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Die geographischen Seiten des TLG

Gebäude - Ja wo heizen sie denn hin?

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Geschmolzener Schnee auf einem Kanaldeckel:
Wärme geht überall verloren! Auch über das Abwasser!

Allgemeines über Klima und seine Messung

Größtenteils sind der Verlauf und die Erscheinung des Wetters von den Gesetzen der Physik abhängig. Zudem beeinflusst die Atmosphäre (vor allem deren schnelle Veränderung) das Wetter auf eine nicht uninteressante Weise.

Allgemein wird das Klima folgendermaßen definiert: Es ist der gleichbleibende Zustand der Witterungsbedingungen in der Atmosphäre verbunden mit örtlich bedingten Schwankungen. Ebenso gibt es natürliche Einflüsse, die auf das Wetter einwirken: Die geographische Lage, die Höhe des Ortes und auch in der Nähe gelegene größere Wasserflächen. Die anderen Bestandteile des Klimas sind Lufttemperatur, Niederschlag, Luftdruck, Wind, Bevölkerung und Strahlung, daher ist es von diesen Faktoren abhängig.

Aus diesem Grund kann man das Klima als Gesamtes nicht durch Messungen bestimmen, sondern nur die einzelnen Bestandteile können gemessen, beobachtet und ausgewertet werden.

Bei der Arbeit eines Klimatologen (d.h. bei den Messungen) muss einiges berücksichtigt werden, z.B. die Abhängigkeit der Klimaelemente voneinander und die äußeren Einflüsse (Oberfläche, Bebauung, etc.). Zudem gilt es, zwei Arten von Klima zu unterscheiden: Zum einen das Landklima, welches hauptsächlich von den natürlichen Gegebenheiten beeinflusst wird und zum anderen das Stadtklima, u.a. beeinflusst von Bauwerken, dessen Definition heute auch die Zusammensetzung der Luft beinhaltet, die durch anthropogene Einflüsse (z.B. Luftschadgase und Aerosole) ständig verändert wird.

Die Klimaelemente werden durch jede Bebauung verändert. Die umgebende Landschaft unterscheidet sich klimatisch gesehen sehr von großen Baugebieten. Für die Ausbildung eines Stadtklimas gibt es grundlegende Ursachen, die in der weitreichenden Veränderung des Wärmehaushalts und des örtlichen Windfelds zu suchen sind. Des weiteren ist die Stadtluft stark angereichert mit Schadstoffen aus verschiedenen Quellen, z.B. Hausbrand, Verkehr, Wirtschaft und Kraftwerke. Hauptsächlich hängt die Ausbildung eines typischen Stadtklimas sowohl von der Stadtgröße als auch von der Form des Geländes, der Bebauungsstruktur und dem Anteil der Freiflächen ab.

Während sich manche Klimaelemente in Bezug auf die verschiedenen Stadtteile nur wenig unterscheiden (z.B. Sonnenstrahlung, Niederschlag) existieren bei anderen Elementen zum Teil große Unterschiede (z.B. bei Temperatur und Windverhältnissen) und zwar auf Grund der Wärmspeicherung der Baustoffe, Veränderung des Wasserhaushalts, Bodenversiegelung und Abwärme. Geringe Unterschiede kann man im Bereich von Gebäuden, Straßen und Grünanlagen finden.

1. Temperaturmessung

1.1 Messungen

Durchgeführt mit einem Oberflächenmessgerät (siehe Messgeräte)

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Messung an öffentlichen, gut und schlecht isolierten Gebäuden, sowie privaten gut und schlecht isolierten Gebäuden:

- öffentliche Gebäude:

schlecht isoliert: Kirche Königin der Märtyrer (Standort: Siedlung am Perlacher Forst, Cincinnatistrasse)

gut/schlecht isoliert: Theodolindengymnasium (Standort: Am Staudengarten, Harlaching)

- private Gebäude:

schlecht isoliert: Hochhaus (Standort: Siedlung am Perlacher Forst, Cincinnatistrasse)

gut isoliert: Reiheneckhaus (Standort: Balanstrasse, Fasangarten)

Gemessen wurde bei allen vier verschiedenen Standorten zu drei verschiedenen Zeiten:

  • Außentemperatur
  • Oberflächentemperatur
  • Innentemperatur (war zum größten Teil nicht möglich, da die Räume hinter den gemessenen Wänden meist nicht zugänglich waren)

1.2 Messergebnisse:

Gemessen wurde:

  • zu drei verschiedenen Zeiten
  • an vier verschiedenen Orten
  • jeweils die Außen- und Oberflächentemperatur (eine Messung der Innentemperatur war leider nicht möglich)
  • unter Beachtung der Messanleitung
Messzeitpunkt 1
 

Uhrzeit

Außentemperatur

Oberflächentemperatur

TLG, öffentlich

7.20 Uhr

7.2 °C

7.9°C

Schlecht isoliert, privat

7.30 Uhr

5.9°C

7.7°C

Schlecht isoliert, öffentlich

7.40 Uhr

5.7°C

6.3°C

Gut isoliert, privat

8.00 Uhr

6.2°C

5.6°C


Messzeitpunkt 2
 

Uhrzeit

Außentemperatur

Oberflächentemperatur

TLG, öffentlich

13.10 Uhr

6.9°C

7.8°C

Schlecht isoliert, privat

13.25 Uhr

6.8°C

9.4°C

Schlecht isoliert, öffentlich

13.35 Uhr

6.7°C

12.5°C

Gut isoliert, privat

13.40 Uhr

7.5°C

7.0°C


Messzeitpunkt 3
 

Uhrzeit

Außentemperatur

Oberflächentemperatur

TLG, öffentlich

17.25 Uhr

11.2°C

12.7°C

Schlecht isoliert, privat

17.35 Uhr

11.2°C

12.1°C

Schlecht isoliert, öffentlich

17.45 Uhr

10.5°C

14.1°C

Gut isoliert, privat

17.50 Uhr

11.1°C

10.7°C

1.3 Interpretation der Messergebnisse:

Bei den gut isolierten Gebäuden (öffentlich und privat) liegt die Oberflächentemperatur nur wenig über, teilweise sogar unter der ermittelten Außentemperatur. Dies liegt daran, dass durch die gute Isolation nur wenig oder gar keine Heizwärme verloren geht.
Anders sieht es dagegen bei den schlecht isolierten Gebäuden aus, deren Oberflächentemperatur meist mehrere Grad über der Außentemperatur liegt. Die Ursache hierfür ist die mangelnde Isolation: Heizwärme dringt ungenutzt nach außen.

Beim TLG konnte schließlich noch festgestellt werden, dass die Raum-Innentemperatur des außen gemessenen Bereichs sehr niedrig bei etw 15°C gelegen hat. Daher ist die Messung evtl. nicht aussagekräftig.

Unter Mitwirkung unserer Lehrkraft konnten wir noch eine aussagekräftige sehr engmaschige Messung an einem Wohngebäude durchführen. Hier wussten wir genau, wo Heizungen hinter den Wänden waren und auch die Innenraumtemperatur (zwischen 21 und 19,5 °C) war bekannt.

Zu dieser Messung erstellten wir einen Plan:

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Deutlich sichtbar wird hier, dass sich bei Punktmessungen auf Heizungshöhe ein eingeschalteter Heizkörper bei mangelhafter Dämmung massiv in der Außenwandtemperatur des Gebäudes zeigt.

Daher ist bei unseren Messungen an Wohn- und öffentlichen Gebäuden eine gewisse Fehlerquelle in der nicht bekannten Lage von Heizkörpern und der unbekannten Innenraumtemperatur zu sehen.

Trotzdem wird insgesamt sichtbar, dass Gebäude zur Erwärmung der Umgebung beitragen, und dass ein großer Unterschied zwischen Wandaußentemperatur und Lufttemperatur auf eine weniger gute Dämmung des gemessenen Gebäudes hinweist.

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gut isoliertes Wohngebäude

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schlecht isoliertes, öffentliches Gebäude

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schlecht isoliertes Wohngebäude

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TLG, öffentliches Gebäude

2. Heizlecks

Definition
Heizlecks sind Fehler, die man beim Heizen, Wohnen und Bauen begehen kann und durch deren Vermeidung man Energie sparen könnte.

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Der frisch fallende Schnee schmilzt in einem Streifen entlang der Hauswand sofort:
hier wird von den Mauern viel Wärme abgegeben

2.1 Öffentliche Einrichtungen

  • Kaufhäuser, deren Türen ständig auf und zu gehen oder permanent offen stehen
  • Schlechte Isolation => viel Wärme geht einfach ungenützt verloren
  • Übermäßiges Heizen im Winter

2.2 Privathäuser

  • Heizen im Sommer (sowohl normale Heizung als auch Bodenheizung)
  • offener Kamin statt Heizung
  • Schlecht abgedichtete Fenster, schlecht isolierte Wände oder Dächer

Privathäuser und öffentliche Gebäude:

Lüften bei aufgedrehter Heizung im Winter

3. Umweltfreundlich und energiesparend Heizen

  • Ritzen und Spalten abdichten => sonst geht Energie verloren wenn’s zieht
  • Nachtabsenkung auf 16 Grad Innentemperatur einstellen => Kessel schaltet ab
  • Nicht mit Strom heizen => wird schnell teuer
  • Nächtliche Wärmedämmung: Rollläden und Vorhänge schließen
  • Heizkörper nicht durch Möbel etc. zustellen
  • Einen Raum gut heizen und Türen schließen statt alle Räume zu heizen => es muss ja nicht überall gemütlich warm sein
  • zwei bis drei Mal pro Tag für fünf Minuten lüften
  • bei längerer Abwesenheit Heizung runter drehen

4. Niedrigenergiehaus (-Standard)

Definition
Herkömmliche Häuser verbrauchen ungefähr doppelt so viel Energie wie Niedrigenergiehäuser, da die Wärmedämmung und Isolierung schlechter ist. Dadurch, dass durch das Niedrigenergiehaus keine bestimmte Bauform oder Bauweise bezeichnet wird, sondern eher einen Verbrauchsstandard, existiert keine amtliche Definition.

Allgemein gilt als Bezugsgröße der jährliche Bedarf an Heizwärme pro Quadratmeter. Für die Raumheizung benötigt ein Niedrigenergiehaus 30 bis 70 kWh pro Jahr/qm. Diese Menge entspricht 3 bis 7 Liter Heizöl.

Wichtigste Merkmale des Niedrigenergiehauses:

  • sehr gute Wärmedämmung (Außenwände, Fenster, Dachfläche, Kellerwände etc.)
  • Optimierung bestimmter Systeme (Heizungsanlage, passive Solarenergienutzung etc.)
  • Energiesparende Warmwasserbereitung
  • Kontrolle der Wohnungslüftung
  • Evtl. Wärmerückgewinnung

4.1 Neubauten - Was zu beachten ist

  • Höchstwerte für Jahresprimärenergiebedarf (Neubauten)
  • Standort (wg. Klima, Lage etc.)
  • Hauptfenster nach Süden richten
  • Zimmer nach Zweck anordnen (Küche, Bad etc. nach Norden, Wohnzimmer etc. nach Süden...)
  • Wärmeverluste über Dach, Hauswände, Fenster minimieren
  • Gebäudehülle sollte winddicht sein
  • Heizwärmebedarf von Heizung sollte niedrig sein
  • Solaranlagen für Warmwasserbereitung
  • Stromsparende Haushaltsgeräte verwenden (=> auch bei Altbauten)
  • Kontrolliert Lüften (Stoßlüften => auch bei Altbauten)

4.2 Altbauten – Was man tun kann

  • Sanierung von Altbauten, danach: Primärenergiebedarf bei 40, 50, 60 kWh pro Jahr und qm (sogar niedriger als zulässiger Höchstwert für Neubauten)
  • Wärmebedarf kann um bis zu 70 % gesenkt werden
  • Betroffen: alle Gebäude, die vor 1995 errichtet wurden
  • Evtl. bei kleineren Instandsetzungen alles in einem Aufwasch und gleich modernisieren
  • Außenwände besser dämmen (z.B. durch Dämmstoffplatten)
  • Wärmeschutzfenster einbauen

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