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Schwerpunktprojekte 2010
(Projektskizzen)



● Autarke Energieversorgung eines EFH/MFH
● Wohnungslüftung: einfach, wartungsfrei, keimfrei
● Heizungssysteme für Menschen: gesund und behaglich
● Überprüfung der Berechnungsmethoden zur Energiebilanz
● Bestandssanierung: nachhaltig, ökologisch, wirtschaftlich
    F&E
    Energetische Sanierung von Baudenkmalen von innen
    Schimmelpilz- und Algensanierung und –prävention
    Das ökologische WDVS (mit Projektbeispiel)
● Verbraucherinformation durch Publikation
    Bauinfo & Download


Forschungsprojekt A)
Energetische Sanierung von Baudenkmalen von innen

Unter einem Baudenkmal sollen nicht nur explizit geschützte Bauwerke zu verstehen sein. Das Motto soll lauten: jedes alte Gebäude verdient es, geachtet, geschützt und erhalten zu werden. Insbesondere bei Gründerzeithäusern mit aufwändigen Fassaden bzw. aus konstruktiven Gründen (Balkone, Jalousien usw.) kommt eine energetische Sanierung mittels WDVS nicht in Frage.

Hierfür gibt es bereits Lösungen in Form von Innendämmungen. Das bauphysikalische Problem liegt dabei in der starken Tauwasserbildung. Dem begegnet man theoretisch durch den Einsatz von Calciumsilikatplatten bzw. Schaumglasdämmungen. Neben sehr hohen Kosten stellen sich hier aber auch konstruktive Probleme, indem Calciumsilikatplatten um die Ecken herum zu führen sind (Aufdoppelung) bzw. dass Schaumglasdämmungen jegliche Sorptionsprozesse unterbinden (Abdichtung von innen).

Der Lösungsansatz besteht in der Kombination eines kapillar leitenden Dämmstoffes mit einem entfeuchtenden System, z.B. Holzfaserdämmplatten mit z.B. einer thermo-keramischen Membrantechnologie. Die Anforderungen an Ökologie (giftfrei, schadstoffarm herstellbar, energiearm herstellbar, Ressourcen schonend, unter Einsatz nachwachsender Rohstoffe, leicht recyclebar, gesundheitlich unbedenklich) und Wirtschaftlichkeit (Material- und Verarbeitungskosten) sind hiermit gut zu erfüllen.

Wichtigster Wirkmechanismus ist hier die Entfeuchtung, was ein Kardinalproblem am Bau überhaupt ist. Ist das Problem des Feuchteabtransportes gelöst, bleibt der Dämmstoff trocken und besitzt seine Wärme dämmenden Eigenschaften nicht nur theoretisch, sondern auch unter instationären praktischen Bedingungen.

Das bedeutet, dass man bei kostengünstigem Einsatz (im Vergleich zu den bisherigen Lösungen sehr viel billiger) ein Innendämmsystem appliziert, das selbst nach dem Glaser-Kriterium Tauwassermenge (siehe auch unter 3.) unbedenklich funktioniert, wobei die Sorptionsvorgänge voll erhalten bleiben.

Randbedingungen und Regeln zur Verallgemeinerung sind zu erforschen, zu validieren und zu publizieren. Dies wird auch Niederschlag finden in Rechenansätzen der dynamischen Simulation. Gebäude mit Klinker- und Stuckfassaden sind in förderfähige Energielevel zu bringen.


Forschungsprojekt B)
Schimmelpilz- und Algensanierung und -prävention (WDVS)

Ein systembedingtes Problem bei herkömmlichen WDVS (Wärme-Dämm-Verbund-Systemen) ist das aufgrund des in der Dämmschicht festzustellenden Temperaturabfalls entstehende Feuchtepotenzial. Dazu kommen andere ungünstige Eigenschaften wie entweder eine relative Diffusionsdichte und fehlende Kapillarität, bezogen auf den Dämmstoff bzw. auf die Deckschicht (i.d.R. aus Kostengründen Kunstharzputz). Oft werden die theoretischen Instandhaltungszyklen in der Praxis nicht erreicht.

Für die Praxis genügt eine Betrachtung nach Glaser (Tauwasserbildung ist < zul. & Verdunstungsmenge > Tauwassermenge) nicht. Dazu das IBP: „Dieses Verfahren berücksichtigt jedoch weder den kapillaren Feuchtetransport im Bauteil, noch dessen sorptive Aufnahmefähigkeit für ausfallende Feuchte. Ferner kann das mit stationären Zuständen unter pauschalen Blockrandbedingungen arbeitende Verfahren weder kurzfristige Ereignisse abbilden, noch Regen und Strahlung berücksichtigen. Es ist für die Feuchteschutz technische Bewertung eines Bauteils gedacht, nicht für die Simulation realistischer Wärme- und Feuchtezustände eines Bauteils unter standortbedingten Klimaverhältnissen.“

Der wichtigste Faktor in und an Gebäuden ist der Faktor Feuchte. Wird diese Einflussgröße nicht richtig beachtet oder beherrscht, funktionieren viele Theorien nicht mehr. Leider trägt diesem Umstand der Stand der Normung (DIN 4108, novellierte EnEV) keine Rechnung. Angesichts von über 600 Mio. m2 angebrachten WDVS, von denen ein Teil Schäden und Beeinträchtigungen aufweist, ist von einem Problem mit hoher volkswirtschaftlicher und umweltpolitischer Bedeutung auszugehen.

Die Hersteller von WDVS haben Systeme zur Sanierung oder Mittel zur Prävention entwickelt und bieten diese an. Das Problem hierbei: der Kostenfaktor bzw. die Umweltbelastung durch Gifte, die zudem nach Auswaschung zu erneuern sind. Die Lösung: Dauerentfeuchtung, Langzeitschutz und Funktionserhalt durch den Einsatz von z.B. thermo-keramischen Membrantechnologien.

Es sind für mindestens ein Produkt Sanierungserfolge selbst von nass gewordenen WDVS mit Styropor belegt. Dies geschieht hoch wirtschaftlich, da die Fassadenbeschichtung nicht viel teurer ist, als der Anstrich mit einer herkömmlichen Fassadenfarbe. So behandelte Fassaden bleiben pilz- und algenfrei, weil das Feuchteproblem an der Oberfläche gelöst ist.

Es sind die Grenzbedingungen und Anwendungsmöglichkeiten zu untersuchen und daraus sind Einsatzempfehlungen für wirtschaftliche Sanierungsmethoden abzuleiten. Grenzbedingungen bedeutet z.B.: Grad der Zusetzung der Oberflächen infolge Alterung und Verschmutzung und der hierbei erforderliche Sorptionssog. Wichtig ist die Entwicklung von Methoden zur verlässlichen Bestimmung der Sanierungsfähigkeit.

Realisierung eines Beispiels



Schimmelpilzsanierung


Forschungsprojekt C)
Das ökologische WDVS

Herkömmliche WDVS werden unter Verwendung von Platten aus Mineralwolle oder Styropor (Polystyrol) hergestellt. Am Ende der Lebenszyklen bleibt lediglich eine Entsorgung auf Halde bzw. das mit dem Begriff thermische Verwertung umschriebene Verbrennen. Recycling würde Materialreinheit voraus setzen, die Technologie dafür gibt es nicht.

Dazu kommt der relativ hohe Energieeinsatz bei der Herstellung bzw. der Schadstoffausstoß. Bei der Herstellung von Polystyrol werden jährlich tausende Tonnen an Styrol in die Atmosphäre abgegeben, was bislang kaum publiziert wurde. Die unter 3. beschriebenen Lösungsansätze der Industrie zur Lösung des Algenproblems mittels Gifteinsatz sollten eher nicht als ökologischer Ansatz zu verstehen sein.

Aus systembedingten Gründen treffen oft die theoretisch bestimmten Effekte praktisch nicht ein, so dass eine Amortisation nur auf dem Papier besteht. Die Tauwasserproblematik tritt sowohl an der Oberfläche, aber auch im Grenzbereich Mauerwerk-Dämmstoff auf. Unter den vg. Aspekten scheint die Bescheinigung guter Ökobilanzen fragwürdig.

Welche Anforderungen sind an ein ökologisches WDVS zu stellen?
• energiearme Herstellung
• schadstoffarme Herstellung
• Einsatz nachwachsender einheimischer Rohstoffe
• Recyclingfähigkeit
• giftfreie und dauerhafte Prävention
• Schimmel- und Algenfreiheit
• praktisches Leisten der theoretischen Dämmwerte
• Langlebigkeit, lange Instandhaltungszyklen
• wirtschaftliche Herstellung und Unterhaltung

Der Lösungsansatz sieht ähnlich wie dem unter 2. beschriebenen aus: ein kapillar leitfähiges Dämmmaterial in Kombination mit einer entfeuchtenden Membran, die kostengünstiger und leichter zu applizieren ist als ein Mineralputz zum WDVS und die zudem Witterungsschutz und eine Dauerentfeuchtung bewirkt.

Um dieses ökologische WDVS zu entwickeln, sind neben dem Wissenschaftspersonal auch Hersteller, Planer und Baupraktiker zu beteiligen. Wie zu 2. und zu 3. sind Randbedingungen und Regeln zur Verallgemeinerung zu erforschen, zu validieren und zu publizieren. Dies wird auch Niederschlag in Rechenansätzen der dynamischen Simulation finden als auch das Normenwesen beeinflussen, insbesondere bei der Findung des Optimums.

Realisation eines Prototyps



Holzfaser WDVS mit ThermoShield

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