Ratgeber

Eine zweischalige Wand mit einer äußeren EPS-Dämmschicht

im Vergleich zu einer einschaligen Wand ohne Dämmung.

Wärmespeicherung wird oft als etwas fast Magisches dargestellt, als eine Eigenschaft, die angeblich von selbst die Energiekosten senkt und den Bewohnern Komfort garantiert. Das Problem ist, dass Wärmespeicherung häufig mit Dämmung verwechselt wird. Um die Funktionsweise eines modernen Hauses richtig zu verstehen, müssen diese beiden Konzepte klar unterschieden werden.

Nur durch die bewusste Zuordnung der jeweiligen Funktionen zu den entsprechenden Bauelementen lassen sich echte Vorteile erzielen – technische, wirtschaftliche und praktische.

Was ist Wärmespeicherung? Wärmespeichermasse ist die Fähigkeit eines Materials, Wärmeenergie aufzunehmen, seine Temperatur zu erhöhen und diese Wärme dann mit der Zeit wieder abzugeben.

Sie wird durch drei grundlegende physikalische Parameter bestimmt:

• Dichte [kg/m³],
• spezifische Wärmekapazität [J/(kg·K)],
• Gesamtmasse [J/(m³·K)].

Um zu verstehen, wie diese Parameter wirken, muss eine wichtige Beziehung beachtet werden:

Je schwerer und dichter das Material ist, desto mehr Energie wird benötigt, um seine Temperatur zu ändern. Materialien wie Beton, Kalksandsteine ​​oder Keramikmauerwerk erwärmen sich langsam, kühlen aber auch langsam wieder ab. Deshalb ändern sich die Innentemperaturen in massiven Gebäuden verzögert.

Dieser Effekt ist charakteristisch für historische Gebäude wie alte Kirchen und Mietshäuser, deren Außenwände aus Materialien mit hoher Dichte und hoher Wärmespeicherkapazität bestehen und typischerweise 60 bis 100 cm oder mehr dick sind.

Diese Wände verfügen in der Regel über keine Wärmedämmung. Im Winter dauert es aufgrund der hohen thermischen Trägheit länger, bis sich die massiven Bauteile erwärmen. Nach dem Abschalten der Heizung wird die gespeicherte Wärmeenergie allmählich an den Innenraum abgegeben. Im Sommer verzögert die hohe Wärmespeicherkapazität der Wände den Wärmefluss von außen nach innen, was zu niedrigeren Raumlufttemperaturen führt, bis die Wände ein quasi-thermisches Gleichgewicht mit der Umgebung erreicht haben.

Es ist wichtig zu betonen, dass Wärmespeicherung Wärmeverluste nicht verhindert. Sie bildet keine Barriere für den Wärmefluss durch die Gebäudehülle. Die thermische Masse verlangsamt lediglich Temperaturänderungen in der Wand. Die gespeicherte Wärme wandert weiterhin nach außen, nur langsamer.

Das liegt daran, dass eine hohe Wärmespeicherkapazität in der Regel eine schlechte Wärmedämmung bedeutet und umgekehrt. Eine geringe Wärmespeicherkapazität ist typischerweise mit einer guten Dämmleistung verbunden. Bei traditionellen Baustoffen korreliert eine hohe Masse (und damit eine hohe Wärmespeicherung) oft mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit. Deshalb benötigen solche Materialien üblicherweise eine zusätzliche Dämmung, beispielsweise in Form einer äußeren EPS-Dämmung (expandiertes Polystyrol).

Wärmedämmung – der einzige wirkliche Weg zur Reduzierung von Energieverlusten.

Wärmedämmung funktioniert nach einem völlig anderen Prinzip. Ihr Zweck ist es, den Wärmefluss durch die Gebäudehülle zu reduzieren. In der Bauphysik wird dies durch zwei Schlüsselparameter beschrieben:

• Wärmeleitfähigkeit λ [W/(m·K)],
• Wärmedurchgangskoeffizient U [W/(m²·K)].

Je niedriger der λ-Wert, desto schlechter leitet das Material Wärme und desto besser wirkt es als Dämmung.

Je niedriger der U-Wert der gesamten Wand ist, desto geringer sind die Energieverluste zwischen dem Gebäudeinneren und seiner Umgebung.

Der U-Wert, nicht die Wandmasse, bestimmt maßgeblich, wie viel Energie dem Gebäude während der Heizperiode zugeführt werden muss, um ein angenehmes Wohnklima zu gewährleisten.

Nachfolgend sind die Parameter aufgeführt, die den Energiebedarf für die Gebäudeheizung direkt beeinflussen.

• U-Werte der Gebäudehülle ⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️
• Fensterfläche und -qualität + Wärmebrücken ⭐️⭐️⭐️⭐️
• Luftdichtheit des Gebäudes (n50, unkontrollierte Luftleckage) ⭐️⭐️⭐️⭐️
• Lüftungssystem (natürlich vs. mechanisch mit Wärmerückgewinnung) ⭐️⭐️⭐️⭐️
• Gebäudeform und -kompaktheit (A/V-Verhältnis) ⭐️⭐️⭐️
• Thermische Masse / Wärmespeicherung der Wände ⭐️⭐️
• Gebäudeausrichtung und solare Wärmegewinne durch Fenster ⭐️⭐️
• Sollwert der Innentemperatur und Nutzerverhalten ⭐️⭐️
• Lokales Klima (Heizgradtage) ⭐️

Vergleich von Mauerwerksmaterialien.

Die Unterschiede in der Wärmespeicherung zwischen gängigen Mauerwerksmaterialien sind relativ gering; die meisten haben eine spezifische Wärmekapazität von etwa 1 kJ/kg·K. Im Gegensatz dazu sind die Unterschiede in der Wärmeleitfähigkeit λ signifikant. Beton und Keramik leiten Wärme deutlich besser als spezielle Dämmstoffe.

Warum Außenwände nicht als Wärmespeicher dienen sollten?

In modernen Gebäuden sind Außenwände extremen Bedingungen ausgesetzt. Sie sind Frost, Hitze, Wind, Niederschlag und Sonneneinstrahlung ausgesetzt. Versucht man, sie als Hauptwärmespeicher zu nutzen, geht die gespeicherte Energie ständig verloren.

Aus bauphysikalischer Sicht ist eine andere Aufgabenteilung viel sinnvoller. Außenwände sollten primär dämmen, während die Wärmespeicherung in der Gebäudehülle – in Böden, Deckenplatten und Innenwänden – erfolgen sollte.

Ein gutes Beispiel ist die Fußbodenheizung. Die Betonbodenplatte speichert mit ihrer hohen Masse und Wärmekapazität Energie und gibt sie gleichmäßig an die Räume ab. Gleichzeitig verhindern die Dämmung unter der Platte und gut gedämmte Außenwände, dass diese Energie nach außen entweicht.

Die „Polystyrol-Thermokanne“ und ihre Grenzen.

Eine zweischichtige Wand mit einer äußeren EPS-Dämmschicht reduziert Wärmeverluste effektiv.

Insofern funktioniert sie wie eine Thermokanne.

Probleme treten jedoch in einem anderen Bereich auf – dem Wasserdampftransport.

EPS hat einen sehr hohen Diffusionswiderstand, d. h. es bildet eine erhebliche Barriere, sodass der im Gebäude entstehende Wasserdampf (durch Kochen, Baden und die alltägliche Nutzung von Küche und Bad) nur schwer nach außen diffundieren kann.

In der Praxis kann dies zu mehreren unerwünschten Folgen führen. Kann der Dampf nicht effektiv abgeführt werden, kondensiert er an kühleren Stellen der Wand, oder an ihrer Innenseite.

Eine feuchte Wand ist eine kalte Wand:

Wasser leitet Wärme viel besser als Luft, daher reduziert selbst geringe Feuchtigkeit die Dämmleistung der Wand. Anhaltend hohe Luftfeuchtigkeit fördert Schimmelbildung und beschleunigt den Abbau von Oberflächen- und Baumaterialien.

SYSTEM 3E – ein natürlicher Wärmedämmstoff.

Die einschalige SYSTEM 3E-Wand ist anders konzipiert. Sie dient nicht der Speicherung großer Wärmemengen, sondern der dauerhaften Begrenzung von Wärmeverlusten bei gleichzeitiger Feuchtigkeitsabgabe.

SYSTEM 3E-Elemente weisen eine Wärmeleitfähigkeit von λ = 0,072 ± 0,003 W/(m·K) auf.

Für eine vollständig einschalige Wand ergibt sich daraus ein U-Wert von 0,198 W/(m²·K), der die Anforderungen moderner energieeffizienter Gebäude ohne zusätzliche Dämmung erfüllt.

Bemerkenswert ist, dass diese Leistung bei einer Wandstärke von nur 35,2 cm erreicht wird.

Ebenso wichtig ist die Wasserdampfdurchlässigkeit. Ein Diffusionswiderstandsfaktor μ < 15 bedeutet, dass die Wand Wasserdampf nicht blockiert. So kann Feuchtigkeit nach außen entweichen und die Wand bleibt trocken. Dies wird durch die geringe Wasseraufnahme bestätigt:

Nach 10 Minuten Kontakt mit Wasser beträgt sie ≤ 40 g/m²·s⁰·⁵. In der Praxis bedeutet dies, dass das Material keine Feuchtigkeit aufnimmt und seine Dämmeigenschaften beibehält.

Diese Eigenschaften resultieren direkt aus dem in den 3E-Elementen verwendeten Rohmaterial.

Eine Schlüsselrolle spielt Perlit, ein vulkanisches Gestein mit sehr geringer Wärmeleitfähigkeit. Seine poröse, luftgefüllte Struktur begrenzt den Wärmefluss effektiv und ermöglicht gleichzeitig die Dampfdiffusion. Perlit vereint hohe Wärmedämmung mit Dampfdurchlässigkeit in einer einschaligen Wand.

Zusammenfassung:

Wärmespeicherung ist nicht gleichbedeutend mit Energieeffizienz. Sie kann den Komfort verbessern, jedoch nur, wenn sie in den richtigen Bauelementen eingesetzt wird. SYSTEM 3E folgt diesem Prinzip.

Die Außenwände dienen als effektive, dampfdurchlässige Wärmebarriere gegen Energieverluste, während die Wärme in anderen Bauteilen im Gebäudeinneren gespeichert wird. Dadurch wird das Gebäudeinnere und nicht die Außenwände erwärmt, was den Energieverbrauch und die Betriebskosten senkt.

Die Wände von SYSTEM 3E dienen nicht der Wärmeaufnahme, sondern der Wärmespeicherung im Gebäude.

Dieser Ansatz basiert auf den physikalischen Prinzipien energieeffizienten Bauens, die den Wohnkomfort und die Senkung der Betriebskosten eines Hauses maßgeblich bestimmen.

Erfahren Sie, wie SYSTEM 3E die Energieeffizienz Ihres Gebäudes steigern kann.