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--- beispiele:wohngebaeude:mehrfamilienhaeuser:winter_2022:23_besonders_sparsam_heizen [2024/06/04 23:48] – [Die Sache mit dem Wachstum] wfeist
+++ beispiele:wohngebaeude:mehrfamilienhaeuser:winter_2022:23_besonders_sparsam_heizen [2025/06/24 15:17] (aktuell) – [Verblüffend: Oft führt das Verständnis ganz einfacher Grundlagen bereits zu wichtigen Ergebnissen (28.04.2024)] wfeist
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 ===== Vor dem 5. Dezember 2022: Keine Heizung =====
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   - **Passiv solar bringt's**, auch im Winter; es setzt aber in Europa ein gut gedämmtes Gebäude voraus, wenn der Beitrag wirklich relevant sein soll.
   - **Voraussetzung ist**, dass die Nutzer die Sonne auch "zulassen" und nicht etwa aussperren.
-  - "Passiv solar", das sind in unserem Fall an einem strahlungsreichen Dezembertag fast 200 W Heizungsbeitrag im 24-h-Mittel. Im Vergleich dazu liefert die 4-kW-peak-PV-Anlage am gleichen Tag etwa 50 Watt<sub>el</sub>  Durchschnittleistung über den ganzen Tag. Das reicht auch bei uns nicht weit - kann aber immerhin z.B. den Betrieb der Lüftungsanlage((das ist das wohl wichtigste elektrische Gerät in diesem Gebäude.))  abdecken. \\  \\ =====Sonntag, 11. Dezember 2022: Sibirische Kälte angekündigt=====
+  - "Passiv solar", das sind in unserem Fall an einem strahlungsreichen Dezembertag fast 200 W Heizungsbeitrag im 24-h-Mittel. Im Vergleich dazu liefert die 4-kW-peak-PV-Anlage am gleichen Tag etwa 50 Watt<sub>el</sub>  Durchschnittleistung über den ganzen Tag. Das reicht auch bei uns nicht weit - kann aber immerhin z.B. den Betrieb der Lüftungsanlage((das ist das wohl wichtigste elektrische Gerät in diesem Gebäude.))  abdecken. \\  \\
+=====Sonntag, 11. Dezember 2022: Sibirische Kälte angekündigt=====
 <imgcaption image8|>{{  .:22dez11reif_rasen.jpg?120| Etwas Reif auf der benachbarten Wiese. }}</imgcaption>Gemerkt haben wir von der aber noch nicht viel: Gut heute Nacht waren die Wiesen in der Umgebung und das Gras auf dem Dach bereift: Diese Oberflächen mit nur geringen Wärmekapazitäten strahlen ihren Wärmeinhalt schnell in den kalten Nachhimmel ab und kühlen sich so sogar unter die Lufttemperatur ab((Aus genau diesem Grund gibt es Reif auf den Windschutzscheiben der Kraftfahrzeuge.)) . Deswegen sind übrigens auch die äußeren Oberflächentemperaturen vieler Bauteile im Winter oft((insbesondere in der Nacht und natürlich nicht, sollte die Sonne einmal direkt auf die Oberfläche scheinen. Im Winter überwiegt der Abstrahlungs-Auskühleffekt bei weitem))  kälter als die Außenluft - wir werden in einem späteren Beitrag das noch genauer darstellen. Die Bauteile sind auf der Innenoberfläche trotzdem warm - denn, wegen des guten Wärmeschutzes fließt kaum Wärme ab und alle Oberflächen zum Innenraum haben Temperaturen, die nur wenig von der Raumlufttemperatur abweichen (max. 3 K bei den Fenstern, weniger als 1 K bei Wänden und Dächern). Das sind sehr gute Voraussetzungen für gute thermische Behaglichkeit: solange das Temperaturniveau zur Kleidung und Aktivität passt. \\ Apropos Temperaturniveau: Das hält sich jetzt im Intervall zwischen 19,7 und 21,3 °C; bis auf den Raum, den wir derzeit bewusst so wenig ankoppeln, wie es geht((Innentür dauernd geschlossen)) , da geht es dann schon zeitweise auf 19,2 °C herunter (Obergeschoss NO). Die elektrische Leistungsaufnahme des Splitgerätes, unsere einzige Heizung derzeit, liegt dabei immer noch im 24-h-Durchschnitt unter 400 Watt.
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 ===== Erster Schnee? (3 mm :-) (14.12.2022) =====
-<imgcaption image11|>{{  .:solar_aussen_20221213.jpg?131|Tiefstehende Sonne trifft die Südfassade im Dezember }}</imgcaption><imgcaption image12|>{{  .:solar_innen_20221213.jpg?200|Und so sieht das dann innen aus: Strahlungsabsorption am Fußboden. So gelangt die Wärme in den Estrich.}}</imgcaption>Erst ein Nachtrag zum "Sonne tanken" am gestrigen Dienstag. Abb. 11 zeigt, wie das dann von außen aussieht. Das gibt auch die Stimmung gut wieder: Die Sonne steht tief, auch mitten am Tag((die Haselnuss hatte 'irrtümlich' schon geblüht, nun aber doch fast alle Blätter verloren. Wer sagt da, wir könnten die Fenster auch mal reinigen? Hat ja recht…)) . Die Strahlung kommt durch die Verglasungen, denn für den sichtbaren Teil des Spektrums sind die transparent((je klar, dafür sind sie doch da, wir wollen hinaus sehen. Die Hauszeilen stehen hier gerade soweit auseinander, dass es jeweils im Dezember auch im Erdgeschoss noch etwas Sonne geben kann - so haben das die Stadtplaner damals überlegt. Das führt interessanterweise immer noch zu einer hohen Bebauungsdichte, eben durch die Reihenhauszeilen mit jeweils tiefen Grundrissen.)) . Und mit dem Licht kommt Energie ins Haus. Diese Strahlungsenergie wird an den Flächen, auf die sie innen auftritt, zum Teil reflektiert((und so im ganzen Raum verteilt, wo sie dann an anderen Oberflächen letztlich doch noch absorbiert wird, manchmal nach mehreren Reflexionen. Bis auf einen kleinen Teil, der durch die Verglasung doch auch wieder hinaus geht. Deswegen kann z.B. die Zitrone an unserem Bäumchen auch von außen gesehen werden)) . Abb. 12 zeigt den "Lichtfleck", der durch die Verglasung bis tief über die Mitte des Grundrisses hinaus in das Haus gelangt - 'passiv solar', das ist keinesfalls eine neuen Idee, das wird schon Sokrates im klassischen Altertum zugeschrieben ("Sonnenhaus des Sokrates"). \\  \\ Bringt das Energie ins Haus? Sicher, und wieviel das ist, das lässt sich anhand von Abb. 13 ein wenig einschätzen. In der Spitze (11:00 bis 12:00) lag die Globalstrahlung auf der Südfassade durchaus bei über 800 W/m². Der helle Tag ist nur kurz - und in der Summe werden es dann 2 kWh/m²/d an so einem sonnigen Tag((d=day, Tag, kWh je Quadratmeter und Tag)) . Schön wäre es ja, wenn wir diese Energie komplett nutzen könnten; dazu ist aber selbst die modernste Passivhaus-Technik nicht vollständig in der Lage; es ist eher nur ein Viertel davon((das aber immerhin!)) , das durch fast 20 m² Südverglasungsfläche "durchgereicht" wird. 10 kWh am Tag ist die hier bewusst grob gehaltene Abschätzung. Diesen Anteil an den Verlusten müssen wir dann schon nicht heizen - wobei, wg. der Kälte, die Verluste eben insgesamt doch höher waren. Das Splitgerät dann aber weiterhin nicht wesentlich mehr zu tun hatte: 425 W<sub>el</sub>  am gestrigen Tag im Durchschnitt; und, ja, das ist jetzt mehr als nochmal so viel wie der sonst benötigte Haushaltsstrom. Das wird somit schon eine nennenswerte Gesamtlast im Stromnetz, wenn künftig überwiegend mit Wärmepumpen geheizt werden soll, selbst wenn es alles energiesparende Gebäude sind. Wenn sie das nicht sind, dann wird diese Last 5 bis 10mal so hoch - und das wird so schnell nicht ohne weiteres für alle verfügbar sein können: Effizienz und Erneuerbare ergänzen sich aber perfekt: Mit den geringen Lasten, die wir hier haben, ist das darstellbar. \\  \\ <imgcaption image13|>{{  .:schnee_20221214.jpg?200|Schnee - na ja.}}</imgcaption>Nun aber zum "ersten Schnee", wenn wir das so nennen wollen. OK, dafür, dass jetzt eine dünne Puderschicht auf den PV-Paneelen auf dem Dach liegt, hat's gereicht. Bei Einstrahlung wird die schnell wieder verschwinden, Einstrahlung gibt es heute aber nur wenig: Es sieht nach einem eher "dunklen Tag" aus, die Außentemperaturen aber immer noch unter dem Gefrierpunkt. Ein wenig Wind kommt auf, das wird die erneuerbare Stromerzeugung heraufsetzen, so dass unsere Wärmepumpe ab jetzt mit weniger CO<sub>2</sub>-Vorbelastung aus dem Stromnetz betrieben wird((wie diese Bilanz schlussendlich aussieht, das werde ich in einem künftigen Beitrag hier auch aufarbeiten.)) . \\ Das Innere des Hauses, die Wände und Decken, haben sich gestern so um etwa ein Drittel Grad durch die solare Gratiswärme erwärmt. Das konnten wir am Morgen feststellen - die Messwerte der Raumtemperaturen auf der Südseite lagen sogar um gut ein halbes Grad über denen des Vortages. Mit der Zeit verteilt sich die Wärme im Haus, sie reicht aber derzeit nicht, um die Wärmeverluste des ganzen Hauses zu kompensieren - auch in einem Passivhaus nicht. Da hilft dann, dass diese Verluste eben sehr viel geringer sind als bei schlecht gedämmten Gebäuden - diese um 1000 Watt, die gerade als Netto-Verlust bleiben, das ist auf vielen unterschiedlichen Wegen leicht nachhaltig zu decken; die Wärmepumpe ist ein Weg davon, richtig nachhaltig wird das aber auch erst, wenn die Stromversorgung aus erneuerbarer Energie wirklich ausgebaut sein wird.
+<imgcaption image11|>{{  .:solar_aussen_20221213.jpg?131|Tiefstehende Sonne trifft die Südfassade im Dezember }}</imgcaption><imgcaption image12|>{{  .:solar_innen_20221213.jpg?200|Und so sieht das dann innen aus: Strahlungsabsorption am Fußboden. So gelangt die Wärme in den Estrich.}}</imgcaption>Erst ein Nachtrag zum "Sonne tanken" am gestrigen Dienstag. Abb. 11 zeigt, wie das dann von außen aussieht. Das gibt auch die Stimmung gut wieder: Die Sonne steht tief, auch mitten am Tag((die Haselnuss hatte 'irrtümlich' schon geblüht, nun aber doch fast alle Blätter verloren. Wer sagt da, wir könnten die Fenster auch mal reinigen? Hat ja recht…)) . Die Strahlung kommt durch die Verglasungen, denn für den sichtbaren Teil des Spektrums sind die transparent((je klar, dafür sind sie doch da, wir wollen hinaus sehen. Die Hauszeilen stehen hier gerade soweit auseinander, dass es jeweils im Dezember auch im Erdgeschoss noch etwas Sonne geben kann - so haben das die Stadtplaner damals überlegt. Das führt interessanterweise immer noch zu einer hohen Bebauungsdichte, eben durch die Reihenhauszeilen mit jeweils tiefen Grundrissen.)) . Und mit dem Licht kommt Energie ins Haus. Diese Strahlungsenergie wird an den Flächen, auf die sie innen auftritt, zum Teil reflektiert((und so im ganzen Raum verteilt, wo sie dann an anderen Oberflächen letztlich doch noch absorbiert wird, manchmal nach mehreren Reflexionen. Bis auf einen kleinen Teil, der durch die Verglasung doch auch wieder hinaus geht. Deswegen kann z.B. die Zitrone an unserem Bäumchen auch von außen gesehen werden)) . Abb. 12 zeigt den "Lichtfleck", der durch die Verglasung bis tief über die Mitte des Grundrisses hinaus in das Haus gelangt - 'passiv solar', das ist keinesfalls eine neuen Idee, das wird schon Sokrates im klassischen Altertum zugeschrieben ("Sonnenhaus des Sokrates").\\
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+Bringt das Energie ins Haus? Sicher, und wieviel das ist, das lässt sich anhand von Abb. 13 ein wenig einschätzen. In der Spitze (11:00 bis 12:00) lag die Globalstrahlung auf der Südfassade durchaus bei über 800 W/m². Der helle Tag ist nur kurz - und in der Summe werden es dann 2 kWh/m²/d an so einem sonnigen Tag((d=day, Tag, kWh je Quadratmeter und Tag)) . Schön wäre es ja, wenn wir diese Energie komplett nutzen könnten; dazu ist aber selbst die modernste Passivhaus-Technik nicht vollständig in der Lage; es ist eher nur ein Viertel davon((das aber immerhin!)) , das durch fast 20 m² Südverglasungsfläche "durchgereicht" wird. 10 kWh am Tag ist die hier bewusst grob gehaltene Abschätzung. Diesen Anteil an den Verlusten müssen wir dann schon nicht heizen - wobei, wg. der Kälte, die Verluste eben insgesamt doch höher waren. Das Splitgerät dann aber weiterhin nicht wesentlich mehr zu tun hatte: 425 W<sub>el</sub> am gestrigen Tag im Durchschnitt; und, ja, das ist jetzt mehr als nochmal so viel wie der sonst benötigte Haushaltsstrom. Das wird somit schon eine nennenswerte Gesamtlast im Stromnetz, wenn künftig überwiegend mit Wärmepumpen geheizt werden soll, selbst wenn es alles energiesparende Gebäude sind. Wenn sie das nicht sind, dann wird diese Last 5 bis 10mal so hoch - und das wird so schnell nicht ohne weiteres für alle verfügbar sein können: Effizienz und Erneuerbare ergänzen sich aber perfekt: Mit den geringen Lasten, die wir hier haben, ist das darstellbar.\\
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+<imgcaption image13|>{{  .:schnee_20221214.jpg?200|Schnee - na ja.}}</imgcaption>Nun aber zum "ersten Schnee", wenn wir das so nennen wollen. OK, dafür, dass jetzt eine dünne Puderschicht auf den PV-Paneelen auf dem Dach liegt, hat's gereicht. Bei Einstrahlung wird die schnell wieder verschwinden, Einstrahlung gibt es heute aber nur wenig: Es sieht nach einem eher "dunklen Tag" aus, die Außentemperaturen aber immer noch unter dem Gefrierpunkt. Ein wenig Wind kommt auf, das wird die erneuerbare Stromerzeugung heraufsetzen, so dass unsere Wärmepumpe ab jetzt mit weniger CO<sub>2</sub>-Vorbelastung aus dem Stromnetz betrieben wird((wie diese Bilanz schlussendlich aussieht, das werde ich in einem künftigen Beitrag hier auch aufarbeiten.)) .\\
+Das Innere des Hauses, die Wände und Decken, haben sich gestern so um etwa ein Drittel Grad durch die solare Gratiswärme erwärmt. Das konnten wir am Morgen feststellen - die Messwerte der Raumtemperaturen auf der Südseite lagen sogar um gut ein halbes Grad über denen des Vortages. Mit der Zeit verteilt sich die Wärme im Haus, sie reicht aber derzeit nicht, um die Wärmeverluste des ganzen Hauses zu kompensieren - auch in einem Passivhaus nicht. Da hilft dann, dass diese Verluste eben sehr viel geringer sind als bei schlecht gedämmten Gebäuden - diese um 1000 Watt, die gerade als Netto-Verlust bleiben, das ist auf vielen unterschiedlichen Wegen leicht nachhaltig zu decken; die Wärmepumpe ist ein Weg davon, richtig nachhaltig wird das aber auch erst, wenn die Stromversorgung aus erneuerbarer Energie wirklich ausgebaut sein wird.
 ===== Ein ganz anderes Thema: Durchbruch bei der Kernfusion (Blog 15.12.2022) =====
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   * Die Verbesserung des Wärmeschutzes auf EnerPHit-Niveau im etwa gleichem Zeitraum (Das entlastet dann auch die Gasversorgung, in den Objekten, die noch nicht auf Wärmepumpen umgerüstet sind)
   * Der Ausbau der Windkraft, die allerdings zügiger und mit ehrgeizigeren Zielen (nämlich rund +10 GW/a Nennleistung) erfolgen muss.
-  * Für Flauten wird auch eine Backup-Leistung benötigt. Auch das ist bei gering bleibenden Gesamtlasten machbar, dafür könnten z.B. GUD-Kraftwerke bereit gehalten werden, die mit Gas aus erneuerbarer Energie, zwischengespeichert in den schon heute vorhandenen Methan-Speichern, betrieben werden können. Das ist der bei weitem teuerste Teil er Lösung. Bei zu hoher maximaler Gesamtheizlast würde dieser Teil des Konzeptes unbezahlbar. \\  \\ ===== Gute Nachrichten: Auch unsere selbst ausgeführten Innendämm-Maßnahmen in den Institutsräumen bewähren sich (22.12.) =====
+  * Für Flauten wird auch eine Backup-Leistung benötigt. Auch das ist bei gering bleibenden Gesamtlasten machbar, dafür könnten z.B. GUD-Kraftwerke bereit gehalten werden, die mit Gas aus erneuerbarer Energie, zwischengespeichert in den schon heute vorhandenen Methan-Speichern, betrieben werden können. Das ist der bei weitem teuerste Teil er Lösung. Bei zu hoher maximaler Gesamtheizlast würde dieser Teil des Konzeptes unbezahlbar. \\  \\
+===== Gute Nachrichten: Auch unsere selbst ausgeführten Innendämm-Maßnahmen in den Institutsräumen bewähren sich (22.12.) =====
 <imgcaption image21|>{{  :baulich:daemmkei_innenwand.jpg?200|Dämmkeile werden angebracht.}}</imgcaption>Dass die Wärmedämmung von Hüllflächen der Gebäude bedeutend den Verbrauch an Heizenergie reduziert, das wird an den Ergebnissen in diesem Blog zum "Heizen mit nur einem einzelnen Splitgerät" für ein richtig gut gebautes Wohnhaus deutlich. Auch bestehende Gebäude können mit verbessertem Wärmeschutz nachgerüstet werden, das ist ein entscheidender Teil zum Gelingen der Energiewende. Auf den Seiten zu [[:energieeffizienz_jetzt|Energieeffizienz-Jetzt]] geben wir dazu konkrete Anleitungen, die auf dem gesammelten Know-how zehntausender realisierter Neubauten und Bestandsgebäude beruhen. Diese Anleitungen beruhen immer auf dem Stand der Erkenntnis der Bauphysik - dort sind die entscheidenden Fakten zur korrekten Ausführung zusammengefasst. Die Anleitungen betreffen immer solche Maßnahmen, die wir konkret selbst ausgeführt haben: D.h., auch die Erfahrung der praktischen Ausführbarkeit((durch Personen, die sonst eher Schreibtisch-Jobs verrichten))  ist gegeben. Es lohnt sich in jedem Fall, sich diese Sammlung konkreter Maßnahmen an zu sehen. \\  \\ Dass diese ausgeführten Maßnahmen das leisten, das durch die Bauphysik von ihnen versprochen wird, ist durch wissenschaftlich begleitete Projekte, die z.T. schon Jahrzehnte erfolgreich in praktischer Nutzung sind, belegt. Dennoch nehmen wir die Gelegenheit war, die in der unmittelbaren Umgebung des Institutes ausgeführten Maßnahmen ebenfalls messtechnisch zu begleiten. \\  \\ <imgcaption image22|>{{  .:daemmkeil_in_therm_1208.jpg?200|Wärmebild von innen: Durch die Keile bleiben auch alle Temperaturen am Rand der Innendämmung über 18 °C.}}</imgcaption>Eine besonders wirksamere Dämmung von Außenwänden erfolgt natürlich von der Außenseite - und bei Gelegenheit werden wir das hier noch einmal im Detail mit Messergebnissen darstellen. Aus den unterschiedlichsten Gründen ist eine außenliegende Dämmung aber nicht überall möglich. In solchen Fällen ist - fast immer((Ausnahmen werden unter  [[:baulich:waermeschutz_durch_innendaemmung|]] behandelt))  eine innenliegende Dämmung besser als gar keine Dämmung. Für diese Innendämmungen gibt es sogar eine Fülle unterschiedlicher Ausführungsmöglichkeiten, die alle gute Ergebnisse versprechen. Die beiden entscheidenden Merkmale sind: (1) Die Dämmschicht muss gegenüber der Raumluft luftdicht sein, damit konvektiv nicht große Mengen an Raumluftfeuchtigkeit an die dann kalte alte Oberfläche gelangen kann, und (2) schädliche Wärmebrücken mit zu niedrigen raumseitigen Innenoberflächen müssen entschärft werden - und wie das genau geht((es ist nicht schwierig: Stichwort Dämmkeil)) , das beschreiben wir detailliert in den jeweiligen Anleitungen. \\  \\ Sechs unterschiedliche Varianten zur Innendämmung haben wir konkret mit modernen Werkzeugen in den eigenen Räumlichkeiten im Jahr 2022 ausgeführt - und da wird auch jeweils nochmals gemessen und der Erfolg kontrolliert. Auch darüber wird noch im Einzelnen berichtet werden. Soviel kann allerdings schon jetzt verraten werden: Bisher, Messungen bis zum 20. Dezember berücksichtigt, funktionieren alle sechs Varianten genau wie zuvor erwartet. Abb. 22 zeigt das Wärmebild an einer Innenecke zur Geschossdecke; dabei waren es um 22°C Innentemperatur und um 0°C außen). Das Bild zeigt: Es gibt einen sicheren Abstand zur Taupunkttemperatur (die hier um 9°C liegt); keine Gefahr für erhöhte Feuchtigkeit und ohnehin kein Tauwasser; das geht somit auch mit Innendämmung - wenn die Randbereiche wie beschrieben mit Dämmkeilen 'entschärft' werden. So, wie beschrieben, kann das somit gemacht werden - und es spart jeweils eine Menge Energie, CO<sub>2</sub>  und Geld. \\
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 {{youtube>wupToqz1e2g?|Carl Sagan: "The Pale blue dot" }}
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- \\  ===== Zielführend: Verlustreduktion auf nahe Null; hier die Außenwand (26. Dezember) =====
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+===== Zielführend: Verlustreduktion auf nahe Null; hier die Außenwand (26. Dezember) =====
 In den bisherigen Berichten wurde deutlich, wie extrem gering der Energieverbrauch für die Heizung auch bei strenger Kälte in diesem Gebäude noch ist - und das bei Innentemperaturen, die im Komfortbereich liegen. Dass das hier so möglich ist, dahinter steckt kein Geheimnis: der Grund ist offensichtlich. Es ist der bereits im Blog vom 9. Dezember erwähnte sehr niedrige spezifische Wärmeverlust durch die Hülle des Hauses in die kalte Umgebung: wir hatten diesen schon mit um 82 W/K((Watt/Kelvin))  angegeben; bei den um -8 °C mittleren Außentemperaturen in der Frostperiode aber immer noch um 20°C innen sind es    $ \dot{Q} = H \cdot \left( \theta_i - \theta_e \right) = $ 82 W/K ( 20 - (-8) ) K = 2296 W    Ein bedeutender Beitrag zu diesen Verlusten ist auch in diesem Gebäude immer noch der Wärmestrom durch die Außenwände - einfach weil diese die weit überwiegende Fläche für den Wärmeaustausch darstellen (etwa 140 m²). Dabei sind unsere Außenwände tatsächlich sehr gut wärmegedämmt - mit einer Gesamtdämmstärke von rund 27,5 cm und einem konventionellen Dämmstoff((mit rund 0,04 W/(mK) Wärmeleitfähigkeit; das ergibt einen Wärmedurchgangskoeffizienten von rund U w = 0,14 W/(m²K). Die Verluste durch die Außenwände machen insgesamt etwa 25% aller Wärmeverluste dieses Gebäudes aus. In den meisten Altbauten sind die U-Werte erheblich höher, in der Größenordnung 10 mal so hoch.)) .  <imgcaption image23|>{{  .:aussenw_kran_2022de_m.png?600|Temperaturverlauf im Querschnitt der westlichen Außenwand - in der Frostperiode sowie beim Übergang zum milden Winterwetter }}</imgcaption>Abb. 23 zeigt die gemessenen Temperaturen an den Oberflächen und im Inneren der westlichen Außenwand in der gerade vergangenen Periode vom 13 bis zum 25.12.2022. Die Lage der hier verwendeten Temperatursensoren((1/3-DIN Pt100 Messwiderstände))  gehen aus dem mit dargestellten Querschnitt hervor. Wir konzentrieren und zunächst auf drei Sensoren: Den an der inneren Oberfläche des Innenputzes((rot)) , den an der Außenseite im Außenputz((blau, gestrichelt))  und den an der Grenzfläche des gemauerten tragenden Teils der Wand zum Dämmstoff((hellgrün)) .  Die Temperaturen der Innenoberfläche sind nur ganz wenig verschieden von denen der Raumluft im betreffenden Raum((diese ist dunkelrot dargestellt)) . Das allein zeigt schon, dass über die Wand nur wenig Wärme abfließt. Aber wir können das noch klarer durch den Vergleich der Verläufe bei den drei ausgewählten Sensoren sehen:  Wie die beiden schwarzen Pfeile zeigen, ist die Temperaturdifferenz zwischen der Innenoberfläche und der Grenzfläche zwischen der gemauerten Wand und der außenliegenden Dämmung nur gering; im Mittel über den gesamten Zeitraum sind es gerade 0,66°C((=0,66 Kelvin)) . Dagegen ist die Temperaturdifferenz zwischen der Grenzfläche Mauer/Dämmung und dem Außenputz hoch, nämlich im zeitlichen Mittel 18,5°C. Es ist also so, dass fast der gesamte Abfall der Temperatur innerhalb der Dämmschicht stattfindet. Dort allerdings ist Wärmeleitfähigkeit gering, so wird der Wärmeabfluss begrenzt. Der Temperaturabfall über der tragenden Mauer ist nur ca. ein 29stel der gesamten Temperaturdifferenz. //Ohne die Dämmschicht//  müsste die Temperatur fast vollständig über der Mauer abgebaut werden. Entsprechend der sehr viel höheren Wärmeleitfähigkeit des dort verwendeten Kalksandsteins ergibt sich dann ein um nahe am Faktor 29 liegender höherer Wärmeverlust. Abb. 23 macht die enorme Wirkung dieses verbesserten Wärmeschutzes unmittelbar erkennbar. In unserer Nachuntersuchung zum 25jährigen Jubiläum dieses Hauses haben wir aber auch die Wärmeleitfähigkeit des Dämmstoffes noch einmal im Labor nachgemessen. Das hatte auf einen Wert von 0,0412(12) W/(mK) geführt((der Wert in Klammer gibt die Messunsicherheit in Höhe der letzten aufgeführten Ziffer an)) . Ein Ergebnis, das im Rahmen der Messgenauigkeit den Literaturwerten für das Material im Neuzustand entspricht. Der volle Bericht zu dieser Nachuntersuchung kann hier auf [[..:passivhaus_die_langlebige_loesung|Passipedia]] nachgelesen werden [Feist, Pfluger 2016][Feist 2022].
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 {{youtube>MnrudYCzh2E}}
-  Muss dazu noch etwas ergänzt werden? Kaum, es sei denn, die grundlegenden Erkenntnis in der **Thermodynamik**, die der Kollege Harald Lesch ein paarmal anspricht. Übrigens: Dazu finden sich hier auf Passipedia tatsächlich schon ein paar leicht verständliche Seiten; die sich noch erweitern lassen, bei Gelegenheit: [[:grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:2._hauptsatz|"Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik"]]. Allerdings: Das ist eher schon etwas mehr, als das für ein Verständnis dieses Videos notwendige Wissen; das steht nämlich in jedem Physik-Lehrbuch, sogar in denen für die Physik der Mittelstufe.
+Muss dazu noch etwas ergänzt werden? Kaum, es sei denn, die grundlegenden Erkenntnis in der **Thermodynamik**, die der Kollege Harald Lesch ein paarmal anspricht. Übrigens: Dazu finden sich hier auf Passipedia tatsächlich einige leicht verständliche Seiten; die sich noch erweitern lassen, bei Gelegenheit: [[:grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:2._hauptsatz|"Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik"]]. Allerdings: Das ist eher etwas mehr, als es für ein Verständnis dieses Videos notwendig ist. Das Notwendige steht nämlich in jedem Physik-Lehrbuch, sogar in denen für die Physik der Mittelstufe.
-"E-Fuels: Nur dann besser als Erdöl-Fuels, wenn der Kohlenstoff für die Gewinnung AUS DER ATMOSPHÄRE stammt." (klar, sonst macht das alles überhaupt keinen Sinn, denn sonst können wir auch gleich (billiger!) mit dem konventionellen Sprit weiterfahren).
+"E-Fuels: Die sind nur dann besser als Erdöl-Fuels, wenn der Kohlenstoff für die Gewinnung AUS DER ATMOSPHÄRE stammt." (klar, sonst macht das alles überhaupt keinen Sinn, denn sonst können wir auch gleich (billiger!) mit dem konventionellen Sprit weiterfahren).
-"Wasserstoff wird freigesetzt aus Wasser durch Elektrolyse" - das braucht ordentlich elektrische Energie. "Strom muss von Erneuerbaren Energien kommen." >(conditio sine qua non - braucht massivsten Ausbau der erneuerbaren Energie. (Ergänzung: drei hohe Strom-Inputs: (1) CO<sub>2</sub>  aus der Atmosphäre holen (ziemlich energieintensiv); (2) H<sub>2</sub>  O Elektrolyse zu H<sub>2</sub>  (schon allein schlechter als 1:1); (3) chemischer Prozess (Sabatier): Verbindungen synthetisieren).
+"Wasserstoff wird freigesetzt aus Wasser durch Elektrolyse" - dazu benötigen wir bereits viel elektrische Energie. "Dieser Strom muss von Erneuerbaren Energien kommen." >(conditio sine qua non - es benötigt einen massiven Ausbau der erneuerbaren Energie. Ergänzung: es gibt gleich drei hohe Strom-Inputs: (1) CO<sub>2</sub>  aus der Atmosphäre holen (das ist bereits ziemlich energieintensiv); (2) H<sub>2</sub>O -Elektrolyse zu H<sub>2</sub>  (Das ist bereits allein schlechter als 1:1); (3) chemischer Prozess (Sabatier) um daraus Sprit-geeignete Verbindungen zu synthetisieren). Der größte Energieverlust folgt aber erst dann, nämlich wieder im Fahrzeug, in dem ein Verbrennungsmotor einen Wirkungsgrad von deutlich unter 50% aufweist. Der Motor erzeugt mechanische Antriebsenergie - die ein Elektromotor, gespeist aus einer Batterie mit  über 90% Wirkungsgrad bereitstellen kann.
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+===== 4. Juni: Seit 76 Tagen nur rein passiver Gebäudebetrieb und Grundsätzliches zur "Nuklearbatterie" =====
- \\  ===== 4. Juni: Seit 76 Tagen nur rein passiver Gebäudebetrieb und Grundsätzliches zur "Nuklearbatterie" =====
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 Ein kurzer 'Sachstandsbericht' - weil ich so lange nichts mehr eingestellt habe: Seit dem Abschalten der Wärmepumpe am 19. März gab es keinerlei aktive Wärmezufuhr und auch keine aktive Kühlung: Das Gebäude wurde in dieser Zeit rein durch einen adäquaten Umgang mit Fensteröffnungen und evtl. Schließen von Jalousien dauerhaft auf komfortablen Temperaturen (d.h. zwischen 21 und 24 °C in Aufenthaltsbereichen) gehalten.
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   - Es kommt besser: Durch den Ausbau der Photovoltaik werden wir in Europa schon bald insbesondere bei gutem Sonnenschein bedeutende Überschüsse im Netz bekommen: Im Übrigen genau zu solchen Zeiten, in denen die Klimatisierung am ehesten gebraucht wird. Schon im Juni 2023 lag die PV-Erzeugung um die Mittagszeit bei über 40 GW allein in Deutschland. Weil wir in jedem Fall mehr PV brauchen werden, insbesondere für den Zeitraum Oktober bis Februar – wird durch den weiteren Ausbau der PV das solare Stromangebot im Sommer in 10 Jahren 100 GW überschreiten – und auch die Windkraft wird dann (fast immer) über 12 GW liefern. Selbst bei vollem E-Fahrzeug-Ladebetrieb bleibt da eine Menge sommerlicher Überschussstrom – die im Kühlbetrieb arbeitenden Wärmepumpen, selbst wenn sie weit verbreitet sind, werden diese Energiemengen gar nicht brauchen((immer ein vernünftiger sommerlicher Wärmeschutz vorausgesetzt – ohne den Gebäude künftig ohnehin nicht komfortabel genutzt werden können)) .
-Wieviel Strom für die Kühlung einer gut gedämmten Wohnung auch in Hitzeperioden tatsächlich gebraucht wird, das gibt die Publikation [[https://www.uibk.ac.at/iup/buch_pdfs/10.15203-99106-078-9.pdf|"Heizen mit dem Klima-Splitgerät"]] [Feist 2022] aus den Erfahrungen vergangener Jahre wieder. Bisher, in diesem Jahr, haben wir das Splitgerät noch nicht für die Kühlung eingesetzt. Mal sehen, ob sich das wegen der fürs Wochenende engkündigten Schwüle ändert.\\ \\
+Wieviel Strom für die Kühlung einer gut gedämmten Wohnung auch in Hitzeperioden tatsächlich gebraucht wird, das gibt die Publikation [[https://www.uibk.ac.at/iup/buch_pdfs/10.15203-99106-078-9.pdf|"Heizen mit dem Klima-Splitgerät"]] [Feist 2022] aus den Erfahrungen vergangener Jahre wieder. Bisher, in diesem Jahr, haben wir das Splitgerät noch nicht für die Kühlung eingesetzt. Mal sehen, ob sich das wegen der fürs Wochenende angkündigten Schwüle ändert.\\ \\
 ===== 18. Juni: Hitze-Spitze? 32°C =====
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 ===== Verblüffend: Oft führt das Verständnis ganz einfacher Grundlagen bereits zu wichtigen Ergebnissen (28.04.2024) =====
-Das habe ich gerade eben bei der Pflege unserer Grundlagenkurse gemerkt. \\  \\ //Hier ein Beispiel: Wie nachhaltige Energieversorgung (durch Erneuerbare) von effizienter Energieanwendung profitiert,//  das ist sofort einsichtig, wenn wir die elementaren Grundlagen zum Thema "Wärmespeicherung" wirklich verstehen. Viele 'hoffen' auf die 'Erfindung' irgendwelcher "Super-Speicher-Materialien" und hoffen das durch noch nicht untersuchte hochkomplexe, schwere Moleküle umsetzen zu können. Was davon wirklich zu erwarten ist, wird sofort klar, wenn die molekulare Grundlage der Wärmespeicherprozesse verstanden wird: [[:grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:waremespeicherung#ein_ganz_konkretes_beispielkaffee_heiss|Das ideale Wärmespeichermaterial für 90% aller Anwendungen ist längst gefunden. Es ist ... Wasser.]] \\
+Das habe ich gerade eben bei der Pflege unserer Grundlagenkurse gemerkt.\\
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-Etwas weiter unten im gleichen Text gibt es noch ein weiteres Praxisbeispiel: Die Wärmespeicherung in einer Betondecke. Ist die hilfreich? Aber sicher! Sie erlaubt es, Temperaturen im Tag/Nacht-Gang besser auszugleichen. Das hilft z.B. in unseren Breiten bei der Einsparung von Kühlenergie((Wenn nachts ausgiebig gelüftet werden kann)) . Für die Heizung ist der Einfluss aber nur sehr gering - und umso bedeutsamer, je besser das Gebäude ansonsten gegen Wärmeverluste geschützt ist. Auch das ergibt sich zwanglos aus ganz elementaren Grundlagen. \\ Und noch ein Beispiel: Der Wärmeverlust eines Gebäudes steigt naturgemäß an, wenn die Außenoberfläche des Objektes größer wird; auch dann, wenn dabei die Nutzfläche gar nicht ansteigt. Eindeutige Folgen: Durch eine Zerklüftung der Hülle wird der Bau teurer (mehr Oberfläche); die Heizkosten werden ebenfalls höher und oft die Nutzfläche auch noch kleiner. //Beschwert sich da jemand über Kostensteigerungen beim Wohnen?//  Vieles davon ist offensichtlich geplant und gewollt - nicht, dass das 'verboten' ist oder verboten werden sollte. Aber wir sollten uns dessen bewusst sein. Schauen wir genauer hin, dann stellt sich nämlich heraus, dass es vor allem solche Ursachen sind, welche für die oft beklagten Kostensteigerungen sorgen. Weil wir das aber nicht gern zugeben wollen, suchen viele nach anderen 'Gründen'; manche behaupten sogar, solche gefunden zu haben: den verbesserten Wärmeschutz zum Beispiel. Tatsächlich kostet gerade der nicht einem investiv wirklich viel mehr, Dämmstoffe sind nämlich billig - und er spart Betriebskosten ein, und das in bedeutendem Umfang. Wie das wirklich kostengünstig geht, findet sich z.B. in den Beiträgen zu Protokollband 55: [[..:..:sozialwohnbau|kostengünstiger sozialer Wohnungsbau]]. \\
+//Hier ein Beispiel: Wie nachhaltige Energieversorgung (durch Erneuerbare) von effizienter Energieanwendung profitiert,// das ist sofort einsichtig, wenn wir die elementaren Grundlagen zum Thema "Wärmespeicherung" wirklich verstehen. Viele 'hoffen' auf die 'Erfindung' irgendwelcher "Super-Speicher-Materialien" und hoffen das durch noch nicht untersuchte hochkomplexe, schwere Moleküle umsetzen zu können. Was davon wirklich zu erwarten ist, wird sofort klar, wenn die molekulare Grundlage der Wärmespeicherprozesse verstanden wird: [[:grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:waremespeicherung#ein_ganz_konkretes_beispielkaffee_heiss|Das ideale Wärmespeichermaterial für 90% aller Anwendungen ist längst gefunden. Es ist ... Wasser.]]\\
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+Etwas weiter unten im gleichen Text gibt es noch ein weiteres Praxisbeispiel: Die Wärmespeicherung in einer Betondecke. Ist die hilfreich? Aber sicher! Sie erlaubt es, Temperaturen im Tag/Nacht-Gang besser auszugleichen. Das hilft z.B. in unseren Breiten bei der Einsparung von Kühlenergie((Wenn nachts ausgiebig gelüftet werden kann)) . Für die Heizung ist der Einfluss aber nur sehr gering - und umso bedeutsamer, je besser das Gebäude ansonsten gegen Wärmeverluste geschützt ist. Auch das ergibt sich zwanglos aus ganz elementaren Grundlagen.\\
+Und noch ein Beispiel: Der Wärmeverlust eines Gebäudes steigt naturgemäß an, wenn die Außenoberfläche des Objektes größer wird; auch dann, wenn dabei die Nutzfläche gar nicht ansteigt. Eindeutige Folgen: Durch eine Zerklüftung der Hülle wird der Bau teurer (mehr Oberfläche); die Heizkosten werden ebenfalls höher und oft die Nutzfläche auch noch kleiner. //Beschwert sich da jemand über Kostensteigerungen beim Wohnen?// Vieles davon ist offensichtlich geplant und gewollt - nicht, dass das 'verboten' ist oder verboten werden sollte. Aber wir sollten uns dessen bewusst sein. Schauen wir genauer hin, dann stellt sich nämlich heraus, dass es vor allem solche Ursachen sind, welche für die oft beklagten Kostensteigerungen sorgen. Weil wir das aber nicht gern zugeben wollen, suchen viele nach anderen 'Gründen'; manche behaupten sogar, solche gefunden zu haben: den verbesserten Wärmeschutz zum Beispiel. Tatsächlich kostet gerade der nicht wirklich viel mehr, Dämmstoffe sind nämlich billig - und er spart Betriebskosten ein, und das in bedeutendem Umfang. Wie das wirklich kostengünstig geht, findet sich z.B. in den Beiträgen zu Protokollband 55: [[..:..:sozialwohnbau|kostengünstiger sozialer Wohnungsbau]].
 ===== Übersicht April 2024: Trotz Kälteeinbruch kein Heizbedarf (Eintrag vom 2. Mai) =====
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   - Unser Ansatz ist somit: Genaue Analyse der Aufgabe (der "Dienstleistung") die durch den Energieeinsatz erbracht werden soll. Das allein zeigt oft schon die entscheidenden Pfade für eine nachhaltigere Lösung: Wir kommen hier eben gerade nicht von der Versorgungsseite her, sondern von den zu deckenden Bedürfnissen. Sehr oft lassen sich diese mit Lösungen erbringen, die gar keine oder zumindest sehr viel weniger Energie benötigen, als die heute in der Breite eingeführten. Gerade das Heizen von Gebäuden ist hier ein geeignetes Beispiel: Dort lassen sich zunächst die Wärmeverluste gegenüber den üblichen Werten (um 150 kWh/m²a) durch besseren Wärmeschutz um gut einen Faktor 5 senken - auch in den meisten Altbauten. Diesen, schon viel geringeren Bedarf, können wir dann leicht mit Hilfe kleiner und daher kostengünstiger Wärmepumpen((und auch anderer kleiner Wärmeerzeuger))  decken - durch deren erheblich höhere Effizienz ist der erforderliche Stromeinsatz dann nochmals um einen Faktor 3 niedriger als der Wärmebedarf. Schließlich kann der so nicht besonders stark ansteigende Strombedarf künftig überwiegend aus erneuerbarer Energie gedeckt werden - und das bewirkt einen weiteren etwa Faktor 2 bzgl. der Klimagasemissionen. Der Anwendungsbereich Gebäudeheizung ist übrigens nicht so unbedeutend, wie das oft fälschlich dargestellt wird: In Deutschland sind das rund 29% des Energiebedarfs, nur noch übertroffen vom Spritverbrauch im Verkehr (rund 30%). In den anderen Anwendungs-Sektoren gibt es jeweils andere aber ebenfalls vergleichbare hochwirksame Ansätze zur Verbesserung der Effizienz((siehe dazu  [[:energieeffizienz_jetzt|]])) . \\
-**Warum die wissenschaftliche Erkenntnis in diesem Gebiet gut gesichert ist** \\  \\ Seriöse Naturwissenschaft beruht gerade darauf, dass den Dingen auf den Grund gegangen wird: Dazu gehört eine ständige kritische Analyse des Erkenntnisstandes: Nur die Aussagen, die diesem Prozess standhalten, bleiben in der Kategorie des gesicherten Wissens. An den Grenzen der Forschung (heute z.B. bei den Fragen von dunkler Materie) sind Aussagen auch in der Wissenschaft oft noch deutlich weniger gesichert - einen bedeutenden Einfluss auf das für uns hier relevante gesicherte Wissen (z.B. über 'die Bewegung von heute gebauten Raumschiffen im Schwerefeld von Erde, Mond und Sonne' oder den Wärmeabfluss aus einem Behälter) wird das aber auch künftig nur sehr wenig ändern. In dem hier behandelten Bereich der Wärmeleitung sind diese Erkenntnisse seit Jahrhunderten bei jeder Anwendung, auch gerade bei allen kritischen Prüfungen, immer nur bestätigt worden. Das Passivhaus Institut hat selbst zahlreiche gut dokumentierte und publizierte Tests der Grundgleichungen zum Wärmetransport in Bauteilen durchgeführt: Auch in diesem Anwendungsfeld stimmt die Physik. Das ist in diesem Fall sogar für alle, auch Nicht-Wissenschaftler, leicht überprüfbar: Durchschnittliche bestehende Gebäude in Deutschland brauchen auch heute noch (um 2021) über 125 kWh/(m²a) allein für die Heizung. Inzwischen in hoher Anzahl realisierte und genutzte Gebäude in Passivhausqualität dagegen nur um 15 kWh/(m²a) [Johnston 2020]. Der Unterschied zwischen diesen beiden Kategorien besteht eben gerade in der konsequenten Verwendung der gesicherten Erkenntnisse der Bauphysik bei den Gebäudehüllen. \\  \\ </wrap> \\
+**Warum die wissenschaftliche Erkenntnis in diesem Gebiet gut gesichert ist** \\  \\ Seriöse Naturwissenschaft beruht gerade darauf, dass den Dingen auf den Grund gegangen wird: Dazu gehört eine ständige kritische Analyse des Erkenntnisstandes: Nur die Aussagen, die diesem Prozess standhalten, bleiben in der Kategorie des gesicherten Wissens. An den Grenzen der Forschung (heute z.B. bei den Fragen von dunkler Materie) sind Aussagen auch in der Wissenschaft oft noch deutlich weniger gesichert - einen bedeutenden Einfluss auf das für uns hier relevante gesicherte Wissen (z.B. über 'die Bewegung von heute gebauten Raumschiffen im Schwerefeld von Erde, Mond und Sonne' oder den Wärmeabfluss aus einem Behälter) wird das aber auch künftig nur sehr wenig ändern. In dem hier behandelten Bereich der Wärmeleitung sind diese Erkenntnisse seit Jahrhunderten bei jeder Anwendung, auch gerade bei allen kritischen Prüfungen, immer nur bestätigt worden. Das Passivhaus Institut hat selbst zahlreiche gut dokumentierte und publizierte Tests der Grundgleichungen zum Wärmetransport in Bauteilen durchgeführt: Auch in diesem Anwendungsfeld stimmt die Physik. Das ist in diesem Fall sogar für alle, auch Nicht-Wissenschaftler, leicht überprüfbar: Durchschnittliche bestehende Gebäude in Deutschland brauchen auch heute noch (um 2021) über 125 kWh/(m²a) allein für die Heizung. Inzwischen in hoher Anzahl realisierte und genutzte Gebäude in Passivhausqualität dagegen nur um 15 kWh/(m²a) [Johnston 2020]. Der Unterschied zwischen diesen beiden Kategorien besteht eben gerade in der konsequenten Verwendung der gesicherten Erkenntnisse der Bauphysik bei den Gebäudehüllen.
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 ===== Literatur =====