Einfamilienhaus in Erlenbach

Bei diesem Einfamilienhaus sorgt die Kombination von Massivbauweise mit ClimateCoating^® ThermoProtect sowie Infrarotheizung mit ClimateCoating^® ThermoPlus für geringeren Energieverbrauch als beim Nachbarhaus mit “besserem” U-Wert.

Es handelt sich um ein Einfamilienhaus. Der Wandaufbau besteht aus 24 cm Poren-beton, innen und außen gesamt 3,0 cm Putz sowie innen und außen mit Thermo-Shield beschichtet (d.h. außen mit ClimateCoating^® ThermoProtect und innen mit ThermoPlus).

Beheizt wird mit IR (Infrarot) Strahlungsplatten, die primärenergetisch verteufelten elektrischen Strom verbrauchen und eine bessere thermische Behaglichkeit schaffen, als es jede Konvektionsheizung vermag.

Die hier installierte Infrarotheizung schafft in Verbindung mit der IR reflektierenden Beschichtung ClimateCoating^® ein Maximum an Behaglichkeit und Wirtschaftlichkeit. Für den Zeitraum März 2008 bis März 2010 sind Heizkosten unter 450 € p.a. nachge-wiesen.

Gleichzeitig führt die Auswertung der Messergebnisse die U-Wert-Theorie ad absurdum. Es wird analytisch und messtechnisch belegt, dass der so genannte U-Wert als primäres Maß für den Heizenergiebedarf ein Phantasieprodukt ist.

Grundlage für die Auswertung ist ein Protokoll aus 2011 über Messungen des U-Wertes von Außenwänden mehrerer Einfamilienhäuser mit verschiedenem Wand- aufbau. Die durchgeführten Messungen belegen den positiven Einfluss von ThermoPlus und ClimateCoating^® ThermoProtect auf den Wärmewiderstand von Außen-wänden.

Die Aufgabe der Messungen bestand darin, den positiven Einfluss von ClimateCoating^® auf Außenwände mit verschiedenen Wandaufbauten zu belegen. Weiterhin sollte das Auskühlverhalten sowie die Aufwärmphase der Luft und der Wandtemperatur ermittelt werden.

Die Messorte waren 2 Einfamilienhäuser mit verschiedenen Wandaufbauten. Gemessen wurde an der Westseite des Hauses in einer Höhe von ca. 3-5m. Alle Messungen unterlagen weitgehend den gleichen Bedingungen mit einer Temperaturdifferenz zwischen Innen und Außen von ca. 15°C. Eingesetzt wurde zu einen das Messgerät TESTO 635 und die Fühler PT100. Der Wandaufbau des Nachbarhauses besteht aus 36,5 cm Porenbeton, der U-Wert hier beträgt im Durchschnitt 0,30 W/m²K, so wie es auch der Hersteller in seinen Flyer ausschreibt.

Gemessen wurden vom 20.02.2010 17:30 Uhr bis 21.02.2010 9:00 Uhr verschiedene Messgrößen im Raum und außen:

• Raumlufttemperatur innen
• Lufttemperatur außen
• Wandoberflächentemperatur innen
• „der U-Wert“
• rF [%]; wahrscheinlich die rel. Luftfeuchte außen
• Mat [%],die Materialfeuchte an unbekanntem Ort

Hierbei muss u.a. man die Frage wie folgt stellen: Was wird gemessen? Ist es wirklich die Raumlufttemperatur? Die Wandoberflächentemperaturen steigen, weil der IR- Heizer Wärmestrahlung aussendet. Dabei wirkt neben der Primärstrahlung die Sekundärstrahlung mit. Das ist der Grund dafür, dass auch verdeckte Wandflächen, die sich nicht im direkten Kegel des Heizers befinden, z.B. hinter einem Sessel, wärmer werden.

Der Messfühler für die Raumlufttemperatur zeigt daher nicht die eigentliche Messgröße an, sondern einen höheren Wert. Das liegt daran, dass er genauso ange- strahlt und somit erwärmt wird.

Wenn es um Strahlungsvorgänge geht, ist die U-Wert-Theorie fehl am Platze. Sie trägt lediglich zur Verwirrung und Verwässerung bei, als dass sie einen modellhaften Erklärungsbeitrag liefert. Das liegt daran, dass Strahlungsvorgänge der U-Wert-Theorie wesensfremd sind.

Die Raumlufttemperatur ist nicht die bestimmende Größe, wenn es um IR-Vorgänge geht. Hierbei geht es um Strahlungsphysik im Wellenlängenbereich um die 10 µm und zwar in folgenden Fällen:

• • mit thermokeramischer Membrantechnologie beschichtete Flächen (IR Reflexion)
• • Beheizung mit Heizungssystemen nach dem Prinzip der Wärmestrahlung (IR Heizung)
• • die Kombination von IR Heizung und IR reflektierender Beschichtung

Durch die Kombination der IR-Heizung mit dem ClimateCoating^® Anstrich erzielten die Bewohner des Einfamilienhaus in Erlenbach einen hohen Grad an Energieeffizienz infolge Behaglichkeit (höhere Oberflächentemperaturen, mehr Temperatursymme-trie), schnelleres Aufheizen, verzögertes Auskühlen – all die mit einem „schlechteren“ U-Wert als beim Nachbarhaus.

Seit 2015 war bei thermoshield-farben.de zu lesen: „Für den Zeitraum März 2008 bis März 2014 sind Heizkosten unter 450 € p.a. nachgewiesen. Im Vergleich zu einen Passivhaus nach EnEV2009. 30% weniger Heizkosten, 20% weniger Baukosten, 50% weniger Wartungskosten.“ Dies widerspricht der U-Wert-Theorie, aber dies ist die Praxis.

Energiemasterhaus

Bei diesem Einfamilienhaus sorgt die Kombination von Massivbauweise mit ClimateCoating^® ThermoProtect sowie Infrarotheizung mit ClimateCoating^® ThermoPlus für ein vorbildliches Wohlfühlklima und eine hervorragende Energieeffizienz. Messauswertungen belegen die Wirkung solarer Gewinne.

Das Energiemasterhaus steht im österreichischen Eidenberg auf 683 m Seehöhe. Es hat 53 cm dicke Wände aus 50er Ziegelmauerwerk, innen und außen geputzt. Die Außenwand ist außen und innen mit ClimateCoating^® beschichtet, beheizt werden die Räume mit einer Decken- bzw. Infrarotheizung.

Durch die Kombination einer bewährten Bauweise mit hoch effizienten Systemen und Produkten wird ein angenehmes, behagliches Raumklima geschaffen. Die Außen-wandbeschichtung reduziert die Wärmeverluste und schützt u.a. vor Schlagregen. Durch die Kombination einer IR-Strahlungs-Heizung mit der IR-reflektierenden Innen-beschichtung werden durch die verbesserte thermische Behaglichkeit die Heizkosten bedeutend gesenkt.

Das hier umgesetzte Konzept passt – von PV- und Solarthermie abgesehen – nicht so recht zum theoretischen Zerrbild, wie es manche Vorschriften zum Wärmeschutz inklusive der dazugehörigen Berechnungen vorgeben. Jedoch: nichts ist ehrlicher als die Praxis. Dies zeigt das Beispiel einer Messreihenauswertung zu solaren Gewinnen über die Außenwand.

Von 10:00 bis 17:00 Uhr (die Zahlenangaben sind ca.) werden die Auswirkungen der Solareinstrahlung von 09:00 bis 15:00 Uhr erkennbar. Nicht nur, dass solare Gewinne über die transparenten Bauteile erfolgen (Wärmegewinne durch die Fenster) – es finden solare Gewinne der opaken Bauteile statt. Die geputzte Ziegelwand ist opak (d.h. nicht transparent), sie nimmt Wärme auf, die nach innen transportiert wird. Das ist ein Wärmestrom von außen nach innen infolge der solaren Gewinne.

Von 10:00 bis 15:00 Uhr steigt die Temperatur 10 cm unter der Oberfläche an. Von 13:00 bis 17:00 Uhr wird eine derartig hohe Wärmebarriere (Wärme = Temperatur + Material) aufgebaut, dass die Raumtemperatur nicht über der Temperatur dieser Barriere liegt. Ohne ein Temperaturgefälle gibt es gem. 1. Hauptsatz der Thermo- dynamik keinen Wärmestrom. Das bedeutet: ab 13:00 Uhr für 4 Stunden keine Wärmeverluste über die Außenwand.

Für die U-Werttheorie hat man in der Fourierschen Wärmeleitungsgleichung den Speicheranteil auf 0 gesetzt; nicht weil es in der Praxis so ist, sondern damit sich die Theorie rechnen lässt: q = U (θi –θe).

In der zensierten Wikipedia wird erklärt: „Die Definitionsgleichung setzt stationäre Verhältnisse voraus und ist nicht geeignet, die jeweils momentane Wärmestromdichte q(t) bei zeitlich veränderlichen Temperaturen zu berechnen. So treten etwa bei einem Erwärmungsvorgang aufgrund der Wärmespeicherfähigkeit des Bauteils Verzöge-rungseffekte ein, die beim Versuch, die Oberflächenwärmeströme mittels Gleichung zu berechnen, unberücksichtigt bleiben. Beim darauffolgenden Abkühlvorgang tritt der Fehler jedoch im umgekehrten Sinne auf. Wenn Erwärmung und Abkühlung symmetrisch zueinander erfolgen, heben sich die beiden Fehler auf.“

Aus dieser Argumentation wird abgeleitet, dass es letztendlich keinen Unterschied mache, ob man den Wärmestrom stationär oder instationär betrachte. Dazu werden Messgrafiken gezeigt, wo mittels modulierter Temperatur ein instationärer Fall vorge-gaukelt wird. Das ist die passende Messvorrichtung zur Theorie, jedoch ist die Außen- wand ein paar Einflussgrößen mehr ausgesetzt als nur der Außentemperatur.

Das Wetter besteht auch nicht nur aus der Außentemperatur. Noch dazu besteht ein mitunter großer Unterschied zwischen arithmetischem und geometrischem Mittel (Durchschnitt und Median).

Die Grafik zur Auswertung der Messreihe erläutert dies anschaulich: der Aufheizvor- gang erfolgt schneller, der Abkühlvorgang ist langsamer. Das verdeutlichen die Neigungen der gelben und der blauen Linie (keine Symmetrie). Diese Verzögerung ist auf das Speichervermögen zurückzuführen. Dies bedeutet: Energiegewinn. ClimateCoating^® ThermoProtect verringert die Energieverluste über die Fassade und unterstützt die solaren Gewinne über die Außenwand („endothermische Effekte“).