Bauphysik & Nachhaltigkeit – Bauphysik und Nachhaltigkeit

Übersicht

Motivation

Ameisen - die tierischen Baumeister

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Themenfelder der Bauphysik

Dargestellt durch Excel

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Natürliche Baustoffe

Holz / Alternativen / Wirtschaftlichkeit

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Gesundes Bauen

Potential und Einflussnahme von natürlichen Baustoffen

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Motivation

Blick in die Natur ...

regulierte Temperaturen, die gegebene Luftfeuchtigkeit sowie die Raumluftqualität sind Indikatoren, nach denen sich die Anforderungen des Bauens richten. Das Voranschreiten der Technologien ermöglicht es, die steigenden Ansprüche eines komfortablem Bauens zu decken.

Mit Blick in die Natur entdeckt man ein Lebewesen, welches es schafft dies ohne große Technologie zu bewerkstelligen.

Die Rede ist von der Waldameise.

Themenfelder der Bauphysik

behagliche Temperaturen, ein ausgeglichenes Gebäudeklima, Bautenschutz sowie der Umgang mit der Umwelt.

All diese Themen stehen im direktem Zusammenhang mit der Bauphysik. Mit Hilfe eines selbst entwickeltem Excel Tools wird versucht ein breites Spektrum an bauphysikalischen Themenfeldern abzubilden. Der Inhalt des Tools sowie der Bezug zu den jeweiligen Themenfeldern werden anhand von Erklärvideos anschaulich wiedergegeben.

Einführung

Wärmeschutz

Sorptionsfeuchte

Umweltschutz

Tauwasserschutz

Natürliche Baustoffe

Holz

Stroh

Leichtlehm

Zellulose

Natürliche Dämmstoffe

weiter

Baustoff Holz

gegenwertige, aber auch künftige Herausforderung treiben die Anforderungen eines nachhaltigen Bauens voran.

Dem traditionellen Baustoff Holz wird diesbezüglich eine verantwortungsvolle Aufgabe zugetragen. Die vielseitigen Eigenschaften vermögen es das Spannungsfeld zwischen einem ökologischen Bauen, einer ökonomischen Umsetzbarkeit sowie dem sozialen Aspekt gleichermaßen gerecht zu werden

Holzbaukonstruktionen

Holzbauweisen unterscheiden sich in der Art ihrer Konstruktion. Unterschieden wird dabei hauptsächlich zwischen dem Holzskelett- bzw. Holzrahmenbau und dem Holzmassivbau

Holz ...
...skelettbau
...ständer bzw. rahmenbau
...massivbau

Holz & Energieeinsparung

Holz als nachwachsender Baustoff spart nicht nur in der Herstellungs- und Entsorgungsphase viel Energie ein. Auch während der Nutzungsphase kann der Heizenergieverbrauch sehr reduziert werden. Gerade das Zusammenspiel zwischen dämmenden und Wärme speichernden Eigenschaften ist hierbei sehr interessant.

Kenngrößen

Wärmeleitfähigkeit λ: 0,13 W/m K
Dichte: 500 kg/m³
Wärmekapazität: 2.300 J/kg K

Holz & Brandschutz

"Holz ist doch brennbar..."
Dieses vermeintliche Vorurteil gegenüber Holz ist geläufig. Doch beim genaueren Auseinandersetzen mit dieser Thematik überraschen die Eigenschaften der hölzerne Struktur.

Brandverhalten: normal entflammbar
Feuerwiederstandsdauer: F90 - F120

Waldsterben 2.0

Klimaereignisse wie Stürme, Dürren und Schädlingsbefall haben den Bestand in den letzten Jahren erheblich geschwächt. Allein zwischen den Jahren 2018 und 2020 wurden rund 171 Mio. m³ Wald durch die andauernde Trockenheit
sowie den einhergehenden Schädlingsbefall zerstört.

Die ertragreichen und für die Holz- und Bauindustrie wichtigen Bestände der Nadelwälder (insbesondere die der Fichtenwälder) leiden massiv unter den Folgen. Zur Aufrechterhaltung eines funktionierenden Waldökosystems ist eine Umstrukturierung des Waldbestandes unumgänglich. Zwar wird der Nadelwaldbestand in der Zukunft durch alternative Arten bestehen bleiben, jedoch wird dieser durch einen hohen Durchmischungsanteil reduziert werden. Verbunden ist dies mit einer Reduktion des Nadelholzertrags. Um sich von der Abhängigkeit des Rohstoff Holz loszulösen stellt sich die Frage, ob auch andere natürliche Baustoffe den heutigen Anforderung des Bauens gerecht werden können?

Baustoffe wie Stroh, Leichtlehm oder Zellulose sind hierbei vielversprechende Alternativen.

Voriger

Leichtlehm

Leichtlehm ist bekannt als Gemisch aus Lehm und Zuschlägen. Stroh als gängiger Zuschlag gilt als die dämmende Komponente, währenddessen der mineralische Lehm durch seine Wärme speichernden sowie brandhemmenden Eigenschaften überzeugt.

Kenngrößen

Wärmeleitfähigkeit λ: 0,12 W/m K
Dichte: 400 kg/m³
Wärmekapazität: 1.100 J/kg K

Stroh

Stroh ist ein Abfallprodukt aus der Landwirtschaft. Es steht flächendeckend zur Verfügung. Durch die leichte Verarbeitung und den dämmenden Eigenschaften findet Stroh Anwendung als Ausfachungsmaterial im Holzskelett- bzw. Holzrahmenbau.

Kenngrößen

Wärmeleitfähigkeit λ: 0,052 W/m K
Dichte: 110 kg/m³
Wärmekapazität: 2.000 J/kg K

Zellulose

Die Basis von Zellulose ist recyceltes Altpapier. Durch die Methode des Ausblasens (mit losen Flocken) kann eine hohe Dichtigkeit sowie ein einhergehendes hohes Dämmniveau erreicht werden.

Kenngrößen

Wärmeleitfähigkeit λ: 0,04 W/m K
Dichte: 35-60 kg/m³
Wärmekapazität: 2.000 J/kg K

Die Performance der drei Alternativen wurde mittels des Excel Tools dargestellt.

Die Ergebnisse sind in der entsprechenden Ausarbeitung, siehe Downloadbereich, hinterlegt.

Wirtschaftlichkeit

Der wirtschaftliche Aufwand eines Bauvorhabens ist meist ein wichtiges Entscheidungskriterium. Der Baustoff Holz gilt vergleichsweise als teurer Baustoff.

In welchem wirtschaftlichen Preissegment sind hierbei die genannten Alternativen einzuordnen ?

Inwieweit nimmt die Materialwahl Einfluss auf die Energiekosten während der Nutzungsphase ?

Natürliche Dämmstoffe

mineralische und synthetische Dämmstoffe wie bspw. Styropor besitzen einen hohen Marktanteil. Bauphysikalisch sind diese jedoch kritisch zu hinterfragen.

In den letzten Jahren ist ein Trend hinsichtlich natürlichen Dämmstoffen zu verzeichnen. Doch inwieweit lässt sich deren bauphysikalisches Potential ausschöpfen, um langfristig die Funktionen einer Gebäudefassade zu gewährleisten ?

Natürliche Dämmstoffe: Teil 1

Natürliche Dämmstoffe: Teil 2

Gesundes Bauen

... stressgeplagter Alltag

90 % der Zeit hält sich der Mensch im Gebäude auf. In der heutigen Dämmbauweise prägen massive und dichte Baukonstruktionen das Stadtbild. Die Ausführung einer dichten Gebäudehülle erschwert eine natürliche Regulierung der Raumluft. Um einen hohe Luftqualität zu gewährleisten müssen moderne, aber auch energie- und wartungsintensive raumlufttechnische Anlangen dem entgegenwirken.

Doch geht dies auch anders ?

Galerie

Downloadbereich

Darstellung der bauphysikalischen Themengebiete für die Ausarbeitung des Excel Tools Bauphysik & Nachhaltigkeit

Ausarbeitung für das Excel Tool Bauphysik & Nachhaltigkeit

1 Datei(en) 1.90 MB

Download

Untersuchungen der bauphysikalischen Performance
von ökologischen Baustoff-Alternativen hinsichtlich eines klimatisch bedingten Ernterückgangs des Rohstoffs Holz