Sommerlicher Hitzeschutz mit Kalksandstein

Dipl.-Ing. Bernd Niebuhr/jo

Schüler bekommen hitzefrei – Erwachsene nicht. Auch im Sommer bei Temperaturen, die über 30 °C steigen können, sind Konzentration und Leistung angesagt. Allerdings fällt schon oberhalb der Wohlfühltemperatur von 22°C die Leistungsfähigkeit ab.

Die hohe Relevanz des sommerlichen Wärmeschutzes hat auch die Gesetzgebung erkannt und ihn in der Neufassung der Energieeinsparverordnung (EnEV 2007) verankert. Planer müssen das Einhalten des sommerlichen Wärmeschutzes jetzt nachweisen. Er erfolgt nach DIN 4108–2. Die meiste Wärme wird durch lichtdurchlässige Bauteile, wie zum Beispiel Fenster, ins Haus gelassen. Wie viel Wärme in die Räume gelangt, hängt unter anderem wesentlich von Art der Verglasung, der Orientierung und Neigung der Fensterflächen, dem Fensteranteil sowie von Verschattungseinrichtungen ab.

Baulich gibt es insbesondere zwei Möglichkeiten, die Raumtemperaturen auf einem angenehmen Niveau zu halten. Zum einen aktiv durch Klimaanlagen. Diese Möglichkeit scheidet häufig aufgrund des hohen Energieverbrauchs aus. Auch gesundheitlich sind Klimaanlagen bedenklich. Laut einer Studie der AOK fühlen sich 40 Prozent der Befragten durch eine Klimaanlage beeinträchtigt. Betroffene klagten insbesondere über zu trockene Luft und gereizte Schleimhäute.

Zweitens kommt der sogenannte passive, bauliche sommerliche Wärmeschutz in Frage. Seine Leistungsfähigkeit hängt besonders von der Wärmespeicherfähigkeit der verwendeten Bauteile ab. Bauphysikalisch gilt: Je schwerer die Bauteile sind, desto höher ist die Wärmespeicherfähigkeit. Dabei spielen alle raumseitigen Oberflächen eine wichtige Rolle. Insbesondere wärmespeichernde, massive, schwere Wände als Tragschale der Außenwand sowie massive Trennwände wirken sich positiv auf das sommerliche Raumklima aus, weil sie die Wärme im Sommer dem Raum entziehen und die Raumtemperatur senken.

Kalksandstein ist ein schwerer Wandbaustoff. Er besitzt aufgrund seiner Masse ein hohes Wärmespeichervermögen. Das bedeutet, die Speichermassen der Wände absorbieren einen Großteil der Wärme, die zum Beispiel durch Sonnenstrahlen in das Gebäude gelangen. Kalksandstein entzieht damit der Raumluft überschüssige Wärme, die in den Wänden gespeichert wird. Selbst im Hochsommer sind Räume in Kalksandsteinhäusern kühler als in Gebäuden mit leichteren Wänden.

Wichtig ist das Entladen des Wärmespeichers in den kühleren Nachtstunden. Dies geschieht in der Regel durch Lüften der Räume. Die Kalksandsteinwände haben dann am nächsten Tag wieder genügend freie „Kapazität“, Wärme zu speichern. Wie wirken sich leichte Baustoffe gegenüber schweren Baustoffen auf das Raumklima und den sommerlichen Wärmeschutz aus? Untersuchungen von Professor Dr.-Ing. Werner belegen, dass massive, wärmespeichernde KS-Konstruktionen im Vergleich zu leichten monolithischen Wandbaustoffen für niedrigere maximale Raumtemperaturen sorgen – auch während großer sommerlicher Hitzeperioden.

Bei wärmespeichernden Bauteilen ist die Höhe der wirksamen Wärmespeicherfähigkeit (Cwirk) von großer Bedeutung. Sie gibt an, wie viel Wärme ein Bauteil pro m2 speichern kann. Je größer der Wert, desto mehr Wärme kann die Wand der Raumluft entziehen und desto geringer sind die auftretenden Raumlufttemperaturen.

Baustoffe speichern rechnerisch Wärme aber nur bis zu einer Schichtdicke von 10 cm. Aus diesem Grund besitzen schlanke Kalksandstein-Wände – bedingt durch ihre hohe Rohdichte – eine optimale Wärmespeicherfähigkeit im Vergleich zu anderen Wandbaustoffen. Beispielsweise weist eine schlanke Kalksandsteinwand der RDK 1,8 eine etwa dreimal höhere wirksame Wärmespeicherfähigkeit gegenüber einer dickeren monolithischen Wand geringer Rohdichte (z. B. RDK 0,6) auf.

Das Temperatur-Amplituden-Verhältnis (TAV) gibt an, wie groß der Temperaturunterschied (Schwingungen) auf der Innenseite des Bauteils im Verhältnis zur Außenseite ist (Werte zwischen 0 und 1). Je niedriger das TAV, desto günstiger ist das Bauteil hinsichtlich des sommerlichen Wärmeschutzes. Die zeitliche Verzögerung der Temperaturbewegung durch das Bauteil wird als Phasenverschiebung bezeichnet. Gedämmte Kalksandstein-Wände haben ein sehr günstiges TAV von n ~ 0,02. Das TAV von 0,02 bedeutet, dass von einer Temperaturschwankung auf der Bauteilseite nur zwei Prozent auf der Rauminnenseite wirksam werden. Bei einer äußeren Temperaturamplitude von 50°C, zum Beispiel durch erhöhte Sonneneinstrahlung, wird also nur 1°C auf der Innenseite wirksam.

bba-Infoservice Sommerlicher Wärmeschutz mit Kalksandstein 573 www.enev-normen.de