 1 Wer verbraucht in Deutschland die meiste Energie? (Bild 1)

Im Schaubild für den Verbrauch von elektrischer Energie im Haushalt zeigt sich, dass dies in erster Linie für die Wassererwärmung, für Umluft oder Lebensmittelkühlung notwendig ist.

Der größte Anteil des Energieverbrauchs findet also in Gebäuden statt. Bei neuen Gebäuden wird daher ein so genannter Niedrigenergiestandard von vornherein angestrebt.

Aber auch Altbauten sollen weniger Energie verbrauchen. Dies kann u.a. durch die Dämmung der Gebäudehülle geschehen.

Die Problemzonen eines Gebäudes lassen sich mittels Thermographie darstellen. Wärmebrücken sind mit warmen Farben leicht zu orten. Blaue Farben zeugen von guter Wärmeisolierung.

Bild 2: Thermographie für die energetische Sanierung

Bei Hochdruckwetterlagen entsteht ein hoher Luftdruck auf ein Gebäude von außen nach innen. Bei Tiefdrucklagen (innen geheizt, feuchtwarme Luft breitet sich innen aus) ändert sich dies und der Prozess kehrt sich um. Bei Witterungsänderung wechselt also der Dampfdruck am Gebäude und es entsteht ein Gefälle, von innen nach außen oder umgekehrt (z.B. Duschen im Innenbereich, draußen niedrige Temperaturen). Dies muss gesteuert werden, damit die Atmungsaktivität des Gebäudes erhalten bleibt und sich kein Schimmel bilden kann.

Die Kunst der bauphysikalischen Gebäudehüllenplanung ist es also, eine atmungsaktive Haut zu schaffen, die den Vorgaben der EnEV nicht nur theoretisch, sondern auch nach einer Feuchtewanderung entspricht und somit funktionell bei allen Witterungslagen arbeitet.

Die Baustoffindustrie bietet viele Produkte für das energetische Gebäude“tuning“ an, vor allem neue Dämmstoffe zur Oberflächengestaltung und -versiegelung an Dach und Wand. Dabei handelt es sich häufig um synthetische Dämmstoffe.

Die EnEV, der Energieausweis und die Gesetzespflicht

Ein wichtiges Gesetz als Grundlage für die Gebäudesanierung stellt das Energieeinsparungsgesetz (EnEG) dar. Der Energieeinsparverordnung wurde auf Grundlage des EnEG entwickelt und den Bauherren und Planern vorgeschrieben.[1]

Die energetische Attraktivität einer Immobilie lässt sich auf den ersten Seiten des Energieausweises am Primärenergiebedarf auf einer farbigen Skala unmittelbar darstellen.

Bild 3: Der Energieausweis

Die Farbskala hilft, die noch möglichen Einsparpotenziale zu finden und den Energieverbrauch des Gebäudes dadurch zu optimieren.

Bisher ist in den Ballungszentren in Ost und West aber ein eher schwaches Sanierungsinteresse hinsichtlich des energetischen Verbrauchs vorhanden.[2]

Da bislang kaum Prüfungen und Kontrollen von Seiten der Bauämter hinsichtlich der EnEV durchgeführt werden, stellt diese Verordnung für viele Verantwortliche am Bau kein ernst zu nehmendes Thema dar. Selbst Immobilienverbände wehren sich dagegen.

Allerdings werden Ordnungswidrigkeiten bzw. Missachtung dieses Gesetzeswerkes bei Bauteilsanierungen oder Heizkesseltausch zurzeit mit Bußgeldern bis zu 50.000,- € geahndet. Die Pflicht zur Ausstellung von Unternehmererklärungen ist im § 26a der EnEV bundesweit geregelt.

Insgesamt heißt das also:

a) Das Bundesgesetz steht dem Rang nach über allen anderen deutschen Rechtsnormen. Damit hat die EnEV einen sehr hohen Stellenwert.

b) Alles weitere können die Vertragsparteien miteinander vereinbaren.

Private Investitionen am Gebäudebestand zur energetischen Sanierung sind vor ihrer Umsetzung mittels Machbarkeitsstudien auf Nachhaltigkeit und Effizienz zu prüfen. Falls die Wirtschaftlichkeit innerhalb absehbarer Zeit nicht gegeben ist, gibt es für das Energieeinspargesetz und der damit verbundenen Energieeinsparverordnung Ausnahmeregelungen.

Die EnEV verlangt nur, was sich ohnehin langfristig wirtschaftlich für den Bauherrn rechnet. Ein Bauherr, der die EnEV nicht einhalten will, schadet sich daher nur selbst.

Ein Handwerker, der die EnEV nicht einhält, schadet dem Bauherrn damit unter Umständen wirtschaftlich. Es wird empfohlen, sich jede nicht ganz zweifelsfreie Auslegung von der zuständigen Baurechtsbehörde schriftlich bestätigen zu lassen.

Ein praktisches Beispiel hierzu:

Auf einer 20 qm großen Dachterrasse über bewohntem Raum muss die Abdichtung erneuert werden. Dabei greift zunächst die EnEV, die für diesen Fall einen zulässigen U-Wert von 0,20 vorsieht. Die Einhaltung des U-Wertes erfordert eine wesentlich dickere Dämmung als bislang erforderlich war. Die Balkontür muss geändert werden, das Geländer ebenfalls, weil sonst die Geländerhöhe nicht mehr der Landesbauordnung entspricht. Die für die Einhaltung der EnEV zusätzlich anfallenden Aufwendungen sind in diesem Fall sehr wahrscheinlich nicht wirtschaftlich vertretbar. Der Bauherr stellt einen Antrag auf Befreiung bei der zuständigen Baubehörde (z.B. Baurechtsamt). Diesem Antrag wird sicherlich stattgegeben.

Ausführende Handwerker können und müssen die Berechnungen und Vorgaben des Planers i.d.R. nicht daraufhin prüfen, ob damit die Anforderungen der EnEV eingehalten werden. Unabhängig vom gewählten Nachweisverfahren zur Einhaltung der EnEV hat der ausführende Handwerker aber immer die Planungsvorgaben hinsichtlich der bauphysikalischen Funktionsfähigkeit zu überprüfen. Das bedeutet insbesondere auch, dass er die Einhaltung des Mindestwärmeschutzes nach DIN 4108 überprüfen muss.

EnEV und Denkmalschutz

Beim Umgang mit historischer Gebäudesubstanz ist besonders deutlich festzustellen, dass vielfach die Energieeinsparverordnung (EnEV) von Planern, Architekten und Handwerkern völlig außer Acht gelassen wird.

Es ist jedoch angebracht, die Sinnhaltigkeit der EnEV 2009 (einschließlich der Novelle zur Energieeinsparverordnung 2014) für die Sonderregelungen bei „Gebäuden im Bestand“ (Altbauten), d.h. bezüglich Denkmalobjekte, zu prüfen.

Ein Beispiel dazu ist die Regelung bei Außenwänden mit Fachwerk. Hierzu lautet der Originaltext der EnEV:

„Werden bei Außenwänden in Sichtfachwerkbauweise, die der Schlagregenbeanspruchungsgruppe I nach DIN 4108 -3 2001-06 zuzuordnen sind und in besonders geschützten Lagen liegen, Maßnahmen gemäß Ersatz, Bekleidung oder Dämmschichteneinbauten durchgeführt, gelten die sonstigen Anforderungen als erfüllt, wenn der U- Wert des entstehenden Wandaufbaues 0,84 W/(m²K) nicht überschreitet.“[3]

Diese Regelung ist ein Entgegenkommen für alle Planer. Die meisten Fassadenkonstruktionen lassen sich mit diesem Wert problemlos nachweisen oder ausbauen.

Dem Bauplaner ist es also möglich, Wandkonstruktionen zu schaffen, die den Charme althergebrachter Fassadenornamente denkmalwürdig wieder herstellen und trotzdem die Regeln der EnEV erfüllen.

Als Beispiel mag hier die Sanierung der denkmalgeschützten alten Schule Murrhärle[4] dienen. Naturprodukte wie Dämmschilf, Holz (Holzweichfaserdämmstoff), Kork, Kalk und Lehm bildeten die Grundlage der Instandsetzung. Hier zeigte sich aber auch ein Einvernehmen des Denkmalschutzes mit der Integration von Photovoltaik-Modulen. In ostdeutschen Bundesländern ist man dagegen bei denkmalgeschützten Objekten mit der konsequenten Umsetzung der EnEV und der Integration von PV- Anlagen zurückhaltender.

Ein Beispiel dafür, dass alle Kosten- und Entsorgungsprobleme für die Energiewende im Hinblick auf ein nachhaltiges Wirtschaften mit allen Beteiligten gelöst werden können, zeigt sich außerdem in der Anwendung des § 24 der EnEV:

„Soweit bei Baudenkmälern oder sonstiger besonders erhaltenswerter Bausubstanz die Erfüllung der Anforderungen dieser Verordnung die Substanz oder das Erscheinungsbild beeinträchtigen oder andere Maßnahmen zu einem unverhältnismäßig hohen Aufwand führen, kann von den Anforderungen dieser Verordnung abgewichen werden.[5]

Beispiel: Bild 4: Sanierung am historischen Objekt

Durch die Sanierung dieses Objekts kamen die alten Sandstein- und Putzfassaden mit ihren handwerklich/künstlerisch hergestellten Ornamenten und Schmuckelementen in althergebrachter Form und Schönheit wieder zur Geltung.

Daher wurde von einer Thermohaut abgesehen und stattdessen eine Innenraumdämmung aus Calcium-Silicat-Platten angebracht.

Hier hätten an den obersten Geschossdecken sowie bei der Zwischen-Sparren-Dämmung allerdings ökologisch zertifizierte Werkstoffe eingesetzt werden können, die mit ihren Werkstoffeigenschaften den konventionellen/künstlichen gegenüber weitaus überlegen und damit der historischen Gebäudesubstanz auch angemessener sind.

Für die Sanierung von historischen Gebäudehüllen werden durch synthetische Materialien sogar Werte zerstört. Wenn künstliche Kleber an klassischen Fassaden haften, werden dadurch historische Schmuckwerke häufig in ihrer Substanz geschädigt.

Unterschiede zwischen künstlichen und ökologischen Werkstoffen

Leider ist es in der Branche zu einem Großteil üblich, künstliche Dämmstoffe aus Mineralfaser oder Polystyrol zu verarbeiten, die dann häufig innerhalb der Baufolien durchfeuchten, Schimmel bilden und damit die Wärmedämmfunktion verlieren. Meistens ist der niedrigere Einkaufspreis für künstliche Dämmstoffe für die Auswahl durch Bauherrn, Architekten und ausführende Handwerker entscheidend.

Ökologische Dämmstoffe haben eine größere Absorptionsfähigkeit von Feuchtigkeit, die innerhalb des Wand- oder Deckenaufbaus anfällt. Auch bei einer stärkeren Feuchtebelastung behält ökologische Dämmung einen hohen Grad ihrer Funktionstüchtigkeit.

Bei Anwendung des künstlichen Werkstoffes Mineralwolle beispielsweise ist eine Absorption von Feuchtigkeit aufgrund werkstofftypischer Eigenschaften nicht gegeben. Die Dämmung durchnässt und verliert ihre Funktionalität, ein idealer Nährboden für Schimmel und Keime.

Auf den Oberflächenstrukturen künstlicher Dämmstoffe zeigte sich in der Vergangenheit durch das Ansiedeln von Algen häufig ein grüner Belag. Die Ursache für das verstärkte Wachstum von Algen und Pilzen liegt größtenteils im Temperaturunterschied zwischen Tag und Nacht in den obersten Schichten der Fassade. Hier kondensiert Wasser, das den Nährboden dafür bildet. Um dies zu verhindern und damit die Oberflächen länger wie neu aussehen, setzt man Pestizide in Zementklebern, Kunststoffarmierungsgeweben und Fassadenfarben ein. Pestizide stören das Hormonsystem von Tieren und Menschen. Pestizide, die als Xeno-Östrogene wirken, lassen männliche Fische und Amphibien verweiblichen und gefährden so den Fortbestand der Arten.

Raue Oberflächen auf Dach und Wand begünstigen außerdem Staubablagerungen, die einen guten Nährboden für Algenwachstum geben. Daher werden Oberflächenbeschichtungen häufig mit Nanopartikeln für den so genannten Lotuseffekt angereichert. Was Nanopartikel beim Menschen anrichten, ist medizinisch allerdings noch nicht geklärt.

Untersuchungen in der jüngsten Zeit, die aus Biofilmen der Oberflächenstrukturen moderner Wärmedämmstoffe die Herausspülung von Pestiziden ermittelten, ergaben beispielsweise einen Wert von 0,2 kg Terbutryn pro Jahr, Baugeschoss und Hektar Fassade. Terbutryn führt zu Depression, Atemdepression, Durchfall; es schädigt das Grundwasser und damit die im Oberflächenwasser befindlichen Lebewesen.

Außerdem bestehen künstliche Wärmedämmstoffe meistens aus einer Polystyrol-Dämmschicht mit dem krebserregenden Inhaltsstoff Styrol.

Letztendlich müsste bei entsprechendem Kostenbewusstsein der Gesamtschaden, den diese Stoffe bewirken, wie Krankenstands- und Therapiekosten mitgedacht werden.

Außerdem bestehen auch bei der Herstellung solcher Materialien erhebliche gesundheitliche Bedenken für den Verarbeiter. Auch schon in der Vergangenheit – so seit den 80er Jahren – wurde bekannt, dass viele vom Gesetzgeber zugelassene Chemikalien in Baustoffen zu gravierenden Gesundheitsschäden führen können. Zeugen dafür sind Xylamon, Asbest, Weichmacher, Formaldehyd, Parkettkleber auf Teerbasis etc.

Die neuen Stoffe sind schneller da, als dass ihr ganzes Gefährdungspotential bekannt und ein gesetzliches Reglement vorhanden ist.

Die durchschnittliche Lebensdauer von synthetischen Wärmedämmstoffen beträgt nur ca. 22 Jahre. Nachhaltig bauen bedeutet aber, dass eine Gebäudesubstanz noch nach 100 Jahren genutzt werden kann. Nach Angaben des Fraunhofer Informationszentrums für Raum und Bau sind bis heute im deutschsprachigen Raum ca. 600 Millionen Quadratmeter Wärmeverbundsysteme an der Gebäudehülle verbaut worden.[6]

Die schlechte Nutzungsbilanz aller produzierten synthetischen Wärmedämmstoffe wird mit dem Ende der kurzen Lebensdauer dieser Materialien offensichtlich. Außerdem fallen damit Entsorgungsprobleme schon nach relativ kurzer Zeit an.

Weitere Vorteile von Wärmedämmungen aus nachwachsendem Rohstoff

Ökologischer Dämmstoff vermag die Wärmedurchdringung extrem zu verzögern. Man spricht hier von Phasenverschiebung. Bei einem Versuch wurde eine Infrarotlampe in einer abgeschlossenen Box jeweils auf Dämmschicht aus Mineralwolle und vergleichsweise auf eine Dämmschicht aus Holzweichfaser gerichtet und in entsprechenden Zeitabständen die Temperatur unter der jeweiligen Dämmschicht gemessen. Dabei zeigte sich eine Überlegenheit der Leistungsfähigkeit von ökologischen Dämmstoffen um ein Vielfaches. Bereits nach 10 Minuten Wärmestrahlung zeigen sich bei gleicher Ausgangstemperatur von 15 Grad Celsius Unterschiede:

Ebenso vermag ein Wärmedämmstoff aus natürlichen Rohstoffen die Wärme über längere Zeit zu speichern und zur Nacht allmählich an das Gebäude abzugeben. In dieser Form wird Energie gepuffert und ein effizienter Ausgleich zu den verschiedenen Intensitäten der Wärmeeinstrahlung und Wärmeverluste geschaffen. Diese Steuerung ist mit den verschiedensten natürlichen Werkstoffen möglich und muss aufeinander abgestimmt werden. Mit der Berücksichtigung dieser Maßnahmen kann ein gesundes Wohnumfeld geschaffen und bis zu 50% Energie eingespart werden.

Die Ökobilanz betrachtet die Auswirkungen der Herstellung eines Produktes auf die Umwelt. Betrachtet man dabei den Energieaufwand zur Herstellung von Wärmedämmstoffen (Primärenergie), so wird leicht erkennbar, dass ein viel höherer Energieaufwand für die Produktion eines synthetischen Wärmedämmstoffes notwendig ist. Bedenkt man das Recycling nach Ablauf der Lebensdauer, was nochmals den gleichen Aufwand bedeutet, so zeigt sich die Überlegenheit der natürlichen Dämmstoffe besonders deutlich.

Im Vergleich der Primärenergie-Kennzahlen verschiedener Werkstoffe schneiden die ökologischen weit besser ab:

• Primärenergie-Kennzahl - Alu-Fensters                    1.301 kwh
• Primärenergie-Kennzahl - Holzfenster                           29 kwh

• Primärenergieinhalt von 1 cbm Polyurethan             1.240 kwh
• Primärenergieinhalt von 1 cbm Schaumglas                750 kwh
• Primärenergieinhalt von 1 cbm Zellulose                       14 kwh

Facility-Management und Kostenbilanz

Vor jeder Planung ist zwingend eine Nachhaltigkeitsprüfung anzustreben. Das Gebäudemanagement mit dem Focus auf eine Energieeffizienz ist allein nicht ausreichend.

Gebäude, Liegenschaften und betriebliche Abläufe werden neuerdings im Facility-Management ganzheitlich betrachtet.[7] Ziel ist dabei, die Betriebs- und Bewirtschaftungskosten dauerhaft zu senken, Fixkosten zu flexibilisieren, die technische Verfügbarkeit der Anlagen zu sichern, sowie den Wert von Gebäuden und Anlagen langfristig zu erhalten. Seit kurzem hat sich Facility-Management als eigene Wissenschaft etabliert und wird als Studiengang an Hochschulen angeboten.

Nur eine ganzheitliche Betrachtung aller Hightech-Innovationen kann ökonomisch und ökologisch sinnvoll sein.

Beispiel: Dass ein ausgewogenes Verhältnis regenerativer Technik für eine Energiewende notwendig ist, zeigt beispielsweise eine Kostenanalyse zum Siemens- Gebäude in London. (The Crystal)

Bild 5: Futuristisches Gebäude im East-End von London

Dieses Gebäude, ein Umweltinformations- und Kongresszentrum, gilt als ein Paradebeispiel für umweltbewusstes Bauen. Man wollte beweisen, dass es möglich ist, ein Haus mit Glasfassade zu bauen, dass nur wenig Energie verbraucht. Energie wird hier aus Sonnenstrahlen und Erdwärme gewonnen. Der 6.300 qm große Glaspalast verbraucht 50% weniger Energie als vergleichbare Bürogebäude. Energiepfähle, die bis zu 150 m tief sind, sorgen für den Temperaturausgleich im Gebäude. Beleuchtet wird mit Sparlampen und Tageslicht.

Betrachtet man die Kostenbilanz dieses Gebäudes hinsichtlich der Energiefrage muss man auch Herstellungskosten sowie Reinigungs- und Wartungskosten, Betriebs-, Instandhaltungs- und Abbruchkosten einbeziehen und beurteilen. Erst diese Zusammenschau kann einen Eindruck über die ökologische Wertigkeit ergeben. Beispielsweise wurde zur Herstellung der Glasfassade, der Solarmodule und solarthermischen Anlage viel Energie verbraucht.

Notwendig ist also eine global ausgeglichene Energiebilanz eines Gebäudes. Ein Zuviel an innovativer Technik zeigt uns ein Übermaß an Reinigungs-, Wartungs-, Betriebs-, Instandhaltungs- und Abbruchkosten.

Wirtschaftliches Wachstum in Europa muss mit einer Erhöhung ökologischer Maßstäbe einhergehen.