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Winter ohne Gas: Forschende der Bauhaus-Universität Weimar simulieren Raumklima

Raumklimaexpertin Mara Geske M.Eng. im Interview

25.08.2022 - Weimar

Ansicht auf die Fassade des Beispielgebäudes im 3D-Modell: Die bunten Einfärbungen zeigen die Oberflächentemperatur des Objekts an. (Grafik: Sven Daubert)

Bei einem durchschnittlichen deutschen Winter kühlen unbeheizte Wohnräume auf circa 7 bis 8°C herunter – dies belegt eine Simulation der Professur Bauphysik an der Bauhaus-Universität Weimar. Ein Schwerpunkt der Forschung ist die Simulation des Heizenergie- und Strombedarfs, als Referenzobjekt dient ein Mehrfamilienhaus aus den 1970er Jahren, dessen Fenster und Außenwände in den 1990er Jahren saniert wurden.

Auch wenn ein Gasmangel in Deutschland äußerst unwahrscheinlich ist: Richtiges Heizen und Lüften im Winter hilft, Energie zu sparen und ein angenehmes Raumklima zu bewahren. Laut Statistischem Bundesamt deckten im Jahr 2019 rund 41 Prozent der privaten Haushalte ihren Bedarf an Wohnenergie durch Erdgas. Obwohl dieser Anteil aktuell zurückgeht, bleibt Erdgas der mit Abstand wichtigste Energieträger, um Wohnräume zu heizen, Warmwasser aufzubereiten, zu kochen oder Elektrogeräte zu betreiben.

Angesichts der gekürzten Gaslieferungen aus Russland forderte die Bundesregierung daher auch private Verbraucherinnen und Verbraucher auf, Energie zu sparen, um gut durch den Winter zu kommen. Doch wie können wir weniger Gas verbrauchen und zugleich unseren Wohnkomfort aufrechterhalten?

Forschende der Professur Bauphysik analysieren und erproben bereits seit Jahren Maßnahmen, um die Energiebilanz von Bestandsgebäuden und Stadtquartieren zu verbessern mit dem Ziel, CO2-Emissionen zu reduzieren. Ein Schwerpunkt der Forschung ist die Simulation des Heizenergie- und Strombedarfs, wie im Forschungsprojekt „smood“ anhand von Wohnquartieren in Thüringen. Als Referenzobjekt dient ein Mehrfamilienhaus in Buttelstedt aus den 1970er Jahren, dessen Fenster und Außenwände in den 1990er Jahren saniert wurden.

„In Deutschland gibt es einen sehr großen Anteil an Wohngebäuden, die in einer ähnlichen geometrischen und energetischen Qualität bestehen“, erläutert Mara Geske, Leiterin der AG Energie an der Professur Bauphysik. „Daher wurde das Haus als Muster gewählt, um zu überprüfen, wie sich die Raumtemperatur bei einem durchschnittlichen deutschen Winter entwickelt, wenn nicht durch Gas geheizt werden kann“.

Raumklima abhängig von verschiedenen Faktoren

Auf Basis eines digitalen Architekturmodells sowie des ortstypischen Wetterprofils wurde die Temperaturentwicklung im Innenraum des Hauses simuliert. In den Berechnungen wurde jede Wohnung als eigene thermische Zone betrachtet und sowohl externe, z.B. Solarenergie durch Fensterflächen, als auch interne, bspw. Elektroenergie durch Herd, Laptop oder Körperwärme der Bewohnerinnen und Bewohner, Wärmeeinträge berücksichtigt. Dabei zeigte sich, dass die Temperaturen einer im ersten Obergeschoss befindlichen Beispielwohnung mit drei Außenwänden ohne Heizung auf ein Minimum von durchschnittlich circa 7 bis 8°C sinken würden.

„Das Raumklima ist abhängig von verschiedenen Faktoren wie den tatsächlichen Außentemperaturen, der Bauart und des Sanierungszustandes des Objektes. Ob die Außenwände und Fenster dauerhaft Sonne oder Wind ausgesetzt sind, spielt ebenfalls eine Rolle“, fügt Geske hinzu. Deshalb sei die Simulation lediglich als Richtwert zu verstehen. Hinzu komme: Auch das Verhalten der Bewohnerinnen und Bewohner hat einen wesentlichen Einfluss auf den Energiebedarf.

„Entscheidend ist, die Temperaturregulierung der Heizung je nach Witterung und Tageszeit individuell auszurichten und im Winter lediglich kurz stoßzulüften, damit die Raumtemperatur nicht zu weit absinkt“, weiß die Expertin. Zudem sollte die warme Luft aus dem Heizkörper frei strömen können, um sich optimal im Raum zu verbreiten. Zugige Fenster und Türen sollten abgedichtet werden; Teppiche sorgen für zusätzliche Behaglichkeit.

Raumklimaexpertin Mara Geske M.Eng. im Interview

„Jedes Grad weniger Raumtemperatur spart Gas und damit Energiekosten“

Im Interview verrät die Ingenieurin Mara Geske, Leiterin der AG Energie an der Professur Bauphysik der Bauhaus-Universität Weimar, welche Maßnahmen man persönlich ergreifen kann, um Energie zu sparen und gleichzeitig auch das Wohlbefinden bei kalten Temperaturen zu verbessern.

Welche Temperatur ist für Innenräume optimal, damit wir uns wohl und behaglich fühlen?

Eine allgemeingültige Temperaturempfehlung gibt es nicht, da das Temperaturempfinden von Mensch zu Mensch unterschiedlich ist und von mehreren Faktoren wie zum Beispiel Luftfeuchte oder Luftströmung beeinflusst wird. Allerdings existieren Richtwerte, an denen wir uns orientieren können. So gibt es Empfehlungen Wohn- und Arbeitsräume im Bereich von 20 bis 22 °C zu temperieren, wohingegen Schlafräume mit einer Raumtemperatur zwischen 16 und 18 °C häufig als angenehm empfunden werden.

Wenn ich Energie sparen möchte: Reicht es aus, die Raumtemperatur um ein bis zwei Grad Celsius abzusenken?

Allgemein gilt: Jedes Grad weniger Raumtemperatur spart Gas und damit Energiekosten. Entscheidend ist hierbei eine optimale Steuerung der Heizung. Richtig eingesetzt, können beispielsweise smarte Thermostate spürbar Heizkosten senken, da die Raumtemperatur effektiv an äußere Umstände wie Witterung und Tageszeit angepasst werden kann. Darüber hinaus ist es wichtig, dass die erwärmte Luft aus dem Heizkörper frei strömen kann. Deshalb sollten klassische Heizkörper nicht durch Gardinen verhängt oder dicht aufgestellte Möbel verstellt werden. Auch regelmäßiges Entlüften ist empfehlenswert, da Luft im Heizungssystem die Effizienz verschlechtert.

Beheizte Räume sind oft stickig: Wie verbessere ich die Raumluft ohne Energie zu verlieren?

Während man im Sommer eine zeitlich längere Stoßlüftung morgens und abends empfiehlt, sollte man im Winter möglichst kurz und effektiv Stoßlüften. Bleiben die Fenster sehr lange offen, verliert der beheizte Raum mehr Energie in Form von Wärme als notwendig. Daher gilt: Im Winter lieber „ganz oder gar nicht lüften“ – Fenster sollten nicht gekippt werden, Querlüften ist am effektivsten.

Aber Achtung: Trotz lüften verbleibt oft Feuchte im Raum. Kältere Luft kann weniger Feuchte aufnehmen, weshalb das Risiko von Schimmelbildung steigt. Daher sollte Restfeuchte durch Kondens- oder Duschwasser von Fliesen und Fenstern abgewischt werden. Auch über die Wäschetrocknung gelangt Feuchte in den Raum, weshalb auf ausreichende Luftzirkulation geachtet werden muss. Zudem empfiehlt es sich, die Wäsche nicht in unbeheizten Räumen aufzuhängen, da kalte Luft Feuchte allgemein schlechter aufnimmt.

Wie verhindere ich Wärmeverlust, ohne zu renovieren?

Rollläden oder Thermovorhänge, die nach Einbruch der Dunkelheit geschlossen werden, haben eine dämmende Wirkung. Da sich eine zusätzliche Luftschicht bildet, wird der Wärmeaustausch nach draußen reduziert. Das Ausmaß ist hierbei jedoch abhängig von der allgemeinen Fensterqualität. Auch sollten Türen zu einem anders temperierten Bereich, also zum Beispiel zwischen Wohnzimmer und Flur, geschlossen bleiben. Sogenannte „Zugluftstopper“ helfen, Türspalten zu schließen und unnötigen Wärmeverlust zu verhindern.

Aber auch Eigentümer können etwas tun, um die Energieeffizienz zu verbessern: Neben umfangreichen Sanierungen, wie einem Heizungs- oder Fensteraustausch können auch kleinere Maßnahmen, beispielsweise eine Wartung der Fenster dafür sorgen, dass die Dichtheit wiederhergestellt und länger erhalten bleibt.

Auch bei wohligen 22 Grad Raumtemperatur: Wieso fühlt sich ein Fliesenboden deutlich kälter an als ein Parkett oder ein Teppich?

Menschen funktionieren nicht wie Thermometer: Während die Temperatur in der Physik ein objektives Maß für den Zustand eines Objektes ist, verändert sich unser subjektives Wärmeempfinden abhängig vom Material und dessen Wärmeeindringkoeffizient. Dieser beinhaltet die Wärmeleitfähigkeit und die Wärmespeicherkapazität des Materials. Das heißt, auch bei gleicher Temperatur empfinden wir ein Metall anders als einen Naturstein oder Holz. Ausschlaggebend hierfür ist die Wärmeübertragung zwischen Haut und Oberfläche: Rezeptoren in unserer Haut reagieren auf den Wärmestrom zur Kontaktfläche. Metall oder Stein leiten Wärme besser als Holz, daher wird bei einem Steinboden mehr Wärmeverlust in der Fußsohle wahrgenommen als bei Holz oder Teppich. Der Stein fühlt sich kalt an, was im Sommer angenehm, im Winter hingegen eher unangenehm sein kann.

Und was hilft bei kalten Füßen?

Am besten wäre es, die Füße ausreichend durch dicke Socken oder Hausschuhe vor dem kalt werden zu schützen. Es kann sinnvoll sein, in Wohnbereichen, wo die Füße länger stehen bleiben, wie beispielsweise unter dem Schreib- oder Esstisch, Teppich auszulegen.

Kalte Erdgeschosswohnung und warmes Dachgeschoss – Mythos oder Realität?

Die Erdgeschosswohnung grenzt nach unten meistens an einen unbeheizten Keller. Die Kellerdecke ist bei älteren Bestandsgebäuden meistens gleich aufgebaut wie die anderen Geschossdecken. Daher kann dies in der Realität stimmen, es hängt aber von vielen Faktoren wie der Kellertemperatur oder der Deckendämmung ab. Gleiches gilt umgedreht für das Dachgeschoss.

Für Rückfragen steht Mara Geske, Leiterin der AG Energie an der Professur Bauphysik, Fakultät Bauingenieurwesen, gern telefonisch unter +49 (0) 36 43 / 58 34 39 sowie per E-Mail unter mara.geske[at]uni-weimar.de zur Verfügung.

Quelle: Bauhaus-Universität Weimar, Grafiken und Fotos: Sven Daubert, Maria Hartmann (2x), Lia Becher

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