Titel der Einheit. Dieses Arbeitsblatt ist eher für begabte und interessierte SchülerInnen geeignet.

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1 Titel der Einheit U-Wert Stoffgebiet Wärme Name und des Gudrun Dirmhirn Einsenders Ziel der Einheit SchülerInnen sollen Wissen über ein neues Gebiet, den U- Wert, durch selbstständiges Arbeiten erwerben. Die Definition und Berechnung des U-Werts soll gelernt werden. Inhalt Lesen und Verstehen der Information, Berechnung des U- Wertes für verschiedene Arten der Wärmeisolation, ebenso Verwenden von graphischen Methoden, um verschiedene Temperaturen in Lagen von Isolationsmaterial zu zeigen. Voraussetzungen Bemerkungen Dieses Arbeitsblatt ist eher für begabte und interessierte SchülerInnen geeignet.

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5 Materialvergleich Material 1 0,16 0,52 0,72 4 8,4 Standard-Dämmstoffe Vollholz (Fichte) Porenziegel Vollziegel Normalbeton * :;;< Dicke d [m]

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8 Asbestzementplatten nach DIN 274 (2000 kg/m³) 0,58 Gasbetonbauplatten, unbewehrt, nach DIN 4166, mit normaler Fugendichte (600 kg/m³) Gasbetonbauplatten, unbewehrt, nach DIN 4166, dünnfugig verlegt (600 kg/m³) 0,24 0,22 Wandbauplatten aus Leichtbeton (800 kg/m³) 0,29 Wandbauplatten aus Gips (600 kg/m³) 0,29 Gipskartonplatten (900 kg/m³) 0,21 Putze, Estriche und andere Mörtelschichten Kalkmörtel, Kalkzementmörtel, Mörtel aus hydraulischem Kalk (1800 kg/m³) Wärmeleitfähigkeit W/mK 0,87 Zementmörtel (2000 kg/m³) 1.40 Kalkgipsmörtel, Gipsmörtel, Anhydritmörtel, Kalkanhydritmörtel (1400 kg/m³) 0,70 Gipsputz ohne Zuschlag (1200 kg/m³) 0,35 Anhydritestrich (2100 kg/m³) 1.20 Zementestrich (2000 kg/m³) 1,40 ( ( )) Dämmstoff Baumwolle kg/m³ Backkork 80 kg/m³ < Rohdichte Backkork 120 kg/m³ < Rohdichte Imprägnierter Kork 120 kg/m³ < Rohdichte Imprägnierter Kork 200 kg/m³ < Rohdichte Wärmeleitfähigkeit 0,040 0,045-0,055 0,045-0,055 0,045-0,055 0,045-0,055 Blähperlit 0,045-0,065 Blähton 0,10-0,16 Calciumsilicat- Hydrat 0,045 Flachs- Dämmflies 0,040 Hanf 0,065 Holzfaser- Dämmplatten bis 160 kg/m³ Rohdichte Holzfaser- Dämmplatten 270 kg/m³ Rohdichte 0,045 0,060 Holzwolle 0,09 Kokosfaser kg/m³ 0,045-0,050 Korkplatten 0,04-0,06 Mineralfaser- Dämmstoffe ca kg/m³ 0,030-0,040

9 Mineralfaser- Granulat 0,045 Perlite-Dämmplatten kg/m³ Polystyrol- Partikelschaum EPS 15 kg/m³ < Rohdichte Polystyrol- Partikelschaum EPS 20 kg/m³ < Rohdichte Polystyrol- Extruderschaum XPS 25 kg/m³ < Rohdichte Polyurethan- Hartschaum PUR 30 kg/m³ < Rohdichte 0,045-0,055 0,030-0,040 0,020-0,040 0,030-0,04 0,020-0,035 Schafwolle kg/m³ 0,040 Schaumglas 0,04-0,06 Schilfrohr- Matten 190 kg/m³ Zellulosefaser- Dämmstoffe kg/m³ Zellulosefaser- Dämmplatten kg/m³ 0,060 0,030-0,040 0,040

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12 Infoblatt: Wärmedämmstoffe Definition: Nach der ÖNORM B 6000 (ÖNORM B 6000, 1983, Pkt.2) werden Wärmedämmstoffe über ihre Wärmeleitfähigkeit definiert. Zu Wärmedämmstoffen zählen jene Baustoffe, die einen Rechenwert kleiner gleich 0,1 W/(mK) aufweisen, und in Folge dessen zur Wärmedämmung verwendet werden können. Man unterscheidet sieben verschiedene Gruppen, die sich auf Grund des Rohstoffes oder der Verarbeitung ergeben. 1) Faserdämmstoffe: Stoffe aus mineralischen oder pflanzlichen Fasern (z.b.: Glas- oder Steinwolle; Kokos-, Hanffasern) 2) Dämmstoffe aus Holzwolle, Holzfasern, Stroh oder Schilfrohr 3) Kork 4) Anorganische Schaumstoffe: Silikatverbindungen, die mit Treibmittel aufgeschäumt werden (Schaumglas) 5) Organische Schaumstoffe: auf verschiedene Arten aufgeschäumte Schaumstoffe aus Polysterol (PS), Polyurethan (PUR), PVC, PE,... 6) Blähdämmstoffe: unter Hitzeeinwirkung expandierte, organische oder anorganische gebundene Gesteine (Blähglimmer, Blähperlit) 7) Dämmstoffkombinationen: Dämmstoffe, bei denen verschiedene Dämmstoffe in unterschiedlichen Lagen und Schichten miteinander kombiniert werden. (ÖNORM B 6000, 1983, Pkt ) (Kosz, 1996) Schafwolle ist beispielsweise nicht in der Auflistung enthalten, obwohl es, wenn auch in geringerer Weise, als Wärmedämmstoff dienen kann. Unbehandelt ist es leicht entflammbar. Ein Vorteil ist jedoch, dass Schafwolle ein regenerativer und wiederverwend- bzw. verwertbarer Stoff ist. Ein relativ neues Produkt auf diesem Sektor ist die Transparente Wärmedämmung (TWD). Es ist eine Anlehnung an das Eisbärenfell-Prinzip. Kurz zur Erklärung; die Haare des Eisbärenfells leiten das Sonnenlicht auf die schwarze Haut, wo die Wärme gut absorbiert werden kann. Mit der transparenten Wärmedämmung eröffnen sich neue Wege für die thermische Nutzung der Solarenergie. Herkömmlich war die Isolierung lichtundurchlässig anders als nun bei der TWD. Der Vorteil ist, dass sich durch die schwarz gestrichene Absorberwand erwärmt. Zeitverzögert wird die Wärme der Wände in die Räume abgestrahlt. Wie ist die TWD aufgebaut? Die Ausführung kann entweder aus Glas oder aus Kunststoff sein. Es sind Kügelchen oder Kapillaren dicht aneinandergeklebt. Die Kapillaren bestehen meist aus lichtdurchlässigem Polycarbonat und sind so angeordnet, dass Konvektion verhindert wird. Über der Kapillarschicht befindet sich meist ein abschließender transparenter Glaskugelputz. Im Vergleich zu anderen Stoffen hat die TWD noch einen relativ hohen U-Wert, andererseits gewährt sie eine Strahlungsdurchlässigkeit, die der Raumheizung dienen kann. (Eckert, 2000; Kurz, 2004) Alle Dämmstoffe haben eines gemeinsam: sie weisen eine feine, offene oder geschlossene Struktur oder mit Gas gefüllte kleine Bläschen auf, wo Konvektion nicht möglich ist. Durch den Luft- oder Gaseinschluss wird die niedrigere Wärmeleitfähigkeit von Gasen ausgenutzt.

13 Warum ist Wärmeschutz wichtig? Durch den Wärmeschutz kann bauphysikalisch gesehen Schadensvermeidung und außerdem eine Nutzungsoptimierung erzielt werden. Es lassen sich einige ökologische und wohnbehagliche Vorteile aufzählen. Reduktion der Transmissions- und unkontrollierten Lüftungsverluste. Somit kann der Heizwärmebedarf um vieles eingeschränkt werden, und man spart natürlich auch Heizenergie und Heizkosten. Reduktion der Umweltbelastungen durch verringerte oder wegfallende Beheizung oder Kühlung des Hauses. Vermeidung bauphysikalischer Schäden durch Oberflächenkondensation, Schimmelbildung oder Frost. Durch den Wärmeschutz kann auch die Konstruktion geschützt werden. Behagliche Temperatur der Oberflächen von Außenbauteilen. Folglich kann man die Raumlufttemperatur auf Grund der höheren Oberflächentemperatur absenken, ohne eine Verminderung der Behaglichkeit zu merken. Je nach Dämmstoff verbessert sich auch der Schallschutz. Sommerlicher Überhitzungsschutz. Durch gute Wärmedämmung kann die Heizlast um vieles reduziert werden, was bei den Niedrigenergiesystemen ausgenutzt wird. Um eine effektive passivsolare Nutzung zu erzielen müssen Massivbauteile gedämmt werden. (Mötzl, 2000) Ein gewisser Mindestwärmeschutz ist gesetzlich in der Bauverordnung vorgeschrieben. Durch die hohe Umweltbelastung durch Treibhausgase und den Verpflichtungen zur Minimierung der CO 2 Emission nach dem Kyoto-Protokoll gewinnt dieser Aspekt noch mehr an Aktualität. Um die Energieeffizienz von Gebäuden zu verbessern erließ das europäische Parlament die EU-Richtlinie Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden. Eine Umsetzung sollte bis Jänner 2006 für alle Neubauten und für bestehende Gebäude erfolgen. Bei einem Neubau kann mit relativ wenig Aufwand ein optimaler Wärmeschutz durch frühzeitige Planung angebracht werden. Ein gewisser Trend zu Niedrigenergiehäusern oder Passivhäuser ist schon zu verzeichnen. Jedoch auch bei bestehenden Gebäuden ist ein nachträglich angebrachter Wärmeschutz von Vorteil. Im Falle einer notwendigen Sanierung entstehen nicht mehr wesentliche Zusatzkosten. Es gibt einige Alternativen, unter denen man die individuell am besten geeignetste wählen sollte. Außenwände Im Regelfall entstehen an den Außenwänden die höchsten Wärmeverluste. Bei einer Sanierung sollte man unbedingt auf eine optimale Außenwanddämmung achten. Grundsätzlich kann man vier Lösungen unterscheiden: Eine sehr wirkungsvolle Möglichkeit ist die Außenwärmedämmung. Die massive Wand liegt dabei auf der warmen Seite der Dämmung und ist so bauphysikalisch optimal. Im Zuge dessen können auch Wärmebrücken eliminiert werden, die verstärkt im Tür- und Fensterbereich zu finden sind. Das Wärmedämm-Verbundsystem (Thermohaut) eignet sich für alle Putzfassaden und auch für schadhafte Ziegelfassaden.

14 Eine hinterlüftete Vorhangfassade eignet sich besonders gut für besondere witterungsbeanspruchte Fassaden. Teilweise wird dieses System für eine Fassadenverschönerung wegen der vielseitigen Gestaltungsmöglichkeiten vor allem bei Hochhäusern eingesetzt. Ein Nachteil ist, dass die Konstruktion eher aufwendig und teuer ist. Eine Innendämmung bietet sich bei Gebäuden an, wo das Sichtmauerwerk erhalten bleiben muss, bei wertvollen Fachwerkfassaden, oder bei denkmalgeschützten Fassaden. Sinnvoll ist eine Innendämmung am ehesten bei einer Wohnraumrenovierung. Der Nachteil hier ist, dass die effektive Wohnfläche kleiner wird. Ein schwerwiegenderer Nachteil ist jedoch, dass die Außenmauer auf der kalten Seite ist und es leichter zu einer Kondensation im Mauerwerk kommen kann. Eine nachträgliche Kerndämmung kann bei zweischaligem Mauerwerk angebracht werden. Diese Bauart ist allerdings in unseren Breiten sicher nicht hauptsächlich vorherrschend. Eine Wärmedämmung ist nur dann wirklich wirksam, wenn Wärmebrücken und Undichtheitsstellen auf das geringste Maß reduziert worden sind. Eine gute Planung ist sowohl bei einer Altbausanierung, als auch bei einem Neubau dringend zu empfehlen. Als Wärmebrücken werden jene Schwachstellen bezeichnet, wo auf sehr kleinem Raum viel Wärme abfließen kann. Oft entstehen solche Brücken bei schlecht durchdachten Konstruktionen. Ein Beispiel wäre, wenn ein gut leitender Bauteil, wie eine Balkonplatte, Wärme nach außen leiten kann. Die Dämmung der Dachflächen ist selbst bei einem unbewohnten Dachgeschoß unerlässlich. Eine ausreichende Bemessung des Wärmeschutzes ist wichtig. Auch eine Dämmung der obersten Geschoßdecke beziehungsweise des Spitzbodens ist relativ günstig durch das Auflegen von Dämmmatten möglich. Wärmetechnisch stellt die Kellerdecke zu den unbeheizten Kellerräumen einen weiteren Schwachpunkt dar. Die Dämmung sollte, wenn möglich, an der Deckenunterseite angebracht werden, da dann die gesamte Decke im warmen Bereich liegt. Das wirkt sich positiv auf die Eindämmung der Energieverluste, der Schimmelpilzbildung und Fußbodenkälte aus. Fenster weisen meistens den schlechtesten Wärmeschutz des gesamten Hauses auf. Die in den 70er Jahren übliche Einfachverglasung hat einen U-Wert von etwa 5 W/(m²K). Mit der später üblichen Isolierverglasung konnte man die Verluste schon auf die Hälfte senken. In der Wärmeschutzverordnung von 1995 wurde dann die Wärmeschutzverglasung verpflichten bei Neubauten verlangt. Das besondere am Aufbau ist, dass der Zwischenraum der beiden Fensterscheiben mit Edelgas gefüllt ist. Außerdem ist auf der inneren Scheibe eine nicht sichtbare Metallschicht aufgedampft, die Wärmestrahlung wieder nach innen reflektiert. Somit werden U-Werte von 1,8 bis 0,9 W/(m²K) erreicht. Eine zusätzliche Steigerung ist noch mit der Dreifachverglasung möglich. (Ladener, 1997)

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