Unser Begriffe ABC zur Energie und Bauphysik. Schnelle Infothek für Entscheidungsträger.(Stand 2008) Abgasverluste Behaglichkeit Biokraftstoffe Blockheizkraftwerke Blower-Door Brennwerttechnik Dampfdiffusion Energieberatung Energieeinspeisegesetz (EEG) Energiepass Energieeinsparverordnung (EnEV) Flächenheizung Gasheizung Heizenergiebedarf Heizwert Holzpellet Hydraulischer Abgleich Kernenergie Kernfussion Klimawandel Kohlendioxid Kohlekraftwerke Kohlenwasserstoffe Konvektion Luftfeuchtigkeit Lüftung Lüftungsanlagen Nachwachsende Rohstoffe Nennwärmeleistung Niedertemperaturheizung Perimeterdämmung Photovoltaik PKW Primärenergie Regenerative Energien Rohdichte Solarenergie Stirlingmotor Strahlungswärme Taupunkt Thermische Hüllfläche Thermografie Treibhauseffekt U-Wert Wärmebrücken Wärmedämmung Wärmepumpe Wasserdampfdiffusion Windenergie Wirkungsgrad Zirkulationspumpe Zukünftige Wohngebäude Abgasverluste Bei Verbrennungsprozessen (z.B. heizen mit Gas, Heizöl, Holz,...) geht auch immer ein Teil der Energie über das Abgas verloren. Je höher die Abgastemperatur, desto höher ist auch der Abgasverlust. Darum wird versucht, die Abgastemperatur soweit als möglich abzusenken (siehe Brennwerttechnik) und diese Wärme als Heizwärme zu nutzen. Je niedriger die Kesseltemperatur (die sich mit geringerer Vorlauftemperatur verringern lässt) in einem Heizsystem, umso weiter lässt sich die Abgastemperatur absenken. Der Abgasverlust lässt sich bei der Messung nicht direkt bestimmen, er wird durch die Abgastemperatur, die Abgaszusammensetzung, die Verbrennungslufttemperatur und Brennstoff-spezifische Beiwerte bestimmt und ist im Kaminkehrer-Protokoll als Prozentwert aufgeführt. Zurück zum ABC Behaglichkeit Begriff aus der Bauphysik, der das mehrheitlich subjektive Empfinden von Bewohnern eines Gebäudes definiert. Die Behaglichkeit hängt von psychologischen Faktoren und physikalischen Umgebungsparametern ab. Die sog. thermische Behaglichkeit lässt sich leichter fassen. Sie ist neben der Raumtemperatur von der Luftfeuchtigkeit und der Strahlungswärme d.h. der Temperatur der raumumfassenden Flächen abhängig. Mit diesen Parametern lassen sich sog. Behaglichkeitsfelder angeben. Zurück zum ABC Biokraftstoffe Kraftstoffe für Verbrennungsmotoren oder Heizkessel aus Biomasse. Es gibt eine Vielzahl dieser Kraftstoffe, neben flüssigen wie z.B. Bio-Ethanol oder Bio-Methanol gibt es gasförmige Varianten wie Biogas (überwiegend Methan und Kohlendioxid) aus bakteriellen Abbau von Pflanzen bzw. nachwachsenden Rohstoffen oder Holzgas (Methan, Kohlenstoffmonoxid und - dioxid, Wasserstoff,...) aus der Holzvergasung (Pyrolyse). Biogas kann in Biogasanlagen zum Betrieb von Generatoren verwendet oder bei entsprechender Reinigung auch ins Erdgasnetz eingespeist werden. Ökologisch und ökonomisch vielversprechend sind insbesondere Biokraftstoffe, die aus Zellulose (Holz, Stroh, Pflanzenabfällen, Ganzpflanzen,..) hergestellt werden, wie Bio-Ethanol, Bio-Methanol oder Holzgas. Diese greifen nicht in die Nahrungsschiene ein, sind weniger veredelt und nicht für den menschlichen Verzehr gedacht. Reine Pflanzenöle, die aus Ölsaaten gewonnen werden, haben deshalb langfristig wohl weniger Potential, obwohl sie eine einfache Variante darstellen. Zurück zum ABC Blockheizkraftwerk (BHKW) Modular aufgebaute Anlagen zur Erzeugung elektrischer Energie und Wärme, die vorzugsweise am Ort der Wärmenutzung installiert sind oder die Wärme in Nahwärmenetze einspeisen. Die Anlagen können sowohl elektrisch als auch thermisch optimiert werden und Gesamtwirkungsgrade von über 90% erreichen. Durch Vernetzung vieler BHKW's, die alle ihren Strom in das öffentliche Netz einspeisen, könnte die Stromversorgung viel effektiver werden, da der Wirkungsgrad bei Großkraftwerken inkl. der Verteilungsverluste weit unter 50% liegt. Die Betreiber der Großkraftwerke würden in diesem Fall an Bedeutung verlieren, die Netzwerksbetreiber gewinnen. Zur Zeit sind in Deutschland Großkraftwerke und Netze noch in einer Hand. Wirtschaftlich sind BHKW's ohne Subventionen schwer darzustellen - wenige Großkraftwerke sind in der Erstellung günstiger, als viele kleine BHKW's. Zurück zum ABC Blower-Door Differenzdruck-Messverfahren mit dem die Luftdichtigkeit von Gebäuden überprüft werden kann. Luftdichtigkeit ist speziell bei einigen Neubautypen von Bedeutung u.a. Holzständerbau und Passivhaus. Einmal soll verhindert werden, das ''feuchte'' Raumluft in die Wärmedämmung eindringen kann und es dort zum Tauwasserausfall kommt, zum anderen soll der Luftwechsel nur über die vorgesehene Lüftungseinrichtung (z.B. Lüftungsanlage) erfolgen. Damit läuft er kontrolliert und ohne ungewollte Zugerscheinungen ab. Zurück zum ABC Brennwerttechnik Heiztechnik, die die Energieausbeute bei Verbrennungsprozessen verbessert, indem sie auch noch die Energie des Wasserdampfes im Abgases (bei Erdgas ca. 11%, Bei Heizöl ca. 6%) verwertet. Technisch dadurch gelöst, dass das Abgas Nachheizflächen oder Wärmetauscher durchströmt und sich dadurch bis zur Wasserdampfkondensation abkühlt. Das Abgas wird anschließend durch einen Abgasventilator abgeführt. Besonders günstig ist die Brennwerttechnik bei Erdgas mit einem theoretischen Wirkungsgrad von max. 111% bezogen auf den Heizwert. Für dieses Heizsystem ergibt sich deshalb in der Praxis eine Verbesserung von ca. 10% gegenüber der Niedertemperaturtechnik. Bei Heizungen mit Heizöl, beträgt die Verbesserung dagegen nur etwa 5%. Zudem ist das Kondensat bei Heizöl oft aggressiv (Schwefel,...), was besondere Anforderungen an die Wärmetauscher stellt. Bei der Energiebilanz ist auch der Stromverbrauch des Abgasventilators zu berücksichtigen. Zurück zum ABC Dampfdiffusion Begriff aus der Bauphysik. Die Dampfdiffusion, d.h. die Durchlässigkeit eines Gebäudes für Wasserdampf hängt vom Wasserdampfdiffusionswiderstand eines Baustoffes ab. Der hierfür charakteristische sd-Wert ist von Art und Dicke des Baustoffes bestimmt. Für sd-Werte von kleiner als 0,5m spricht man von diffusionsoffen, bei Werten von 0,5 bis 1500m spricht man von diffusionshemmend, bei größeren Werten von diffusionsdicht. Zurück zum ABC Energieberatung Dienstleistung die das gesamte energetische Konzept durch Information und Analysen unterstützen soll. Sie ist für Unternehmen genauso relevant wie für Hausbesitzer und wird vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) gefördert. Zurück zum ABC Energieeinspeisegesetz (EEG) Wurde ursprünglich beschlossen um die elektrische Einspeisung von regenerativen Energien (d.h. elektrische Energie aus regenerativen Energieträgern) ins Netz zu fördern, ist jedoch mittlerweile stark Interessengruppen geleitet. Das EEG vergütet die Einspeisung unterschiedlicher alternativer Energien unterschiedlich hoch. Um Wirtschaftlichkeit zu erreichen ist die Förderung höher als bei konventionell erzeugtem Strom, die ausbezahlten Mehrkosten werden auf alle elektrischen Energieversorger aufgeteilt und auf den Strompreis aufgeschlagen. Effektive und wettbewerbsfähige Energien wie Wind- oder Wasserkraft werden z.B. mit ca. 5-10 Cent/kWh vergütet, was fast im Bereich der Erzeugungskosten für konventionellen Strom liegt. Technologien die zur Zeit noch wenig entwickelt sind, wie die Photovoltaik (elektrische Solarenergie) mit 25-50 Cent/kWh. Dies hat im Bereich der Photovoltaik zu großer Anlagenexpansion und Stillstand der Innovation geführt, da teuere Anlagen (hohe Anschaffungskosten pro kWh), durch die hohe Vergütung, auch bei geringer Effektivität wirtschaftlich betrieben werden können. Neuentwicklungen kommen deshalb nur schwer auf den Markt. Würde sich das EEG mehr darauf konzentrieren die starken und wettbewerbsfähigen Energien zu fördern und die restlichen nur angemessen, könnte der Bereich der regenerativen Energien deutlich schneller wachsen. Zurück zum ABC Energiepass Der Energiepass oder -ausweis ist ein Zertifikat, das eingeführt wurde um die Vergleichbarkeit im Energieverbrauch von Gebäuden zu ermöglichen, bzw. um generell ihren Energieverbrauch abzuschätzen. Ziel der Einführung war u.a. die generelle Absenkung des Primärenergieverbrauchs (siehe Primärenergie) im Gebäudebereich. Zurück zum ABC Energieeinsparverordnung (EnEV) Verordnung, die auf Grundlage des Energieeinsparungsgesetzes den Energieverbrauch und die thermische Beschaffenheit von Gebäuden und deren Anlagen regelt. Regelt u.a. auch den Energieausweis (siehe Energiepass) und ist besonders relevant für Gebäudesanierung und Neubau. Zurück zum ABC Flächenheizung Sog. Flächenheizungen (Boden-, Wand-, Deckenheizungen) ermöglichen in Räumen durch warme Umfassungsflächen eine höhere Behaglichkeit (siehe Behaglichkeit). Sie geben einen hohen Anteil ihrer Wärme als Strahlungswärme ab und ermöglichen geringere Vorlauftemperaturen im Heizsystem. Damit sind sie für Heizungssysteme mit Brennwerttechnik, aber auch für Heizungen mit Solarunterstützung oder Wärmepumpentechnik besonders geeignet. Nachteilig ist der Mehraufwand bzgl. der Anlagentechnik und eine gewisse Trägheit dieser Systeme. Zurück zum ABC Gasheizung Die Gasheizung (Erdgasheizung) ist ein platzsparendes, in der Regel wartungsarmes und kostengünstiges Heizsystem, das besonders gut als Brennwerttechnik arbeitet. Leider ergibt sich durch den Anschluss an das öffentliche Gasnetz auch eine Abhängigkeit vom Versorger. Es sind verschiedene Erdgase (L, H-Erdgas) unterschiedlicher Herkunft und Zusammensetzung gebräuchlich. Hauptbestandteil der Gase ist jeweils Methan. Für die Zukunft ist auch denkbar, das Bio-Gase mit ins Netz gespeist werden. Zurück zum ABC Heizenergiebedarf Der z.B. in einer Energieberatung berechnete Energiebedarf für die Beheizung eines Gebäudes ohne Warmwasserbereitung und Anlagenverluste. Zurück zum ABC Heizwert Als Heizwert oder unterer Heizwert ist der Energiebetrag definiert, der bei vollständiger Verbrennung (Atmosphärendruck, 25°C) eines Stoffes (Gas, Heizöl,...) frei wird. Das bei der Verbrennung entstandene Wasser liegt dabei im Abgas dampfförmig vor. Nutzt man zusätzlich noch die im Wasserdampf befindliche Energie durch Kondensation, dann erhält man den sog. oberen Heizwert oder auch Brennwert eines Stoffes (siehe Brennwerttechnik). Zurück zum ABC Holzpellet Grundstoff mit dem sich sog. Pelletheizungen (i.d.R. Niedertemperaturheizungen) betreiben lassen. Von der Anlagentechnik und von der Brennstoffbeschaffung her sind solche Systeme aufwendiger als Stückholzheizungen, aber dafür auch benutzerfreundlicher. Zurück zum ABC Hydraulischer Abgleich Begriff aus der Heizungstechnik, speziell bei Warmwasserzentralheizungen. Durch Regelung, Dimensionierung und Planung wird versucht , die Durchflussmenge von Wassers durch das Verteilsystem (Heizungsrohre) so zu regeln, dass bei einer bestimmten Vorlauftemperatur an jedem Heizkörper oder -kreis die gewünschte Raumtemperatur erreicht wird. Technisch oft sehr aufwendig, besonders wichtig bei größeren und weitreichenden Heizungssytemen. Zurück zum ABC Kernenergie Energie, die bei Kernspaltung oder Kernfussion frei wird. Bedeutung für die technologische Energieerzeugung hat gegenwärtig nur die Kernspaltung. In Kernkraftwerken (auch Atomkraftwerke genannt) wird damit in der BRD seit den 60er Jahren vermehrt ''Strom'' erzeugt. Kernkraft war politisch immer sehr umstritten, bis vor einigen Jahren ein Ausstieg beschlossen wurde – Wiedereinstieg ist noch immer Gegenstand politischer Diskussionen. Gegenwärtig hat die Kernkraft einen Anteil von etwa 30% bei der Stromerzeugung, bzw. 13% beim gesamten Primärenergieverbrauch. Kernkraft hat grundsätzlich - wie andere konventionelle Energien auch - ein Ressourcen Problem, da natürliche Vorkommen an Uran begrenzt sind. Zudem ergibt sich eine umstrittene Umwelt- und Sicherheitsproblematik. Zurück zum ABC Kernfussion Eine Variante mit der sich Kernenergie nutzen lässt. Der Fussionsprozess läuft z.B. natürlich in der Sonne ab, technologisch ist er aber schwer zugänglich und Gegenstand aktueller Forschung und Entwicklung. Entscheidende Ergebnisse sind nach Angaben von Fachleuten nicht vor 2050 zu erwarten, es bestehen noch eine Vielzahl ungelöster Problemstellungen. Zurück zum ABC Klimawandel Schlagwort in der gegenwärtigen Diskussion. Gibt es eine globale Erwärmung? Handelt es sich hierbei um eine vom Menschen verursachte Erwärmung? Ist insbesondere das durch Verbrennung fossiler Energieträger erzeugte Klimagas Kohlendioxid für die Erwärmung verantwortlich? Das sind nur drei Fragen, die sich stellen und diskutiert werden. Der globale Temperaturanstieg seit Auswertung der ersten verfügbaren Messdaten (Quelle: NASA bzw. Hadley Centre) von 1880 war schrittweise relativ gering und bewegte sich immer im zehntel Gradbereich. Von 1920-1940 stieg demnach die Temperatur um 0,3K an, von 1940 bis 1980 war sie dann in etwa konstant oder sank leicht, seit 1980 stieg sie wieder um 0,5K. Die Streuung der Messwerte zwischen den Jahren war hoch (Kurven daher in Darstellung oft geglättet, z.B. über 11 Jahre) und betrug immer wieder einige zehntel Kelvin. Als Ursachen für eine globale Erwärmung werden, sowohl natürliche Faktoren wie Veränderung der Sonnenaktivität, als auch die vermehrte Produktion von Treibhausgasen wie Kohlendioxid, angeführt. Sinnvoll erscheint eine Überlagerung der verschiedenen Effekte, wie sie u.a. von Rahmstorf und Schellnhuber (berät zur Zeit auch die Bundesregierung) vertreten wird. Neben der globalen Erwärmung, die aufgrund ihrer Ausprägung nicht von allen Experten/Lobbyisten etc. geteilt wird, gibt es auch einen lokalen Klimawandel in Deutschland. Dieser lässt sich eindeutig an Vegetationserscheinungen festmachen. Damit jedoch automatisch auf einen globalen Klimawandel zu schließen, wäre unwissenschaftlich und falsch. Denn das Klima unterlag in der Vergangenheit immer wieder lokal-temporären Schwankungen. Es sprechen viele Argumente für einen durch den Menschen verursachten globalen Klimawandel, entscheidend ist jedoch wie genau die gemessenen weltweiten Temperaturdaten sind. Theoretische Modelle lassen sich dann immer wieder schnell anpassen. Klimadiskussion hin oder her, eines ist klar. Vermeidung von Kohlendioxid aus fossilen Ursprung macht auf alle Fälle Sinn, denn die fossilen Ressourcen wie Erdöl oder -gas sind begrenzt und der Energieträger der Zukunft wird nicht aus der Erde gepumpt. Zurück zum ABC Kohlendioxid Sog. Klimagas, das für den Klimawandel verantwortlich gemacht wird. Kohlendioxid entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoff und Kohlenwasserstoffen, wie sie in fossilen Energieträgern (Erdölprodukte, Erdgas, Kohle,...) und Holz vorkommen. Im Gegensatz zu den fossilen Energieträgern nimmt Holz das entstandene Kohlendioxid beim Nachwachsen in einem längeren Zyklus wieder auf. Immer mehr an Bedeutung gewinnt das im Bereich Verkehr erzeugte Kohlendioxid, insbesondere im Flugverkehr. Zwar ist dort die erzeugte Menge pro Passagier und km etwwas geringer als z.B. beim PKW, mit großen Flugstrecken wird sie aber enorm. Durch wenige Langstreckenflüge kann man so leicht die vielfache Menge Kohlendioxid verursachen, die im Jahr für Gebäudebeheizung und PKW anfällt. Fluggesellschaften wissen das und haben reagiert, sie bieten Fluggästen deshalb die Förderung von Projekten mit regenerativer Energieerzeugung etc. an. Dies soll die Flugteilnahme kompensieren, beruhigt aber nur das Gewissen. Effektiv helfen kann aber nur Einschränkung oder Verzicht auf überflüssige Flugreisen. Die Tendenz weist leider eine andere Richtung. Ein Umdenken in dieser Richtung würde mehr bringen als viele technologische Ansätze. Zurück zum ABC Kohlekraftwerke Kraftwerke, die potentionell heimische Energieträger wie Braun- oder Steinkohle verbrennen und dadurch zur Kohlendioxidemission beitragen. In Deutschland haben sie etwa einen Anteil von 25% an der Stromerzeugung. Zurück zum ABC Kohlenwasserstoffe Chemische Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff, die in fossilen Energieträgern vorkommen. Bei der Verbrennung dieser Verbindungen entsteht u.a. Kohlendioxid und Wasser. Zurück zum ABC Konvektion Wärmetransportmechanismus in Flüssigkeiten oder Gasen. Man unterscheidet natürliche oder erzwungene Konvektion. Erzwungene Konvektion wäre z.B. die Bewegung von Luft mit einem Ventilator. Der Konvektor, ein häufig eingesetzter Heizkörper hat an der Innenseite Luftkanäle und nützt damit die natürliche Konvektion. Er saugt an der Unterseite die ankommende Luft an, erwärmt sie und befördert sie dadurch nach oben (Grund: warme Luft ist wegen geringerer Dichte leichter). Dadurch kommt es zur Ausbildung einer sog. Konvektionswalze, die den gesamten Raum mit warmer Luft versorgen und beheizen kann. Zurück zum ABC Luftfeuchtigkeit Luft nimmt Wasser in Form von Wasserdampf auf. Anders als häufig die Vorstellung, geschieht dies nicht durch chemische Bindung, sondern durch einen statistischen Prozess, der von der kinetischen Energie der Gasteilchen bestimmt wird. Zur Erklärung: Luft kann in guter Näherung als ideales Gas (überwiegend Sauerstoff und Stickstoffteichen) betrachtet werden, und die Energie seiner einzelnen Teilchen ist im thermischen Gleichgewicht gemäß der maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung gegeben. Diese Geschwindigkeitsverteilung gilt auch für Wasser bzw. die Wassermoleküle. Es gibt daher immer wieder Wassermoleküle an der Luft-Wasser-Grenzfläche, die genügend kinetische Energie besitzen ihre eigene Bindungsenergie zu überwinden und in die Luft übergehen können. Die Energie für diesen Abtrennprozess hat das System in Form von Verdamfungswärme (Verdampfungsenthalpie) aufzuwenden. Folglich sinkt die Temperatur der Wassergrenzfläche und sug. des Wassers. (Das selbe Prinzip gilt auch bei sog. alten Verdampfungskühlern bei Verbrennungsmotoren.) Gleichzeitig gehen in einem zweiten Prozess immer wieder Wassermoleküle aus der Luft Bindungen mit dem Wasser an der Luft-Wasser-Grenzfläche ein. Bei höherer kinetischer Energie oder Temperatur der Teilchen ist dies unwahrscheinlicher, da hier die Bindungsenergie leicht überwunden wird, jedoch nimmt mit der Anzahl der Wasserteilchen in der Luft auch die Wahrscheinlichkeit einer Bindung zu. Kommt es zur Bindung entsteht Kondensationswärme, die zum Temperaturanstieg im Wasser führt. Von der Lufttemperatur und der Menge der Wassermoleküle in der Luft (Luftfeuchte) hängt es nun ab, welcher Prozess dominiert. Warme Luft kann wegen der höheren kinetischen Energie mehr Wassermoleküle aufnehmen als kalte, die Kondensationskeime sind ebenfalls entscheidend. Gerne wird zum leichteren Verständnis der Begriff der sog. relativen Luftfeuchtigkeit verwendet. Luft mit 100% relativer Luftfeuchte hat die Sättigungskonzentration erreicht (Kondensation und Verdunstung sind im Gleichgewicht), sonst dominiert die Kondensation und es fällt Tauwasser aus (z.B. an Fensternscheiben). Hierzu sind aber auch Kondensationskeime (geladene Flächen und Teilchen, Staubteilchen, Aerosole in Luft) notwendig, sonst kann Luft auch um mehrere hundert Prozent übersättigt werden, ehe es zur sog. spontanen Kondensation kommt. Schimmelpilz in Wohnungen kann bei 80% relativer Luftfeuchte auftreten. Hat Luft bei einer Temperatur von 20°C z.B. eine relative Luftfeuchte von 50% (d.h. es könnte mindestens doppelt soviel Wasser aufnehmen) und man kühlt diese Luft z.B. an einer Grenzfläche ab, dann ist ab einer Temperatur von 12,6°C eine relative Luftfeuchte von 100% erreicht und es kommt zur Tauwasserbildung. In Gebäuden ist deshalb warme feuchte Luft, die auf kalte Stellen trifft oft ein Problem. Wichtig ist dies insbesondere für Wärmebrücken im Wohnbereich, Aufbau von Wänden und Decken, Außenwände mit Wärmedämmung, etc. Die Luftfeuchte in Wohnräumen hängt bei fester Raumtemperatur immer von verschiedenen Faktoren ab. Einmal von der Menge an Wasser- und Wasserdampfquellen wie z.B. Zimmerbrunnen und -pflanzen oder Bewohner, zum anderen vom Luftvolumen, von der Beschaffenheit der Wände, Böden und Decken, von der Inneneinrichtung und maßgeblich auch vom Lüftungsverhalten (Siehe Lüftung). Eine für den Menschen gesunde Luftfeuchte wäre bei ca. 40-65% gegeben (ideale Atemluft), ab ca. 80% kann die Luftfeuchte z.B. über Schimmelpilzwachstum schon wieder zum Problem werden. Je nach Bauart und Nutzung von Gebäuden treten fallweise zu hohe wie zu niedrige relative Luftfeuchtigkeiten auf. Als Abhilfe werden dabei Luftbefeuchter bzw. Lüftungsanlagen eingesetzt. Zurück zum ABC Lüftung Lüftung ist in bewohnten Gebäuden zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit und zur Aufrechterhaltung der Raumluftqualität notwendig. Bei der Raumluftqualität geht es vor allem darum, verbrauchte Raumluft mit zuviel Kohlendioxid sowie mit toxischen Gefahrstoffen (von Einrichtungsgegenständen und Gebäudeteilen abgegebenen) aus dem Wohnraum zu befördern. Lüftung kann durch verschiedene Techniken der natürlichen Lüftung (z.B. Stoß- oder Querlüftung über Fenster und Türen) sowie maschinell über Lüftungsanlagen geschehen, siehe Lüftungsanlagen. Zurück zum ABC Lüftungsanlagen Lüftungsanlagen regeln u.a. die Lüftung in Wohnräumen und sorgen für den nötigen Luftwechsel. In der kalten Jahreszeit können Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung dafür sorgen, dass ein Teil der Wärme, die beim natürlichen Lüften verloren geht, wieder als Raumwärme genutzt wird. Weiterhin lassen sich auch Gefahrstoffe von außen wie z.B. Pollen durch Filter bekämpfen. Lüftungsanlagen bedeuten aber auch einen zusätzlichen Investitionsaufwand sowie laufende Kosten für Wartung und Strombedarf. Zurück zum ABC Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe können für Gebrauchsgegenstände, Dämmstoffe, Schmierstoffe, etc. aber auch als/für Kraftstoffe verwendet werden. Diese bestehen chemisch oft aus Zellulose, einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung. Vorteil der nachwachsenden Rohstoffe im Kraftstoffbereich ist, dass diese sich nachhaltig gewinnen lassen und nicht auf endliche Ressourcen beschränkt sind. Besonders geeignet sind nachwachsende Rohstoffe dann, wenn ihr Anbau nicht in Konkurrenz zur Nahrungsschiene von Mensch und Tier steht. Abfallstoffe aus Stroh oder auch Holz in verschiedenster Form sind damit aussichtsreiche Kandidaten. Zurück zum ABC Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Abgasverluste Bei Verbrennungsprozessen (z.B. heizen mit Gas, Heizöl, Holz,...) geht auch immer ein Teil der Energie über das Abgas verloren. Je höher die Abgastemperatur, desto höher ist auch der Abgasverlust. Darum wird versucht, die Abgastemperatur soweit als möglich abzusenken (siehe Brennwerttechnik) und diese Wärme als Heizwärme zu nutzen. Je niedriger die Kesseltemperatur (die sich mit geringerer Vorlauftemperatur verringern lässt) in einem Heizsystem, umso weiter lässt sich die Abgastemperatur absenken. Der Abgasverlust lässt sich bei der Messung nicht direkt bestimmen, er wird durch die Abgastemperatur, die Abgaszusammensetzung, die Verbrennungslufttemperatur und Brennstoff-spezifische Beiwerte bestimmt und ist im Kaminkehrer-Protokoll als Prozentwert aufgeführt. Zurück zum ABC Behaglichkeit Begriff aus der Bauphysik, der das mehrheitlich subjektive Empfinden von Bewohnern eines Gebäudes definiert. Die Behaglichkeit hängt von psychologischen Faktoren und physikalischen Umgebungsparametern ab. Die sog. thermische Behaglichkeit lässt sich leichter fassen. Sie ist neben der Raumtemperatur von der Luftfeuchtigkeit und der Strahlungswärme d.h. der Temperatur der raumumfassenden Flächen abhängig. Mit diesen Parametern lassen sich sog. Behaglichkeitsfelder angeben. Zurück zum ABC Biokraftstoffe Kraftstoffe für Verbrennungsmotoren oder Heizkessel aus Biomasse. Es gibt eine Vielzahl dieser Kraftstoffe, neben flüssigen wie z.B. Bio-Ethanol oder Bio-Methanol gibt es gasförmige Varianten wie Biogas (überwiegend Methan und Kohlendioxid) aus bakteriellen Abbau von Pflanzen bzw. nachwachsenden Rohstoffen oder Holzgas (Methan, Kohlenstoffmonoxid und - dioxid, Wasserstoff,...) aus der Holzvergasung (Pyrolyse). Biogas kann in Biogasanlagen zum Betrieb von Generatoren verwendet oder bei entsprechender Reinigung auch ins Erdgasnetz eingespeist werden. Ökologisch und ökonomisch vielversprechend sind insbesondere Biokraftstoffe, die aus Zellulose (Holz, Stroh, Pflanzenabfällen, Ganzpflanzen,..) hergestellt werden, wie Bio-Ethanol, Bio-Methanol oder Holzgas. Diese greifen nicht in die Nahrungsschiene ein, sind weniger veredelt und nicht für den menschlichen Verzehr gedacht. Reine Pflanzenöle, die aus Ölsaaten gewonnen werden, haben deshalb langfristig wohl weniger Potential, obwohl sie eine einfache Variante darstellen. Zurück zum ABC Blockheizkraftwerk (BHKW) Modular aufgebaute Anlagen zur Erzeugung elektrischer Energie und Wärme, die vorzugsweise am Ort der Wärmenutzung installiert sind oder die Wärme in Nahwärmenetze einspeisen. Die Anlagen können sowohl elektrisch als auch thermisch optimiert werden und Gesamtwirkungsgrade von über 90% erreichen. Durch Vernetzung vieler BHKW's, die alle ihren Strom in das öffentliche Netz einspeisen, könnte die Stromversorgung viel effektiver werden, da der Wirkungsgrad bei Großkraftwerken inkl. der Verteilungsverluste weit unter 50% liegt. Die Betreiber der Großkraftwerke würden in diesem Fall an Bedeutung verlieren, die Netzwerksbetreiber gewinnen. Zur Zeit sind in Deutschland Großkraftwerke und Netze noch in einer Hand. Wirtschaftlich sind BHKW's ohne Subventionen schwer darzustellen - wenige Großkraftwerke sind in der Erstellung günstiger, als viele kleine BHKW's. Zurück zum ABC Blower-Door Differenzdruck-Messverfahren mit dem die Luftdichtigkeit von Gebäuden überprüft werden kann. Luftdichtigkeit ist speziell bei einigen Neubautypen von Bedeutung u.a. Holzständerbau und Passivhaus. Einmal soll verhindert werden, das ''feuchte'' Raumluft in die Wärmedämmung eindringen kann und es dort zum Tauwasserausfall kommt, zum anderen soll der Luftwechsel nur über die vorgesehene Lüftungseinrichtung (z.B. Lüftungsanlage) erfolgen. Damit läuft er kontrolliert und ohne ungewollte Zugerscheinungen ab. Zurück zum ABC Brennwerttechnik Heiztechnik, die die Energieausbeute bei Verbrennungsprozessen verbessert, indem sie auch noch die Energie des Wasserdampfes im Abgases (bei Erdgas ca. 11%, Bei Heizöl ca. 6%) verwertet. Technisch dadurch gelöst, dass das Abgas Nachheizflächen oder Wärmetauscher durchströmt und sich dadurch bis zur Wasserdampfkondensation abkühlt. Das Abgas wird anschließend durch einen Abgasventilator abgeführt. Besonders günstig ist die Brennwerttechnik bei Erdgas mit einem theoretischen Wirkungsgrad von max. 111% bezogen auf den Heizwert. Für dieses Heizsystem ergibt sich deshalb in der Praxis eine Verbesserung von ca. 10% gegenüber der Niedertemperaturtechnik. Bei Heizungen mit Heizöl, beträgt die Verbesserung dagegen nur etwa 5%. Zudem ist das Kondensat bei Heizöl oft aggressiv (Schwefel,...), was besondere Anforderungen an die Wärmetauscher stellt. Bei der Energiebilanz ist auch der Stromverbrauch des Abgasventilators zu berücksichtigen. Zurück zum ABC Dampfdiffusion Begriff aus der Bauphysik. Die Dampfdiffusion, d.h. die Durchlässigkeit eines Gebäudes für Wasserdampf hängt vom Wasserdampfdiffusionswiderstand eines Baustoffes ab. Der hierfür charakteristische sd-Wert ist von Art und Dicke des Baustoffes bestimmt. Für sd-Werte von kleiner als 0,5m spricht man von diffusionsoffen, bei Werten von 0,5 bis 1500m spricht man von diffusionshemmend, bei größeren Werten von diffusionsdicht. Zurück zum ABC Energieberatung Dienstleistung die das gesamte energetische Konzept durch Information und Analysen unterstützen soll. Sie ist für Unternehmen genauso relevant wie für Hausbesitzer und wird vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) gefördert. Zurück zum ABC Energieeinspeisegesetz (EEG) Wurde ursprünglich beschlossen um die elektrische Einspeisung von regenerativen Energien (d.h. elektrische Energie aus regenerativen Energieträgern) ins Netz zu fördern, ist jedoch mittlerweile stark Interessengruppen geleitet. Das EEG vergütet die Einspeisung unterschiedlicher alternativer Energien unterschiedlich hoch. Um Wirtschaftlichkeit zu erreichen ist die Förderung höher als bei konventionell erzeugtem Strom, die ausbezahlten Mehrkosten werden auf alle elektrischen Energieversorger aufgeteilt und auf den Strompreis aufgeschlagen. Effektive und wettbewerbsfähige Energien wie Wind- oder Wasserkraft werden z.B. mit ca. 5-10 Cent/kWh vergütet, was fast im Bereich der Erzeugungskosten für konventionellen Strom liegt. Technologien die zur Zeit noch wenig entwickelt sind, wie die Photovoltaik (elektrische Solarenergie) mit 25-50 Cent/kWh. Dies hat im Bereich der Photovoltaik zu großer Anlagenexpansion und Stillstand der Innovation geführt, da teuere Anlagen (hohe Anschaffungskosten pro kWh), durch die hohe Vergütung, auch bei geringer Effektivität wirtschaftlich betrieben werden können. Neuentwicklungen kommen deshalb nur schwer auf den Markt. Würde sich das EEG mehr darauf konzentrieren die starken und wettbewerbsfähigen Energien zu fördern und die restlichen nur angemessen, könnte der Bereich der regenerativen Energien deutlich schneller wachsen. Zurück zum ABC Energiepass Der Energiepass oder -ausweis ist ein Zertifikat, das eingeführt wurde um die Vergleichbarkeit im Energieverbrauch von Gebäuden zu ermöglichen, bzw. um generell ihren Energieverbrauch abzuschätzen. Ziel der Einführung war u.a. die generelle Absenkung des Primärenergieverbrauchs (siehe Primärenergie) im Gebäudebereich. Zurück zum ABC Energieeinsparverordnung (EnEV) Verordnung, die auf Grundlage des Energieeinsparungsgesetzes den Energieverbrauch und die thermische Beschaffenheit von Gebäuden und deren Anlagen regelt. Regelt u.a. auch den Energieausweis (siehe Energiepass) und ist besonders relevant für Gebäudesanierung und Neubau. Zurück zum ABC Flächenheizung Sog. Flächenheizungen (Boden-, Wand-, Deckenheizungen) ermöglichen in Räumen durch warme Umfassungsflächen eine höhere Behaglichkeit (siehe Behaglichkeit). Sie geben einen hohen Anteil ihrer Wärme als Strahlungswärme ab und ermöglichen geringere Vorlauftemperaturen im Heizsystem. Damit sind sie für Heizungssysteme mit Brennwerttechnik, aber auch für Heizungen mit Solarunterstützung oder Wärmepumpentechnik besonders geeignet. Nachteilig ist der Mehraufwand bzgl. der Anlagentechnik und eine gewisse Trägheit dieser Systeme. Zurück zum ABC Gasheizung Die Gasheizung (Erdgasheizung) ist ein platzsparendes, in der Regel wartungsarmes und kostengünstiges Heizsystem, das besonders gut als Brennwerttechnik arbeitet. Leider ergibt sich durch den Anschluss an das öffentliche Gasnetz auch eine Abhängigkeit vom Versorger. Es sind verschiedene Erdgase (L, H-Erdgas) unterschiedlicher Herkunft und Zusammensetzung gebräuchlich. Hauptbestandteil der Gase ist jeweils Methan. Für die Zukunft ist auch denkbar, das Bio-Gase mit ins Netz gespeist werden. Zurück zum ABC Heizenergiebedarf Der z.B. in einer Energieberatung berechnete Energiebedarf für die Beheizung eines Gebäudes ohne Warmwasserbereitung und Anlagenverluste. Zurück zum ABC Heizwert Als Heizwert oder unterer Heizwert ist der Energiebetrag definiert, der bei vollständiger Verbrennung (Atmosphärendruck, 25°C) eines Stoffes (Gas, Heizöl,...) frei wird. Das bei der Verbrennung entstandene Wasser liegt dabei im Abgas dampfförmig vor. Nutzt man zusätzlich noch die im Wasserdampf befindliche Energie durch Kondensation, dann erhält man den sog. oberen Heizwert oder auch Brennwert eines Stoffes (siehe Brennwerttechnik). Zurück zum ABC Holzpellet Grundstoff mit dem sich sog. Pelletheizungen (i.d.R. Niedertemperaturheizungen) betreiben lassen. Von der Anlagentechnik und von der Brennstoffbeschaffung her sind solche Systeme aufwendiger als Stückholzheizungen, aber dafür auch benutzerfreundlicher. Zurück zum ABC Hydraulischer Abgleich Begriff aus der Heizungstechnik, speziell bei Warmwasserzentralheizungen. Durch Regelung, Dimensionierung und Planung wird versucht , die Durchflussmenge von Wassers durch das Verteilsystem (Heizungsrohre) so zu regeln, dass bei einer bestimmten Vorlauftemperatur an jedem Heizkörper oder -kreis die gewünschte Raumtemperatur erreicht wird. Technisch oft sehr aufwendig, besonders wichtig bei größeren und weitreichenden Heizungssytemen. Zurück zum ABC Kernenergie Energie, die bei Kernspaltung oder Kernfussion frei wird. Bedeutung für die technologische Energieerzeugung hat gegenwärtig nur die Kernspaltung. In Kernkraftwerken (auch Atomkraftwerke genannt) wird damit in der BRD seit den 60er Jahren vermehrt ''Strom'' erzeugt. Kernkraft war politisch immer sehr umstritten, bis vor einigen Jahren ein Ausstieg beschlossen wurde – Wiedereinstieg ist noch immer Gegenstand politischer Diskussionen. Gegenwärtig hat die Kernkraft einen Anteil von etwa 30% bei der Stromerzeugung, bzw. 13% beim gesamten Primärenergieverbrauch. Kernkraft hat grundsätzlich - wie andere konventionelle Energien auch - ein Ressourcen Problem, da natürliche Vorkommen an Uran begrenzt sind. Zudem ergibt sich eine umstrittene Umwelt- und Sicherheitsproblematik. Zurück zum ABC Kernfussion Eine Variante mit der sich Kernenergie nutzen lässt. Der Fussionsprozess läuft z.B. natürlich in der Sonne ab, technologisch ist er aber schwer zugänglich und Gegenstand aktueller Forschung und Entwicklung. Entscheidende Ergebnisse sind nach Angaben von Fachleuten nicht vor 2050 zu erwarten, es bestehen noch eine Vielzahl ungelöster Problemstellungen. Zurück zum ABC Klimawandel Schlagwort in der gegenwärtigen Diskussion. Gibt es eine globale Erwärmung? Handelt es sich hierbei um eine vom Menschen verursachte Erwärmung? Ist insbesondere das durch Verbrennung fossiler Energieträger erzeugte Klimagas Kohlendioxid für die Erwärmung verantwortlich? Das sind nur drei Fragen, die sich stellen und diskutiert werden. Der globale Temperaturanstieg seit Auswertung der ersten verfügbaren Messdaten (Quelle: NASA bzw. Hadley Centre) von 1880 war schrittweise relativ gering und bewegte sich immer im zehntel Gradbereich. Von 1920-1940 stieg demnach die Temperatur um 0,3K an, von 1940 bis 1980 war sie dann in etwa konstant oder sank leicht, seit 1980 stieg sie wieder um 0,5K. Die Streuung der Messwerte zwischen den Jahren war hoch (Kurven daher in Darstellung oft geglättet, z.B. über 11 Jahre) und betrug immer wieder einige zehntel Kelvin. Als Ursachen für eine globale Erwärmung werden, sowohl natürliche Faktoren wie Veränderung der Sonnenaktivität, als auch die vermehrte Produktion von Treibhausgasen wie Kohlendioxid, angeführt. Sinnvoll erscheint eine Überlagerung der verschiedenen Effekte, wie sie u.a. von Rahmstorf und Schellnhuber (berät zur Zeit auch die Bundesregierung) vertreten wird. Neben der globalen Erwärmung, die aufgrund ihrer Ausprägung nicht von allen Experten/Lobbyisten etc. geteilt wird, gibt es auch einen lokalen Klimawandel in Deutschland. Dieser lässt sich eindeutig an Vegetationserscheinungen festmachen. Damit jedoch automatisch auf einen globalen Klimawandel zu schließen, wäre unwissenschaftlich und falsch. Denn das Klima unterlag in der Vergangenheit immer wieder lokal-temporären Schwankungen. Es sprechen viele Argumente für einen durch den Menschen verursachten globalen Klimawandel, entscheidend ist jedoch wie genau die gemessenen weltweiten Temperaturdaten sind. Theoretische Modelle lassen sich dann immer wieder schnell anpassen. Klimadiskussion hin oder her, eines ist klar. Vermeidung von Kohlendioxid aus fossilen Ursprung macht auf alle Fälle Sinn, denn die fossilen Ressourcen wie Erdöl oder -gas sind begrenzt und der Energieträger der Zukunft wird nicht aus der Erde gepumpt. Zurück zum ABC Kohlendioxid Sog. Klimagas, das für den Klimawandel verantwortlich gemacht wird. Kohlendioxid entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoff und Kohlenwasserstoffen, wie sie in fossilen Energieträgern (Erdölprodukte, Erdgas, Kohle,...) und Holz vorkommen. Im Gegensatz zu den fossilen Energieträgern nimmt Holz das entstandene Kohlendioxid beim Nachwachsen in einem längeren Zyklus wieder auf. Immer mehr an Bedeutung gewinnt das im Bereich Verkehr erzeugte Kohlendioxid, insbesondere im Flugverkehr. Zwar ist dort die erzeugte Menge pro Passagier und km etwwas geringer als z.B. beim PKW, mit großen Flugstrecken wird sie aber enorm. Durch wenige Langstreckenflüge kann man so leicht die vielfache Menge Kohlendioxid verursachen, die im Jahr für Gebäudebeheizung und PKW anfällt. Fluggesellschaften wissen das und haben reagiert, sie bieten Fluggästen deshalb die Förderung von Projekten mit regenerativer Energieerzeugung etc. an. Dies soll die Flugteilnahme kompensieren, beruhigt aber nur das Gewissen. Effektiv helfen kann aber nur Einschränkung oder Verzicht auf überflüssige Flugreisen. Die Tendenz weist leider eine andere Richtung. Ein Umdenken in dieser Richtung würde mehr bringen als viele technologische Ansätze. Zurück zum ABC Kohlekraftwerke Kraftwerke, die potentionell heimische Energieträger wie Braun- oder Steinkohle verbrennen und dadurch zur Kohlendioxidemission beitragen. In Deutschland haben sie etwa einen Anteil von 25% an der Stromerzeugung. Zurück zum ABC Kohlenwasserstoffe Chemische Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff, die in fossilen Energieträgern vorkommen. Bei der Verbrennung dieser Verbindungen entsteht u.a. Kohlendioxid und Wasser. Zurück zum ABC Konvektion Wärmetransportmechanismus in Flüssigkeiten oder Gasen. Man unterscheidet natürliche oder erzwungene Konvektion. Erzwungene Konvektion wäre z.B. die Bewegung von Luft mit einem Ventilator. Der Konvektor, ein häufig eingesetzter Heizkörper hat an der Innenseite Luftkanäle und nützt damit die natürliche Konvektion. Er saugt an der Unterseite die ankommende Luft an, erwärmt sie und befördert sie dadurch nach oben (Grund: warme Luft ist wegen geringerer Dichte leichter). Dadurch kommt es zur Ausbildung einer sog. Konvektionswalze, die den gesamten Raum mit warmer Luft versorgen und beheizen kann. Zurück zum ABC Luftfeuchtigkeit Luft nimmt Wasser in Form von Wasserdampf auf. Anders als häufig die Vorstellung, geschieht dies nicht durch chemische Bindung, sondern durch einen statistischen Prozess, der von der kinetischen Energie der Gasteilchen bestimmt wird. Zur Erklärung: Luft kann in guter Näherung als ideales Gas (überwiegend Sauerstoff und Stickstoffteichen) betrachtet werden, und die Energie seiner einzelnen Teilchen ist im thermischen Gleichgewicht gemäß der maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung gegeben. Diese Geschwindigkeitsverteilung gilt auch für Wasser bzw. die Wassermoleküle. Es gibt daher immer wieder Wassermoleküle an der Luft-Wasser-Grenzfläche, die genügend kinetische Energie besitzen ihre eigene Bindungsenergie zu überwinden und in die Luft übergehen können. Die Energie für diesen Abtrennprozess hat das System in Form von Verdamfungswärme (Verdampfungsenthalpie) aufzuwenden. Folglich sinkt die Temperatur der Wassergrenzfläche und sug. des Wassers. (Das selbe Prinzip gilt auch bei sog. alten Verdampfungskühlern bei Verbrennungsmotoren.) Gleichzeitig gehen in einem zweiten Prozess immer wieder Wassermoleküle aus der Luft Bindungen mit dem Wasser an der Luft-Wasser-Grenzfläche ein. Bei höherer kinetischer Energie oder Temperatur der Teilchen ist dies unwahrscheinlicher, da hier die Bindungsenergie leicht überwunden wird, jedoch nimmt mit der Anzahl der Wasserteilchen in der Luft auch die Wahrscheinlichkeit einer Bindung zu. Kommt es zur Bindung entsteht Kondensationswärme, die zum Temperaturanstieg im Wasser führt. Von der Lufttemperatur und der Menge der Wassermoleküle in der Luft (Luftfeuchte) hängt es nun ab, welcher Prozess dominiert. Warme Luft kann wegen der höheren kinetischen Energie mehr Wassermoleküle aufnehmen als kalte, die Kondensationskeime sind ebenfalls entscheidend. Gerne wird zum leichteren Verständnis der Begriff der sog. relativen Luftfeuchtigkeit verwendet. Luft mit 100% relativer Luftfeuchte hat die Sättigungskonzentration erreicht (Kondensation und Verdunstung sind im Gleichgewicht), sonst dominiert die Kondensation und es fällt Tauwasser aus (z.B. an Fensternscheiben). Hierzu sind aber auch Kondensationskeime (geladene Flächen und Teilchen, Staubteilchen, Aerosole in Luft) notwendig, sonst kann Luft auch um mehrere hundert Prozent übersättigt werden, ehe es zur sog. spontanen Kondensation kommt. Schimmelpilz in Wohnungen kann bei 80% relativer Luftfeuchte auftreten. Hat Luft bei einer Temperatur von 20°C z.B. eine relative Luftfeuchte von 50% (d.h. es könnte mindestens doppelt soviel Wasser aufnehmen) und man kühlt diese Luft z.B. an einer Grenzfläche ab, dann ist ab einer Temperatur von 12,6°C eine relative Luftfeuchte von 100% erreicht und es kommt zur Tauwasserbildung. In Gebäuden ist deshalb warme feuchte Luft, die auf kalte Stellen trifft oft ein Problem. Wichtig ist dies insbesondere für Wärmebrücken im Wohnbereich, Aufbau von Wänden und Decken, Außenwände mit Wärmedämmung, etc. Die Luftfeuchte in Wohnräumen hängt bei fester Raumtemperatur immer von verschiedenen Faktoren ab. Einmal von der Menge an Wasser- und Wasserdampfquellen wie z.B. Zimmerbrunnen und -pflanzen oder Bewohner, zum anderen vom Luftvolumen, von der Beschaffenheit der Wände, Böden und Decken, von der Inneneinrichtung und maßgeblich auch vom Lüftungsverhalten (Siehe Lüftung). Eine für den Menschen gesunde Luftfeuchte wäre bei ca. 40-65% gegeben (ideale Atemluft), ab ca. 80% kann die Luftfeuchte z.B. über Schimmelpilzwachstum schon wieder zum Problem werden. Je nach Bauart und Nutzung von Gebäuden treten fallweise zu hohe wie zu niedrige relative Luftfeuchtigkeiten auf. Als Abhilfe werden dabei Luftbefeuchter bzw. Lüftungsanlagen eingesetzt. Zurück zum ABC Lüftung Lüftung ist in bewohnten Gebäuden zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit und zur Aufrechterhaltung der Raumluftqualität notwendig. Bei der Raumluftqualität geht es vor allem darum, verbrauchte Raumluft mit zuviel Kohlendioxid sowie mit toxischen Gefahrstoffen (von Einrichtungsgegenständen und Gebäudeteilen abgegebenen) aus dem Wohnraum zu befördern. Lüftung kann durch verschiedene Techniken der natürlichen Lüftung (z.B. Stoß- oder Querlüftung über Fenster und Türen) sowie maschinell über Lüftungsanlagen geschehen, siehe Lüftungsanlagen. Zurück zum ABC Lüftungsanlagen Lüftungsanlagen regeln u.a. die Lüftung in Wohnräumen und sorgen für den nötigen Luftwechsel. In der kalten Jahreszeit können Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung dafür sorgen, dass ein Teil der Wärme, die beim natürlichen Lüften verloren geht, wieder als Raumwärme genutzt wird. Weiterhin lassen sich auch Gefahrstoffe von außen wie z.B. Pollen durch Filter bekämpfen. Lüftungsanlagen bedeuten aber auch einen zusätzlichen Investitionsaufwand sowie laufende Kosten für Wartung und Strombedarf. Zurück zum ABC Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe können für Gebrauchsgegenstände, Dämmstoffe, Schmierstoffe, etc. aber auch als/für Kraftstoffe verwendet werden. Diese bestehen chemisch oft aus Zellulose, einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung. Vorteil der nachwachsenden Rohstoffe im Kraftstoffbereich ist, dass diese sich nachhaltig gewinnen lassen und nicht auf endliche Ressourcen beschränkt sind. Besonders geeignet sind nachwachsende Rohstoffe dann, wenn ihr Anbau nicht in Konkurrenz zur Nahrungsschiene von Mensch und Tier steht. Abfallstoffe aus Stroh oder auch Holz in verschiedenster Form sind damit aussichtsreiche Kandidaten. Zurück zum ABC Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Behaglichkeit Begriff aus der Bauphysik, der das mehrheitlich subjektive Empfinden von Bewohnern eines Gebäudes definiert. Die Behaglichkeit hängt von psychologischen Faktoren und physikalischen Umgebungsparametern ab. Die sog. thermische Behaglichkeit lässt sich leichter fassen. Sie ist neben der Raumtemperatur von der Luftfeuchtigkeit und der Strahlungswärme d.h. der Temperatur der raumumfassenden Flächen abhängig. Mit diesen Parametern lassen sich sog. Behaglichkeitsfelder angeben. Zurück zum ABC Biokraftstoffe Kraftstoffe für Verbrennungsmotoren oder Heizkessel aus Biomasse. Es gibt eine Vielzahl dieser Kraftstoffe, neben flüssigen wie z.B. Bio-Ethanol oder Bio-Methanol gibt es gasförmige Varianten wie Biogas (überwiegend Methan und Kohlendioxid) aus bakteriellen Abbau von Pflanzen bzw. nachwachsenden Rohstoffen oder Holzgas (Methan, Kohlenstoffmonoxid und - dioxid, Wasserstoff,...) aus der Holzvergasung (Pyrolyse). Biogas kann in Biogasanlagen zum Betrieb von Generatoren verwendet oder bei entsprechender Reinigung auch ins Erdgasnetz eingespeist werden. Ökologisch und ökonomisch vielversprechend sind insbesondere Biokraftstoffe, die aus Zellulose (Holz, Stroh, Pflanzenabfällen, Ganzpflanzen,..) hergestellt werden, wie Bio-Ethanol, Bio-Methanol oder Holzgas. Diese greifen nicht in die Nahrungsschiene ein, sind weniger veredelt und nicht für den menschlichen Verzehr gedacht. Reine Pflanzenöle, die aus Ölsaaten gewonnen werden, haben deshalb langfristig wohl weniger Potential, obwohl sie eine einfache Variante darstellen. Zurück zum ABC Blockheizkraftwerk (BHKW) Modular aufgebaute Anlagen zur Erzeugung elektrischer Energie und Wärme, die vorzugsweise am Ort der Wärmenutzung installiert sind oder die Wärme in Nahwärmenetze einspeisen. Die Anlagen können sowohl elektrisch als auch thermisch optimiert werden und Gesamtwirkungsgrade von über 90% erreichen. Durch Vernetzung vieler BHKW's, die alle ihren Strom in das öffentliche Netz einspeisen, könnte die Stromversorgung viel effektiver werden, da der Wirkungsgrad bei Großkraftwerken inkl. der Verteilungsverluste weit unter 50% liegt. Die Betreiber der Großkraftwerke würden in diesem Fall an Bedeutung verlieren, die Netzwerksbetreiber gewinnen. Zur Zeit sind in Deutschland Großkraftwerke und Netze noch in einer Hand. Wirtschaftlich sind BHKW's ohne Subventionen schwer darzustellen - wenige Großkraftwerke sind in der Erstellung günstiger, als viele kleine BHKW's. Zurück zum ABC Blower-Door Differenzdruck-Messverfahren mit dem die Luftdichtigkeit von Gebäuden überprüft werden kann. Luftdichtigkeit ist speziell bei einigen Neubautypen von Bedeutung u.a. Holzständerbau und Passivhaus. Einmal soll verhindert werden, das ''feuchte'' Raumluft in die Wärmedämmung eindringen kann und es dort zum Tauwasserausfall kommt, zum anderen soll der Luftwechsel nur über die vorgesehene Lüftungseinrichtung (z.B. Lüftungsanlage) erfolgen. Damit läuft er kontrolliert und ohne ungewollte Zugerscheinungen ab. Zurück zum ABC Brennwerttechnik Heiztechnik, die die Energieausbeute bei Verbrennungsprozessen verbessert, indem sie auch noch die Energie des Wasserdampfes im Abgases (bei Erdgas ca. 11%, Bei Heizöl ca. 6%) verwertet. Technisch dadurch gelöst, dass das Abgas Nachheizflächen oder Wärmetauscher durchströmt und sich dadurch bis zur Wasserdampfkondensation abkühlt. Das Abgas wird anschließend durch einen Abgasventilator abgeführt. Besonders günstig ist die Brennwerttechnik bei Erdgas mit einem theoretischen Wirkungsgrad von max. 111% bezogen auf den Heizwert. Für dieses Heizsystem ergibt sich deshalb in der Praxis eine Verbesserung von ca. 10% gegenüber der Niedertemperaturtechnik. Bei Heizungen mit Heizöl, beträgt die Verbesserung dagegen nur etwa 5%. Zudem ist das Kondensat bei Heizöl oft aggressiv (Schwefel,...), was besondere Anforderungen an die Wärmetauscher stellt. Bei der Energiebilanz ist auch der Stromverbrauch des Abgasventilators zu berücksichtigen. Zurück zum ABC Dampfdiffusion Begriff aus der Bauphysik. Die Dampfdiffusion, d.h. die Durchlässigkeit eines Gebäudes für Wasserdampf hängt vom Wasserdampfdiffusionswiderstand eines Baustoffes ab. Der hierfür charakteristische sd-Wert ist von Art und Dicke des Baustoffes bestimmt. Für sd-Werte von kleiner als 0,5m spricht man von diffusionsoffen, bei Werten von 0,5 bis 1500m spricht man von diffusionshemmend, bei größeren Werten von diffusionsdicht. Zurück zum ABC Energieberatung Dienstleistung die das gesamte energetische Konzept durch Information und Analysen unterstützen soll. Sie ist für Unternehmen genauso relevant wie für Hausbesitzer und wird vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) gefördert. Zurück zum ABC Energieeinspeisegesetz (EEG) Wurde ursprünglich beschlossen um die elektrische Einspeisung von regenerativen Energien (d.h. elektrische Energie aus regenerativen Energieträgern) ins Netz zu fördern, ist jedoch mittlerweile stark Interessengruppen geleitet. Das EEG vergütet die Einspeisung unterschiedlicher alternativer Energien unterschiedlich hoch. Um Wirtschaftlichkeit zu erreichen ist die Förderung höher als bei konventionell erzeugtem Strom, die ausbezahlten Mehrkosten werden auf alle elektrischen Energieversorger aufgeteilt und auf den Strompreis aufgeschlagen. Effektive und wettbewerbsfähige Energien wie Wind- oder Wasserkraft werden z.B. mit ca. 5-10 Cent/kWh vergütet, was fast im Bereich der Erzeugungskosten für konventionellen Strom liegt. Technologien die zur Zeit noch wenig entwickelt sind, wie die Photovoltaik (elektrische Solarenergie) mit 25-50 Cent/kWh. Dies hat im Bereich der Photovoltaik zu großer Anlagenexpansion und Stillstand der Innovation geführt, da teuere Anlagen (hohe Anschaffungskosten pro kWh), durch die hohe Vergütung, auch bei geringer Effektivität wirtschaftlich betrieben werden können. Neuentwicklungen kommen deshalb nur schwer auf den Markt. Würde sich das EEG mehr darauf konzentrieren die starken und wettbewerbsfähigen Energien zu fördern und die restlichen nur angemessen, könnte der Bereich der regenerativen Energien deutlich schneller wachsen. Zurück zum ABC Energiepass Der Energiepass oder -ausweis ist ein Zertifikat, das eingeführt wurde um die Vergleichbarkeit im Energieverbrauch von Gebäuden zu ermöglichen, bzw. um generell ihren Energieverbrauch abzuschätzen. Ziel der Einführung war u.a. die generelle Absenkung des Primärenergieverbrauchs (siehe Primärenergie) im Gebäudebereich. Zurück zum ABC Energieeinsparverordnung (EnEV) Verordnung, die auf Grundlage des Energieeinsparungsgesetzes den Energieverbrauch und die thermische Beschaffenheit von Gebäuden und deren Anlagen regelt. Regelt u.a. auch den Energieausweis (siehe Energiepass) und ist besonders relevant für Gebäudesanierung und Neubau. Zurück zum ABC Flächenheizung Sog. Flächenheizungen (Boden-, Wand-, Deckenheizungen) ermöglichen in Räumen durch warme Umfassungsflächen eine höhere Behaglichkeit (siehe Behaglichkeit). Sie geben einen hohen Anteil ihrer Wärme als Strahlungswärme ab und ermöglichen geringere Vorlauftemperaturen im Heizsystem. Damit sind sie für Heizungssysteme mit Brennwerttechnik, aber auch für Heizungen mit Solarunterstützung oder Wärmepumpentechnik besonders geeignet. Nachteilig ist der Mehraufwand bzgl. der Anlagentechnik und eine gewisse Trägheit dieser Systeme. Zurück zum ABC Gasheizung Die Gasheizung (Erdgasheizung) ist ein platzsparendes, in der Regel wartungsarmes und kostengünstiges Heizsystem, das besonders gut als Brennwerttechnik arbeitet. Leider ergibt sich durch den Anschluss an das öffentliche Gasnetz auch eine Abhängigkeit vom Versorger. Es sind verschiedene Erdgase (L, H-Erdgas) unterschiedlicher Herkunft und Zusammensetzung gebräuchlich. Hauptbestandteil der Gase ist jeweils Methan. Für die Zukunft ist auch denkbar, das Bio-Gase mit ins Netz gespeist werden. Zurück zum ABC Heizenergiebedarf Der z.B. in einer Energieberatung berechnete Energiebedarf für die Beheizung eines Gebäudes ohne Warmwasserbereitung und Anlagenverluste. Zurück zum ABC Heizwert Als Heizwert oder unterer Heizwert ist der Energiebetrag definiert, der bei vollständiger Verbrennung (Atmosphärendruck, 25°C) eines Stoffes (Gas, Heizöl,...) frei wird. Das bei der Verbrennung entstandene Wasser liegt dabei im Abgas dampfförmig vor. Nutzt man zusätzlich noch die im Wasserdampf befindliche Energie durch Kondensation, dann erhält man den sog. oberen Heizwert oder auch Brennwert eines Stoffes (siehe Brennwerttechnik). Zurück zum ABC Holzpellet Grundstoff mit dem sich sog. Pelletheizungen (i.d.R. Niedertemperaturheizungen) betreiben lassen. Von der Anlagentechnik und von der Brennstoffbeschaffung her sind solche Systeme aufwendiger als Stückholzheizungen, aber dafür auch benutzerfreundlicher. Zurück zum ABC Hydraulischer Abgleich Begriff aus der Heizungstechnik, speziell bei Warmwasserzentralheizungen. Durch Regelung, Dimensionierung und Planung wird versucht , die Durchflussmenge von Wassers durch das Verteilsystem (Heizungsrohre) so zu regeln, dass bei einer bestimmten Vorlauftemperatur an jedem Heizkörper oder -kreis die gewünschte Raumtemperatur erreicht wird. Technisch oft sehr aufwendig, besonders wichtig bei größeren und weitreichenden Heizungssytemen. Zurück zum ABC Kernenergie Energie, die bei Kernspaltung oder Kernfussion frei wird. Bedeutung für die technologische Energieerzeugung hat gegenwärtig nur die Kernspaltung. In Kernkraftwerken (auch Atomkraftwerke genannt) wird damit in der BRD seit den 60er Jahren vermehrt ''Strom'' erzeugt. Kernkraft war politisch immer sehr umstritten, bis vor einigen Jahren ein Ausstieg beschlossen wurde – Wiedereinstieg ist noch immer Gegenstand politischer Diskussionen. Gegenwärtig hat die Kernkraft einen Anteil von etwa 30% bei der Stromerzeugung, bzw. 13% beim gesamten Primärenergieverbrauch. Kernkraft hat grundsätzlich - wie andere konventionelle Energien auch - ein Ressourcen Problem, da natürliche Vorkommen an Uran begrenzt sind. Zudem ergibt sich eine umstrittene Umwelt- und Sicherheitsproblematik. Zurück zum ABC Kernfussion Eine Variante mit der sich Kernenergie nutzen lässt. Der Fussionsprozess läuft z.B. natürlich in der Sonne ab, technologisch ist er aber schwer zugänglich und Gegenstand aktueller Forschung und Entwicklung. Entscheidende Ergebnisse sind nach Angaben von Fachleuten nicht vor 2050 zu erwarten, es bestehen noch eine Vielzahl ungelöster Problemstellungen. Zurück zum ABC Klimawandel Schlagwort in der gegenwärtigen Diskussion. Gibt es eine globale Erwärmung? Handelt es sich hierbei um eine vom Menschen verursachte Erwärmung? Ist insbesondere das durch Verbrennung fossiler Energieträger erzeugte Klimagas Kohlendioxid für die Erwärmung verantwortlich? Das sind nur drei Fragen, die sich stellen und diskutiert werden. Der globale Temperaturanstieg seit Auswertung der ersten verfügbaren Messdaten (Quelle: NASA bzw. Hadley Centre) von 1880 war schrittweise relativ gering und bewegte sich immer im zehntel Gradbereich. Von 1920-1940 stieg demnach die Temperatur um 0,3K an, von 1940 bis 1980 war sie dann in etwa konstant oder sank leicht, seit 1980 stieg sie wieder um 0,5K. Die Streuung der Messwerte zwischen den Jahren war hoch (Kurven daher in Darstellung oft geglättet, z.B. über 11 Jahre) und betrug immer wieder einige zehntel Kelvin. Als Ursachen für eine globale Erwärmung werden, sowohl natürliche Faktoren wie Veränderung der Sonnenaktivität, als auch die vermehrte Produktion von Treibhausgasen wie Kohlendioxid, angeführt. Sinnvoll erscheint eine Überlagerung der verschiedenen Effekte, wie sie u.a. von Rahmstorf und Schellnhuber (berät zur Zeit auch die Bundesregierung) vertreten wird. Neben der globalen Erwärmung, die aufgrund ihrer Ausprägung nicht von allen Experten/Lobbyisten etc. geteilt wird, gibt es auch einen lokalen Klimawandel in Deutschland. Dieser lässt sich eindeutig an Vegetationserscheinungen festmachen. Damit jedoch automatisch auf einen globalen Klimawandel zu schließen, wäre unwissenschaftlich und falsch. Denn das Klima unterlag in der Vergangenheit immer wieder lokal-temporären Schwankungen. Es sprechen viele Argumente für einen durch den Menschen verursachten globalen Klimawandel, entscheidend ist jedoch wie genau die gemessenen weltweiten Temperaturdaten sind. Theoretische Modelle lassen sich dann immer wieder schnell anpassen. Klimadiskussion hin oder her, eines ist klar. Vermeidung von Kohlendioxid aus fossilen Ursprung macht auf alle Fälle Sinn, denn die fossilen Ressourcen wie Erdöl oder -gas sind begrenzt und der Energieträger der Zukunft wird nicht aus der Erde gepumpt. Zurück zum ABC Kohlendioxid Sog. Klimagas, das für den Klimawandel verantwortlich gemacht wird. Kohlendioxid entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoff und Kohlenwasserstoffen, wie sie in fossilen Energieträgern (Erdölprodukte, Erdgas, Kohle,...) und Holz vorkommen. Im Gegensatz zu den fossilen Energieträgern nimmt Holz das entstandene Kohlendioxid beim Nachwachsen in einem längeren Zyklus wieder auf. Immer mehr an Bedeutung gewinnt das im Bereich Verkehr erzeugte Kohlendioxid, insbesondere im Flugverkehr. Zwar ist dort die erzeugte Menge pro Passagier und km etwwas geringer als z.B. beim PKW, mit großen Flugstrecken wird sie aber enorm. Durch wenige Langstreckenflüge kann man so leicht die vielfache Menge Kohlendioxid verursachen, die im Jahr für Gebäudebeheizung und PKW anfällt. Fluggesellschaften wissen das und haben reagiert, sie bieten Fluggästen deshalb die Förderung von Projekten mit regenerativer Energieerzeugung etc. an. Dies soll die Flugteilnahme kompensieren, beruhigt aber nur das Gewissen. Effektiv helfen kann aber nur Einschränkung oder Verzicht auf überflüssige Flugreisen. Die Tendenz weist leider eine andere Richtung. Ein Umdenken in dieser Richtung würde mehr bringen als viele technologische Ansätze. Zurück zum ABC Kohlekraftwerke Kraftwerke, die potentionell heimische Energieträger wie Braun- oder Steinkohle verbrennen und dadurch zur Kohlendioxidemission beitragen. In Deutschland haben sie etwa einen Anteil von 25% an der Stromerzeugung. Zurück zum ABC Kohlenwasserstoffe Chemische Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff, die in fossilen Energieträgern vorkommen. Bei der Verbrennung dieser Verbindungen entsteht u.a. Kohlendioxid und Wasser. Zurück zum ABC Konvektion Wärmetransportmechanismus in Flüssigkeiten oder Gasen. Man unterscheidet natürliche oder erzwungene Konvektion. Erzwungene Konvektion wäre z.B. die Bewegung von Luft mit einem Ventilator. Der Konvektor, ein häufig eingesetzter Heizkörper hat an der Innenseite Luftkanäle und nützt damit die natürliche Konvektion. Er saugt an der Unterseite die ankommende Luft an, erwärmt sie und befördert sie dadurch nach oben (Grund: warme Luft ist wegen geringerer Dichte leichter). Dadurch kommt es zur Ausbildung einer sog. Konvektionswalze, die den gesamten Raum mit warmer Luft versorgen und beheizen kann. Zurück zum ABC Luftfeuchtigkeit Luft nimmt Wasser in Form von Wasserdampf auf. Anders als häufig die Vorstellung, geschieht dies nicht durch chemische Bindung, sondern durch einen statistischen Prozess, der von der kinetischen Energie der Gasteilchen bestimmt wird. Zur Erklärung: Luft kann in guter Näherung als ideales Gas (überwiegend Sauerstoff und Stickstoffteichen) betrachtet werden, und die Energie seiner einzelnen Teilchen ist im thermischen Gleichgewicht gemäß der maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung gegeben. Diese Geschwindigkeitsverteilung gilt auch für Wasser bzw. die Wassermoleküle. Es gibt daher immer wieder Wassermoleküle an der Luft-Wasser-Grenzfläche, die genügend kinetische Energie besitzen ihre eigene Bindungsenergie zu überwinden und in die Luft übergehen können. Die Energie für diesen Abtrennprozess hat das System in Form von Verdamfungswärme (Verdampfungsenthalpie) aufzuwenden. Folglich sinkt die Temperatur der Wassergrenzfläche und sug. des Wassers. (Das selbe Prinzip gilt auch bei sog. alten Verdampfungskühlern bei Verbrennungsmotoren.) Gleichzeitig gehen in einem zweiten Prozess immer wieder Wassermoleküle aus der Luft Bindungen mit dem Wasser an der Luft-Wasser-Grenzfläche ein. Bei höherer kinetischer Energie oder Temperatur der Teilchen ist dies unwahrscheinlicher, da hier die Bindungsenergie leicht überwunden wird, jedoch nimmt mit der Anzahl der Wasserteilchen in der Luft auch die Wahrscheinlichkeit einer Bindung zu. Kommt es zur Bindung entsteht Kondensationswärme, die zum Temperaturanstieg im Wasser führt. Von der Lufttemperatur und der Menge der Wassermoleküle in der Luft (Luftfeuchte) hängt es nun ab, welcher Prozess dominiert. Warme Luft kann wegen der höheren kinetischen Energie mehr Wassermoleküle aufnehmen als kalte, die Kondensationskeime sind ebenfalls entscheidend. Gerne wird zum leichteren Verständnis der Begriff der sog. relativen Luftfeuchtigkeit verwendet. Luft mit 100% relativer Luftfeuchte hat die Sättigungskonzentration erreicht (Kondensation und Verdunstung sind im Gleichgewicht), sonst dominiert die Kondensation und es fällt Tauwasser aus (z.B. an Fensternscheiben). Hierzu sind aber auch Kondensationskeime (geladene Flächen und Teilchen, Staubteilchen, Aerosole in Luft) notwendig, sonst kann Luft auch um mehrere hundert Prozent übersättigt werden, ehe es zur sog. spontanen Kondensation kommt. Schimmelpilz in Wohnungen kann bei 80% relativer Luftfeuchte auftreten. Hat Luft bei einer Temperatur von 20°C z.B. eine relative Luftfeuchte von 50% (d.h. es könnte mindestens doppelt soviel Wasser aufnehmen) und man kühlt diese Luft z.B. an einer Grenzfläche ab, dann ist ab einer Temperatur von 12,6°C eine relative Luftfeuchte von 100% erreicht und es kommt zur Tauwasserbildung. In Gebäuden ist deshalb warme feuchte Luft, die auf kalte Stellen trifft oft ein Problem. Wichtig ist dies insbesondere für Wärmebrücken im Wohnbereich, Aufbau von Wänden und Decken, Außenwände mit Wärmedämmung, etc. Die Luftfeuchte in Wohnräumen hängt bei fester Raumtemperatur immer von verschiedenen Faktoren ab. Einmal von der Menge an Wasser- und Wasserdampfquellen wie z.B. Zimmerbrunnen und -pflanzen oder Bewohner, zum anderen vom Luftvolumen, von der Beschaffenheit der Wände, Böden und Decken, von der Inneneinrichtung und maßgeblich auch vom Lüftungsverhalten (Siehe Lüftung). Eine für den Menschen gesunde Luftfeuchte wäre bei ca. 40-65% gegeben (ideale Atemluft), ab ca. 80% kann die Luftfeuchte z.B. über Schimmelpilzwachstum schon wieder zum Problem werden. Je nach Bauart und Nutzung von Gebäuden treten fallweise zu hohe wie zu niedrige relative Luftfeuchtigkeiten auf. Als Abhilfe werden dabei Luftbefeuchter bzw. Lüftungsanlagen eingesetzt. Zurück zum ABC Lüftung Lüftung ist in bewohnten Gebäuden zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit und zur Aufrechterhaltung der Raumluftqualität notwendig. Bei der Raumluftqualität geht es vor allem darum, verbrauchte Raumluft mit zuviel Kohlendioxid sowie mit toxischen Gefahrstoffen (von Einrichtungsgegenständen und Gebäudeteilen abgegebenen) aus dem Wohnraum zu befördern. Lüftung kann durch verschiedene Techniken der natürlichen Lüftung (z.B. Stoß- oder Querlüftung über Fenster und Türen) sowie maschinell über Lüftungsanlagen geschehen, siehe Lüftungsanlagen. Zurück zum ABC Lüftungsanlagen Lüftungsanlagen regeln u.a. die Lüftung in Wohnräumen und sorgen für den nötigen Luftwechsel. In der kalten Jahreszeit können Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung dafür sorgen, dass ein Teil der Wärme, die beim natürlichen Lüften verloren geht, wieder als Raumwärme genutzt wird. Weiterhin lassen sich auch Gefahrstoffe von außen wie z.B. Pollen durch Filter bekämpfen. Lüftungsanlagen bedeuten aber auch einen zusätzlichen Investitionsaufwand sowie laufende Kosten für Wartung und Strombedarf. Zurück zum ABC Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe können für Gebrauchsgegenstände, Dämmstoffe, Schmierstoffe, etc. aber auch als/für Kraftstoffe verwendet werden. Diese bestehen chemisch oft aus Zellulose, einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung. Vorteil der nachwachsenden Rohstoffe im Kraftstoffbereich ist, dass diese sich nachhaltig gewinnen lassen und nicht auf endliche Ressourcen beschränkt sind. Besonders geeignet sind nachwachsende Rohstoffe dann, wenn ihr Anbau nicht in Konkurrenz zur Nahrungsschiene von Mensch und Tier steht. Abfallstoffe aus Stroh oder auch Holz in verschiedenster Form sind damit aussichtsreiche Kandidaten. Zurück zum ABC Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Biokraftstoffe Kraftstoffe für Verbrennungsmotoren oder Heizkessel aus Biomasse. Es gibt eine Vielzahl dieser Kraftstoffe, neben flüssigen wie z.B. Bio-Ethanol oder Bio-Methanol gibt es gasförmige Varianten wie Biogas (überwiegend Methan und Kohlendioxid) aus bakteriellen Abbau von Pflanzen bzw. nachwachsenden Rohstoffen oder Holzgas (Methan, Kohlenstoffmonoxid und - dioxid, Wasserstoff,...) aus der Holzvergasung (Pyrolyse). Biogas kann in Biogasanlagen zum Betrieb von Generatoren verwendet oder bei entsprechender Reinigung auch ins Erdgasnetz eingespeist werden. Ökologisch und ökonomisch vielversprechend sind insbesondere Biokraftstoffe, die aus Zellulose (Holz, Stroh, Pflanzenabfällen, Ganzpflanzen,..) hergestellt werden, wie Bio-Ethanol, Bio-Methanol oder Holzgas. Diese greifen nicht in die Nahrungsschiene ein, sind weniger veredelt und nicht für den menschlichen Verzehr gedacht. Reine Pflanzenöle, die aus Ölsaaten gewonnen werden, haben deshalb langfristig wohl weniger Potential, obwohl sie eine einfache Variante darstellen. Zurück zum ABC Blockheizkraftwerk (BHKW) Modular aufgebaute Anlagen zur Erzeugung elektrischer Energie und Wärme, die vorzugsweise am Ort der Wärmenutzung installiert sind oder die Wärme in Nahwärmenetze einspeisen. Die Anlagen können sowohl elektrisch als auch thermisch optimiert werden und Gesamtwirkungsgrade von über 90% erreichen. Durch Vernetzung vieler BHKW's, die alle ihren Strom in das öffentliche Netz einspeisen, könnte die Stromversorgung viel effektiver werden, da der Wirkungsgrad bei Großkraftwerken inkl. der Verteilungsverluste weit unter 50% liegt. Die Betreiber der Großkraftwerke würden in diesem Fall an Bedeutung verlieren, die Netzwerksbetreiber gewinnen. Zur Zeit sind in Deutschland Großkraftwerke und Netze noch in einer Hand. Wirtschaftlich sind BHKW's ohne Subventionen schwer darzustellen - wenige Großkraftwerke sind in der Erstellung günstiger, als viele kleine BHKW's. Zurück zum ABC Blower-Door Differenzdruck-Messverfahren mit dem die Luftdichtigkeit von Gebäuden überprüft werden kann. Luftdichtigkeit ist speziell bei einigen Neubautypen von Bedeutung u.a. Holzständerbau und Passivhaus. Einmal soll verhindert werden, das ''feuchte'' Raumluft in die Wärmedämmung eindringen kann und es dort zum Tauwasserausfall kommt, zum anderen soll der Luftwechsel nur über die vorgesehene Lüftungseinrichtung (z.B. Lüftungsanlage) erfolgen. Damit läuft er kontrolliert und ohne ungewollte Zugerscheinungen ab. Zurück zum ABC Brennwerttechnik Heiztechnik, die die Energieausbeute bei Verbrennungsprozessen verbessert, indem sie auch noch die Energie des Wasserdampfes im Abgases (bei Erdgas ca. 11%, Bei Heizöl ca. 6%) verwertet. Technisch dadurch gelöst, dass das Abgas Nachheizflächen oder Wärmetauscher durchströmt und sich dadurch bis zur Wasserdampfkondensation abkühlt. Das Abgas wird anschließend durch einen Abgasventilator abgeführt. Besonders günstig ist die Brennwerttechnik bei Erdgas mit einem theoretischen Wirkungsgrad von max. 111% bezogen auf den Heizwert. Für dieses Heizsystem ergibt sich deshalb in der Praxis eine Verbesserung von ca. 10% gegenüber der Niedertemperaturtechnik. Bei Heizungen mit Heizöl, beträgt die Verbesserung dagegen nur etwa 5%. Zudem ist das Kondensat bei Heizöl oft aggressiv (Schwefel,...), was besondere Anforderungen an die Wärmetauscher stellt. Bei der Energiebilanz ist auch der Stromverbrauch des Abgasventilators zu berücksichtigen. Zurück zum ABC Dampfdiffusion Begriff aus der Bauphysik. Die Dampfdiffusion, d.h. die Durchlässigkeit eines Gebäudes für Wasserdampf hängt vom Wasserdampfdiffusionswiderstand eines Baustoffes ab. Der hierfür charakteristische sd-Wert ist von Art und Dicke des Baustoffes bestimmt. Für sd-Werte von kleiner als 0,5m spricht man von diffusionsoffen, bei Werten von 0,5 bis 1500m spricht man von diffusionshemmend, bei größeren Werten von diffusionsdicht. Zurück zum ABC Energieberatung Dienstleistung die das gesamte energetische Konzept durch Information und Analysen unterstützen soll. Sie ist für Unternehmen genauso relevant wie für Hausbesitzer und wird vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) gefördert. Zurück zum ABC Energieeinspeisegesetz (EEG) Wurde ursprünglich beschlossen um die elektrische Einspeisung von regenerativen Energien (d.h. elektrische Energie aus regenerativen Energieträgern) ins Netz zu fördern, ist jedoch mittlerweile stark Interessengruppen geleitet. Das EEG vergütet die Einspeisung unterschiedlicher alternativer Energien unterschiedlich hoch. Um Wirtschaftlichkeit zu erreichen ist die Förderung höher als bei konventionell erzeugtem Strom, die ausbezahlten Mehrkosten werden auf alle elektrischen Energieversorger aufgeteilt und auf den Strompreis aufgeschlagen. Effektive und wettbewerbsfähige Energien wie Wind- oder Wasserkraft werden z.B. mit ca. 5-10 Cent/kWh vergütet, was fast im Bereich der Erzeugungskosten für konventionellen Strom liegt. Technologien die zur Zeit noch wenig entwickelt sind, wie die Photovoltaik (elektrische Solarenergie) mit 25-50 Cent/kWh. Dies hat im Bereich der Photovoltaik zu großer Anlagenexpansion und Stillstand der Innovation geführt, da teuere Anlagen (hohe Anschaffungskosten pro kWh), durch die hohe Vergütung, auch bei geringer Effektivität wirtschaftlich betrieben werden können. Neuentwicklungen kommen deshalb nur schwer auf den Markt. Würde sich das EEG mehr darauf konzentrieren die starken und wettbewerbsfähigen Energien zu fördern und die restlichen nur angemessen, könnte der Bereich der regenerativen Energien deutlich schneller wachsen. Zurück zum ABC Energiepass Der Energiepass oder -ausweis ist ein Zertifikat, das eingeführt wurde um die Vergleichbarkeit im Energieverbrauch von Gebäuden zu ermöglichen, bzw. um generell ihren Energieverbrauch abzuschätzen. Ziel der Einführung war u.a. die generelle Absenkung des Primärenergieverbrauchs (siehe Primärenergie) im Gebäudebereich. Zurück zum ABC Energieeinsparverordnung (EnEV) Verordnung, die auf Grundlage des Energieeinsparungsgesetzes den Energieverbrauch und die thermische Beschaffenheit von Gebäuden und deren Anlagen regelt. Regelt u.a. auch den Energieausweis (siehe Energiepass) und ist besonders relevant für Gebäudesanierung und Neubau. Zurück zum ABC Flächenheizung Sog. Flächenheizungen (Boden-, Wand-, Deckenheizungen) ermöglichen in Räumen durch warme Umfassungsflächen eine höhere Behaglichkeit (siehe Behaglichkeit). Sie geben einen hohen Anteil ihrer Wärme als Strahlungswärme ab und ermöglichen geringere Vorlauftemperaturen im Heizsystem. Damit sind sie für Heizungssysteme mit Brennwerttechnik, aber auch für Heizungen mit Solarunterstützung oder Wärmepumpentechnik besonders geeignet. Nachteilig ist der Mehraufwand bzgl. der Anlagentechnik und eine gewisse Trägheit dieser Systeme. Zurück zum ABC Gasheizung Die Gasheizung (Erdgasheizung) ist ein platzsparendes, in der Regel wartungsarmes und kostengünstiges Heizsystem, das besonders gut als Brennwerttechnik arbeitet. Leider ergibt sich durch den Anschluss an das öffentliche Gasnetz auch eine Abhängigkeit vom Versorger. Es sind verschiedene Erdgase (L, H-Erdgas) unterschiedlicher Herkunft und Zusammensetzung gebräuchlich. Hauptbestandteil der Gase ist jeweils Methan. Für die Zukunft ist auch denkbar, das Bio-Gase mit ins Netz gespeist werden. Zurück zum ABC Heizenergiebedarf Der z.B. in einer Energieberatung berechnete Energiebedarf für die Beheizung eines Gebäudes ohne Warmwasserbereitung und Anlagenverluste. Zurück zum ABC Heizwert Als Heizwert oder unterer Heizwert ist der Energiebetrag definiert, der bei vollständiger Verbrennung (Atmosphärendruck, 25°C) eines Stoffes (Gas, Heizöl,...) frei wird. Das bei der Verbrennung entstandene Wasser liegt dabei im Abgas dampfförmig vor. Nutzt man zusätzlich noch die im Wasserdampf befindliche Energie durch Kondensation, dann erhält man den sog. oberen Heizwert oder auch Brennwert eines Stoffes (siehe Brennwerttechnik). Zurück zum ABC Holzpellet Grundstoff mit dem sich sog. Pelletheizungen (i.d.R. Niedertemperaturheizungen) betreiben lassen. Von der Anlagentechnik und von der Brennstoffbeschaffung her sind solche Systeme aufwendiger als Stückholzheizungen, aber dafür auch benutzerfreundlicher. Zurück zum ABC Hydraulischer Abgleich Begriff aus der Heizungstechnik, speziell bei Warmwasserzentralheizungen. Durch Regelung, Dimensionierung und Planung wird versucht , die Durchflussmenge von Wassers durch das Verteilsystem (Heizungsrohre) so zu regeln, dass bei einer bestimmten Vorlauftemperatur an jedem Heizkörper oder -kreis die gewünschte Raumtemperatur erreicht wird. Technisch oft sehr aufwendig, besonders wichtig bei größeren und weitreichenden Heizungssytemen. Zurück zum ABC Kernenergie Energie, die bei Kernspaltung oder Kernfussion frei wird. Bedeutung für die technologische Energieerzeugung hat gegenwärtig nur die Kernspaltung. In Kernkraftwerken (auch Atomkraftwerke genannt) wird damit in der BRD seit den 60er Jahren vermehrt ''Strom'' erzeugt. Kernkraft war politisch immer sehr umstritten, bis vor einigen Jahren ein Ausstieg beschlossen wurde – Wiedereinstieg ist noch immer Gegenstand politischer Diskussionen. Gegenwärtig hat die Kernkraft einen Anteil von etwa 30% bei der Stromerzeugung, bzw. 13% beim gesamten Primärenergieverbrauch. Kernkraft hat grundsätzlich - wie andere konventionelle Energien auch - ein Ressourcen Problem, da natürliche Vorkommen an Uran begrenzt sind. Zudem ergibt sich eine umstrittene Umwelt- und Sicherheitsproblematik. Zurück zum ABC Kernfussion Eine Variante mit der sich Kernenergie nutzen lässt. Der Fussionsprozess läuft z.B. natürlich in der Sonne ab, technologisch ist er aber schwer zugänglich und Gegenstand aktueller Forschung und Entwicklung. Entscheidende Ergebnisse sind nach Angaben von Fachleuten nicht vor 2050 zu erwarten, es bestehen noch eine Vielzahl ungelöster Problemstellungen. Zurück zum ABC Klimawandel Schlagwort in der gegenwärtigen Diskussion. Gibt es eine globale Erwärmung? Handelt es sich hierbei um eine vom Menschen verursachte Erwärmung? Ist insbesondere das durch Verbrennung fossiler Energieträger erzeugte Klimagas Kohlendioxid für die Erwärmung verantwortlich? Das sind nur drei Fragen, die sich stellen und diskutiert werden. Der globale Temperaturanstieg seit Auswertung der ersten verfügbaren Messdaten (Quelle: NASA bzw. Hadley Centre) von 1880 war schrittweise relativ gering und bewegte sich immer im zehntel Gradbereich. Von 1920-1940 stieg demnach die Temperatur um 0,3K an, von 1940 bis 1980 war sie dann in etwa konstant oder sank leicht, seit 1980 stieg sie wieder um 0,5K. Die Streuung der Messwerte zwischen den Jahren war hoch (Kurven daher in Darstellung oft geglättet, z.B. über 11 Jahre) und betrug immer wieder einige zehntel Kelvin. Als Ursachen für eine globale Erwärmung werden, sowohl natürliche Faktoren wie Veränderung der Sonnenaktivität, als auch die vermehrte Produktion von Treibhausgasen wie Kohlendioxid, angeführt. Sinnvoll erscheint eine Überlagerung der verschiedenen Effekte, wie sie u.a. von Rahmstorf und Schellnhuber (berät zur Zeit auch die Bundesregierung) vertreten wird. Neben der globalen Erwärmung, die aufgrund ihrer Ausprägung nicht von allen Experten/Lobbyisten etc. geteilt wird, gibt es auch einen lokalen Klimawandel in Deutschland. Dieser lässt sich eindeutig an Vegetationserscheinungen festmachen. Damit jedoch automatisch auf einen globalen Klimawandel zu schließen, wäre unwissenschaftlich und falsch. Denn das Klima unterlag in der Vergangenheit immer wieder lokal-temporären Schwankungen. Es sprechen viele Argumente für einen durch den Menschen verursachten globalen Klimawandel, entscheidend ist jedoch wie genau die gemessenen weltweiten Temperaturdaten sind. Theoretische Modelle lassen sich dann immer wieder schnell anpassen. Klimadiskussion hin oder her, eines ist klar. Vermeidung von Kohlendioxid aus fossilen Ursprung macht auf alle Fälle Sinn, denn die fossilen Ressourcen wie Erdöl oder -gas sind begrenzt und der Energieträger der Zukunft wird nicht aus der Erde gepumpt. Zurück zum ABC Kohlendioxid Sog. Klimagas, das für den Klimawandel verantwortlich gemacht wird. Kohlendioxid entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoff und Kohlenwasserstoffen, wie sie in fossilen Energieträgern (Erdölprodukte, Erdgas, Kohle,...) und Holz vorkommen. Im Gegensatz zu den fossilen Energieträgern nimmt Holz das entstandene Kohlendioxid beim Nachwachsen in einem längeren Zyklus wieder auf. Immer mehr an Bedeutung gewinnt das im Bereich Verkehr erzeugte Kohlendioxid, insbesondere im Flugverkehr. Zwar ist dort die erzeugte Menge pro Passagier und km etwwas geringer als z.B. beim PKW, mit großen Flugstrecken wird sie aber enorm. Durch wenige Langstreckenflüge kann man so leicht die vielfache Menge Kohlendioxid verursachen, die im Jahr für Gebäudebeheizung und PKW anfällt. Fluggesellschaften wissen das und haben reagiert, sie bieten Fluggästen deshalb die Förderung von Projekten mit regenerativer Energieerzeugung etc. an. Dies soll die Flugteilnahme kompensieren, beruhigt aber nur das Gewissen. Effektiv helfen kann aber nur Einschränkung oder Verzicht auf überflüssige Flugreisen. Die Tendenz weist leider eine andere Richtung. Ein Umdenken in dieser Richtung würde mehr bringen als viele technologische Ansätze. Zurück zum ABC Kohlekraftwerke Kraftwerke, die potentionell heimische Energieträger wie Braun- oder Steinkohle verbrennen und dadurch zur Kohlendioxidemission beitragen. In Deutschland haben sie etwa einen Anteil von 25% an der Stromerzeugung. Zurück zum ABC Kohlenwasserstoffe Chemische Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff, die in fossilen Energieträgern vorkommen. Bei der Verbrennung dieser Verbindungen entsteht u.a. Kohlendioxid und Wasser. Zurück zum ABC Konvektion Wärmetransportmechanismus in Flüssigkeiten oder Gasen. Man unterscheidet natürliche oder erzwungene Konvektion. Erzwungene Konvektion wäre z.B. die Bewegung von Luft mit einem Ventilator. Der Konvektor, ein häufig eingesetzter Heizkörper hat an der Innenseite Luftkanäle und nützt damit die natürliche Konvektion. Er saugt an der Unterseite die ankommende Luft an, erwärmt sie und befördert sie dadurch nach oben (Grund: warme Luft ist wegen geringerer Dichte leichter). Dadurch kommt es zur Ausbildung einer sog. Konvektionswalze, die den gesamten Raum mit warmer Luft versorgen und beheizen kann. Zurück zum ABC Luftfeuchtigkeit Luft nimmt Wasser in Form von Wasserdampf auf. Anders als häufig die Vorstellung, geschieht dies nicht durch chemische Bindung, sondern durch einen statistischen Prozess, der von der kinetischen Energie der Gasteilchen bestimmt wird. Zur Erklärung: Luft kann in guter Näherung als ideales Gas (überwiegend Sauerstoff und Stickstoffteichen) betrachtet werden, und die Energie seiner einzelnen Teilchen ist im thermischen Gleichgewicht gemäß der maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung gegeben. Diese Geschwindigkeitsverteilung gilt auch für Wasser bzw. die Wassermoleküle. Es gibt daher immer wieder Wassermoleküle an der Luft-Wasser-Grenzfläche, die genügend kinetische Energie besitzen ihre eigene Bindungsenergie zu überwinden und in die Luft übergehen können. Die Energie für diesen Abtrennprozess hat das System in Form von Verdamfungswärme (Verdampfungsenthalpie) aufzuwenden. Folglich sinkt die Temperatur der Wassergrenzfläche und sug. des Wassers. (Das selbe Prinzip gilt auch bei sog. alten Verdampfungskühlern bei Verbrennungsmotoren.) Gleichzeitig gehen in einem zweiten Prozess immer wieder Wassermoleküle aus der Luft Bindungen mit dem Wasser an der Luft-Wasser-Grenzfläche ein. Bei höherer kinetischer Energie oder Temperatur der Teilchen ist dies unwahrscheinlicher, da hier die Bindungsenergie leicht überwunden wird, jedoch nimmt mit der Anzahl der Wasserteilchen in der Luft auch die Wahrscheinlichkeit einer Bindung zu. Kommt es zur Bindung entsteht Kondensationswärme, die zum Temperaturanstieg im Wasser führt. Von der Lufttemperatur und der Menge der Wassermoleküle in der Luft (Luftfeuchte) hängt es nun ab, welcher Prozess dominiert. Warme Luft kann wegen der höheren kinetischen Energie mehr Wassermoleküle aufnehmen als kalte, die Kondensationskeime sind ebenfalls entscheidend. Gerne wird zum leichteren Verständnis der Begriff der sog. relativen Luftfeuchtigkeit verwendet. Luft mit 100% relativer Luftfeuchte hat die Sättigungskonzentration erreicht (Kondensation und Verdunstung sind im Gleichgewicht), sonst dominiert die Kondensation und es fällt Tauwasser aus (z.B. an Fensternscheiben). Hierzu sind aber auch Kondensationskeime (geladene Flächen und Teilchen, Staubteilchen, Aerosole in Luft) notwendig, sonst kann Luft auch um mehrere hundert Prozent übersättigt werden, ehe es zur sog. spontanen Kondensation kommt. Schimmelpilz in Wohnungen kann bei 80% relativer Luftfeuchte auftreten. Hat Luft bei einer Temperatur von 20°C z.B. eine relative Luftfeuchte von 50% (d.h. es könnte mindestens doppelt soviel Wasser aufnehmen) und man kühlt diese Luft z.B. an einer Grenzfläche ab, dann ist ab einer Temperatur von 12,6°C eine relative Luftfeuchte von 100% erreicht und es kommt zur Tauwasserbildung. In Gebäuden ist deshalb warme feuchte Luft, die auf kalte Stellen trifft oft ein Problem. Wichtig ist dies insbesondere für Wärmebrücken im Wohnbereich, Aufbau von Wänden und Decken, Außenwände mit Wärmedämmung, etc. Die Luftfeuchte in Wohnräumen hängt bei fester Raumtemperatur immer von verschiedenen Faktoren ab. Einmal von der Menge an Wasser- und Wasserdampfquellen wie z.B. Zimmerbrunnen und -pflanzen oder Bewohner, zum anderen vom Luftvolumen, von der Beschaffenheit der Wände, Böden und Decken, von der Inneneinrichtung und maßgeblich auch vom Lüftungsverhalten (Siehe Lüftung). Eine für den Menschen gesunde Luftfeuchte wäre bei ca. 40-65% gegeben (ideale Atemluft), ab ca. 80% kann die Luftfeuchte z.B. über Schimmelpilzwachstum schon wieder zum Problem werden. Je nach Bauart und Nutzung von Gebäuden treten fallweise zu hohe wie zu niedrige relative Luftfeuchtigkeiten auf. Als Abhilfe werden dabei Luftbefeuchter bzw. Lüftungsanlagen eingesetzt. Zurück zum ABC Lüftung Lüftung ist in bewohnten Gebäuden zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit und zur Aufrechterhaltung der Raumluftqualität notwendig. Bei der Raumluftqualität geht es vor allem darum, verbrauchte Raumluft mit zuviel Kohlendioxid sowie mit toxischen Gefahrstoffen (von Einrichtungsgegenständen und Gebäudeteilen abgegebenen) aus dem Wohnraum zu befördern. Lüftung kann durch verschiedene Techniken der natürlichen Lüftung (z.B. Stoß- oder Querlüftung über Fenster und Türen) sowie maschinell über Lüftungsanlagen geschehen, siehe Lüftungsanlagen. Zurück zum ABC Lüftungsanlagen Lüftungsanlagen regeln u.a. die Lüftung in Wohnräumen und sorgen für den nötigen Luftwechsel. In der kalten Jahreszeit können Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung dafür sorgen, dass ein Teil der Wärme, die beim natürlichen Lüften verloren geht, wieder als Raumwärme genutzt wird. Weiterhin lassen sich auch Gefahrstoffe von außen wie z.B. Pollen durch Filter bekämpfen. Lüftungsanlagen bedeuten aber auch einen zusätzlichen Investitionsaufwand sowie laufende Kosten für Wartung und Strombedarf. Zurück zum ABC Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe können für Gebrauchsgegenstände, Dämmstoffe, Schmierstoffe, etc. aber auch als/für Kraftstoffe verwendet werden. Diese bestehen chemisch oft aus Zellulose, einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung. Vorteil der nachwachsenden Rohstoffe im Kraftstoffbereich ist, dass diese sich nachhaltig gewinnen lassen und nicht auf endliche Ressourcen beschränkt sind. Besonders geeignet sind nachwachsende Rohstoffe dann, wenn ihr Anbau nicht in Konkurrenz zur Nahrungsschiene von Mensch und Tier steht. Abfallstoffe aus Stroh oder auch Holz in verschiedenster Form sind damit aussichtsreiche Kandidaten. Zurück zum ABC Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Blockheizkraftwerk (BHKW) Modular aufgebaute Anlagen zur Erzeugung elektrischer Energie und Wärme, die vorzugsweise am Ort der Wärmenutzung installiert sind oder die Wärme in Nahwärmenetze einspeisen. Die Anlagen können sowohl elektrisch als auch thermisch optimiert werden und Gesamtwirkungsgrade von über 90% erreichen. Durch Vernetzung vieler BHKW's, die alle ihren Strom in das öffentliche Netz einspeisen, könnte die Stromversorgung viel effektiver werden, da der Wirkungsgrad bei Großkraftwerken inkl. der Verteilungsverluste weit unter 50% liegt. Die Betreiber der Großkraftwerke würden in diesem Fall an Bedeutung verlieren, die Netzwerksbetreiber gewinnen. Zur Zeit sind in Deutschland Großkraftwerke und Netze noch in einer Hand. Wirtschaftlich sind BHKW's ohne Subventionen schwer darzustellen - wenige Großkraftwerke sind in der Erstellung günstiger, als viele kleine BHKW's. Zurück zum ABC Blower-Door Differenzdruck-Messverfahren mit dem die Luftdichtigkeit von Gebäuden überprüft werden kann. Luftdichtigkeit ist speziell bei einigen Neubautypen von Bedeutung u.a. Holzständerbau und Passivhaus. Einmal soll verhindert werden, das ''feuchte'' Raumluft in die Wärmedämmung eindringen kann und es dort zum Tauwasserausfall kommt, zum anderen soll der Luftwechsel nur über die vorgesehene Lüftungseinrichtung (z.B. Lüftungsanlage) erfolgen. Damit läuft er kontrolliert und ohne ungewollte Zugerscheinungen ab. Zurück zum ABC Brennwerttechnik Heiztechnik, die die Energieausbeute bei Verbrennungsprozessen verbessert, indem sie auch noch die Energie des Wasserdampfes im Abgases (bei Erdgas ca. 11%, Bei Heizöl ca. 6%) verwertet. Technisch dadurch gelöst, dass das Abgas Nachheizflächen oder Wärmetauscher durchströmt und sich dadurch bis zur Wasserdampfkondensation abkühlt. Das Abgas wird anschließend durch einen Abgasventilator abgeführt. Besonders günstig ist die Brennwerttechnik bei Erdgas mit einem theoretischen Wirkungsgrad von max. 111% bezogen auf den Heizwert. Für dieses Heizsystem ergibt sich deshalb in der Praxis eine Verbesserung von ca. 10% gegenüber der Niedertemperaturtechnik. Bei Heizungen mit Heizöl, beträgt die Verbesserung dagegen nur etwa 5%. Zudem ist das Kondensat bei Heizöl oft aggressiv (Schwefel,...), was besondere Anforderungen an die Wärmetauscher stellt. Bei der Energiebilanz ist auch der Stromverbrauch des Abgasventilators zu berücksichtigen. Zurück zum ABC Dampfdiffusion Begriff aus der Bauphysik. Die Dampfdiffusion, d.h. die Durchlässigkeit eines Gebäudes für Wasserdampf hängt vom Wasserdampfdiffusionswiderstand eines Baustoffes ab. Der hierfür charakteristische sd-Wert ist von Art und Dicke des Baustoffes bestimmt. Für sd-Werte von kleiner als 0,5m spricht man von diffusionsoffen, bei Werten von 0,5 bis 1500m spricht man von diffusionshemmend, bei größeren Werten von diffusionsdicht. Zurück zum ABC Energieberatung Dienstleistung die das gesamte energetische Konzept durch Information und Analysen unterstützen soll. Sie ist für Unternehmen genauso relevant wie für Hausbesitzer und wird vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) gefördert. Zurück zum ABC Energieeinspeisegesetz (EEG) Wurde ursprünglich beschlossen um die elektrische Einspeisung von regenerativen Energien (d.h. elektrische Energie aus regenerativen Energieträgern) ins Netz zu fördern, ist jedoch mittlerweile stark Interessengruppen geleitet. Das EEG vergütet die Einspeisung unterschiedlicher alternativer Energien unterschiedlich hoch. Um Wirtschaftlichkeit zu erreichen ist die Förderung höher als bei konventionell erzeugtem Strom, die ausbezahlten Mehrkosten werden auf alle elektrischen Energieversorger aufgeteilt und auf den Strompreis aufgeschlagen. Effektive und wettbewerbsfähige Energien wie Wind- oder Wasserkraft werden z.B. mit ca. 5-10 Cent/kWh vergütet, was fast im Bereich der Erzeugungskosten für konventionellen Strom liegt. Technologien die zur Zeit noch wenig entwickelt sind, wie die Photovoltaik (elektrische Solarenergie) mit 25-50 Cent/kWh. Dies hat im Bereich der Photovoltaik zu großer Anlagenexpansion und Stillstand der Innovation geführt, da teuere Anlagen (hohe Anschaffungskosten pro kWh), durch die hohe Vergütung, auch bei geringer Effektivität wirtschaftlich betrieben werden können. Neuentwicklungen kommen deshalb nur schwer auf den Markt. Würde sich das EEG mehr darauf konzentrieren die starken und wettbewerbsfähigen Energien zu fördern und die restlichen nur angemessen, könnte der Bereich der regenerativen Energien deutlich schneller wachsen. Zurück zum ABC Energiepass Der Energiepass oder -ausweis ist ein Zertifikat, das eingeführt wurde um die Vergleichbarkeit im Energieverbrauch von Gebäuden zu ermöglichen, bzw. um generell ihren Energieverbrauch abzuschätzen. Ziel der Einführung war u.a. die generelle Absenkung des Primärenergieverbrauchs (siehe Primärenergie) im Gebäudebereich. Zurück zum ABC Energieeinsparverordnung (EnEV) Verordnung, die auf Grundlage des Energieeinsparungsgesetzes den Energieverbrauch und die thermische Beschaffenheit von Gebäuden und deren Anlagen regelt. Regelt u.a. auch den Energieausweis (siehe Energiepass) und ist besonders relevant für Gebäudesanierung und Neubau. Zurück zum ABC Flächenheizung Sog. Flächenheizungen (Boden-, Wand-, Deckenheizungen) ermöglichen in Räumen durch warme Umfassungsflächen eine höhere Behaglichkeit (siehe Behaglichkeit). Sie geben einen hohen Anteil ihrer Wärme als Strahlungswärme ab und ermöglichen geringere Vorlauftemperaturen im Heizsystem. Damit sind sie für Heizungssysteme mit Brennwerttechnik, aber auch für Heizungen mit Solarunterstützung oder Wärmepumpentechnik besonders geeignet. Nachteilig ist der Mehraufwand bzgl. der Anlagentechnik und eine gewisse Trägheit dieser Systeme. Zurück zum ABC Gasheizung Die Gasheizung (Erdgasheizung) ist ein platzsparendes, in der Regel wartungsarmes und kostengünstiges Heizsystem, das besonders gut als Brennwerttechnik arbeitet. Leider ergibt sich durch den Anschluss an das öffentliche Gasnetz auch eine Abhängigkeit vom Versorger. Es sind verschiedene Erdgase (L, H-Erdgas) unterschiedlicher Herkunft und Zusammensetzung gebräuchlich. Hauptbestandteil der Gase ist jeweils Methan. Für die Zukunft ist auch denkbar, das Bio-Gase mit ins Netz gespeist werden. Zurück zum ABC Heizenergiebedarf Der z.B. in einer Energieberatung berechnete Energiebedarf für die Beheizung eines Gebäudes ohne Warmwasserbereitung und Anlagenverluste. Zurück zum ABC Heizwert Als Heizwert oder unterer Heizwert ist der Energiebetrag definiert, der bei vollständiger Verbrennung (Atmosphärendruck, 25°C) eines Stoffes (Gas, Heizöl,...) frei wird. Das bei der Verbrennung entstandene Wasser liegt dabei im Abgas dampfförmig vor. Nutzt man zusätzlich noch die im Wasserdampf befindliche Energie durch Kondensation, dann erhält man den sog. oberen Heizwert oder auch Brennwert eines Stoffes (siehe Brennwerttechnik). Zurück zum ABC Holzpellet Grundstoff mit dem sich sog. Pelletheizungen (i.d.R. Niedertemperaturheizungen) betreiben lassen. Von der Anlagentechnik und von der Brennstoffbeschaffung her sind solche Systeme aufwendiger als Stückholzheizungen, aber dafür auch benutzerfreundlicher. Zurück zum ABC Hydraulischer Abgleich Begriff aus der Heizungstechnik, speziell bei Warmwasserzentralheizungen. Durch Regelung, Dimensionierung und Planung wird versucht , die Durchflussmenge von Wassers durch das Verteilsystem (Heizungsrohre) so zu regeln, dass bei einer bestimmten Vorlauftemperatur an jedem Heizkörper oder -kreis die gewünschte Raumtemperatur erreicht wird. Technisch oft sehr aufwendig, besonders wichtig bei größeren und weitreichenden Heizungssytemen. Zurück zum ABC Kernenergie Energie, die bei Kernspaltung oder Kernfussion frei wird. Bedeutung für die technologische Energieerzeugung hat gegenwärtig nur die Kernspaltung. In Kernkraftwerken (auch Atomkraftwerke genannt) wird damit in der BRD seit den 60er Jahren vermehrt ''Strom'' erzeugt. Kernkraft war politisch immer sehr umstritten, bis vor einigen Jahren ein Ausstieg beschlossen wurde – Wiedereinstieg ist noch immer Gegenstand politischer Diskussionen. Gegenwärtig hat die Kernkraft einen Anteil von etwa 30% bei der Stromerzeugung, bzw. 13% beim gesamten Primärenergieverbrauch. Kernkraft hat grundsätzlich - wie andere konventionelle Energien auch - ein Ressourcen Problem, da natürliche Vorkommen an Uran begrenzt sind. Zudem ergibt sich eine umstrittene Umwelt- und Sicherheitsproblematik. Zurück zum ABC Kernfussion Eine Variante mit der sich Kernenergie nutzen lässt. Der Fussionsprozess läuft z.B. natürlich in der Sonne ab, technologisch ist er aber schwer zugänglich und Gegenstand aktueller Forschung und Entwicklung. Entscheidende Ergebnisse sind nach Angaben von Fachleuten nicht vor 2050 zu erwarten, es bestehen noch eine Vielzahl ungelöster Problemstellungen. Zurück zum ABC Klimawandel Schlagwort in der gegenwärtigen Diskussion. Gibt es eine globale Erwärmung? Handelt es sich hierbei um eine vom Menschen verursachte Erwärmung? Ist insbesondere das durch Verbrennung fossiler Energieträger erzeugte Klimagas Kohlendioxid für die Erwärmung verantwortlich? Das sind nur drei Fragen, die sich stellen und diskutiert werden. Der globale Temperaturanstieg seit Auswertung der ersten verfügbaren Messdaten (Quelle: NASA bzw. Hadley Centre) von 1880 war schrittweise relativ gering und bewegte sich immer im zehntel Gradbereich. Von 1920-1940 stieg demnach die Temperatur um 0,3K an, von 1940 bis 1980 war sie dann in etwa konstant oder sank leicht, seit 1980 stieg sie wieder um 0,5K. Die Streuung der Messwerte zwischen den Jahren war hoch (Kurven daher in Darstellung oft geglättet, z.B. über 11 Jahre) und betrug immer wieder einige zehntel Kelvin. Als Ursachen für eine globale Erwärmung werden, sowohl natürliche Faktoren wie Veränderung der Sonnenaktivität, als auch die vermehrte Produktion von Treibhausgasen wie Kohlendioxid, angeführt. Sinnvoll erscheint eine Überlagerung der verschiedenen Effekte, wie sie u.a. von Rahmstorf und Schellnhuber (berät zur Zeit auch die Bundesregierung) vertreten wird. Neben der globalen Erwärmung, die aufgrund ihrer Ausprägung nicht von allen Experten/Lobbyisten etc. geteilt wird, gibt es auch einen lokalen Klimawandel in Deutschland. Dieser lässt sich eindeutig an Vegetationserscheinungen festmachen. Damit jedoch automatisch auf einen globalen Klimawandel zu schließen, wäre unwissenschaftlich und falsch. Denn das Klima unterlag in der Vergangenheit immer wieder lokal-temporären Schwankungen. Es sprechen viele Argumente für einen durch den Menschen verursachten globalen Klimawandel, entscheidend ist jedoch wie genau die gemessenen weltweiten Temperaturdaten sind. Theoretische Modelle lassen sich dann immer wieder schnell anpassen. Klimadiskussion hin oder her, eines ist klar. Vermeidung von Kohlendioxid aus fossilen Ursprung macht auf alle Fälle Sinn, denn die fossilen Ressourcen wie Erdöl oder -gas sind begrenzt und der Energieträger der Zukunft wird nicht aus der Erde gepumpt. Zurück zum ABC Kohlendioxid Sog. Klimagas, das für den Klimawandel verantwortlich gemacht wird. Kohlendioxid entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoff und Kohlenwasserstoffen, wie sie in fossilen Energieträgern (Erdölprodukte, Erdgas, Kohle,...) und Holz vorkommen. Im Gegensatz zu den fossilen Energieträgern nimmt Holz das entstandene Kohlendioxid beim Nachwachsen in einem längeren Zyklus wieder auf. Immer mehr an Bedeutung gewinnt das im Bereich Verkehr erzeugte Kohlendioxid, insbesondere im Flugverkehr. Zwar ist dort die erzeugte Menge pro Passagier und km etwwas geringer als z.B. beim PKW, mit großen Flugstrecken wird sie aber enorm. Durch wenige Langstreckenflüge kann man so leicht die vielfache Menge Kohlendioxid verursachen, die im Jahr für Gebäudebeheizung und PKW anfällt. Fluggesellschaften wissen das und haben reagiert, sie bieten Fluggästen deshalb die Förderung von Projekten mit regenerativer Energieerzeugung etc. an. Dies soll die Flugteilnahme kompensieren, beruhigt aber nur das Gewissen. Effektiv helfen kann aber nur Einschränkung oder Verzicht auf überflüssige Flugreisen. Die Tendenz weist leider eine andere Richtung. Ein Umdenken in dieser Richtung würde mehr bringen als viele technologische Ansätze. Zurück zum ABC Kohlekraftwerke Kraftwerke, die potentionell heimische Energieträger wie Braun- oder Steinkohle verbrennen und dadurch zur Kohlendioxidemission beitragen. In Deutschland haben sie etwa einen Anteil von 25% an der Stromerzeugung. Zurück zum ABC Kohlenwasserstoffe Chemische Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff, die in fossilen Energieträgern vorkommen. Bei der Verbrennung dieser Verbindungen entsteht u.a. Kohlendioxid und Wasser. Zurück zum ABC Konvektion Wärmetransportmechanismus in Flüssigkeiten oder Gasen. Man unterscheidet natürliche oder erzwungene Konvektion. Erzwungene Konvektion wäre z.B. die Bewegung von Luft mit einem Ventilator. Der Konvektor, ein häufig eingesetzter Heizkörper hat an der Innenseite Luftkanäle und nützt damit die natürliche Konvektion. Er saugt an der Unterseite die ankommende Luft an, erwärmt sie und befördert sie dadurch nach oben (Grund: warme Luft ist wegen geringerer Dichte leichter). Dadurch kommt es zur Ausbildung einer sog. Konvektionswalze, die den gesamten Raum mit warmer Luft versorgen und beheizen kann. Zurück zum ABC Luftfeuchtigkeit Luft nimmt Wasser in Form von Wasserdampf auf. Anders als häufig die Vorstellung, geschieht dies nicht durch chemische Bindung, sondern durch einen statistischen Prozess, der von der kinetischen Energie der Gasteilchen bestimmt wird. Zur Erklärung: Luft kann in guter Näherung als ideales Gas (überwiegend Sauerstoff und Stickstoffteichen) betrachtet werden, und die Energie seiner einzelnen Teilchen ist im thermischen Gleichgewicht gemäß der maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung gegeben. Diese Geschwindigkeitsverteilung gilt auch für Wasser bzw. die Wassermoleküle. Es gibt daher immer wieder Wassermoleküle an der Luft-Wasser-Grenzfläche, die genügend kinetische Energie besitzen ihre eigene Bindungsenergie zu überwinden und in die Luft übergehen können. Die Energie für diesen Abtrennprozess hat das System in Form von Verdamfungswärme (Verdampfungsenthalpie) aufzuwenden. Folglich sinkt die Temperatur der Wassergrenzfläche und sug. des Wassers. (Das selbe Prinzip gilt auch bei sog. alten Verdampfungskühlern bei Verbrennungsmotoren.) Gleichzeitig gehen in einem zweiten Prozess immer wieder Wassermoleküle aus der Luft Bindungen mit dem Wasser an der Luft-Wasser-Grenzfläche ein. Bei höherer kinetischer Energie oder Temperatur der Teilchen ist dies unwahrscheinlicher, da hier die Bindungsenergie leicht überwunden wird, jedoch nimmt mit der Anzahl der Wasserteilchen in der Luft auch die Wahrscheinlichkeit einer Bindung zu. Kommt es zur Bindung entsteht Kondensationswärme, die zum Temperaturanstieg im Wasser führt. Von der Lufttemperatur und der Menge der Wassermoleküle in der Luft (Luftfeuchte) hängt es nun ab, welcher Prozess dominiert. Warme Luft kann wegen der höheren kinetischen Energie mehr Wassermoleküle aufnehmen als kalte, die Kondensationskeime sind ebenfalls entscheidend. Gerne wird zum leichteren Verständnis der Begriff der sog. relativen Luftfeuchtigkeit verwendet. Luft mit 100% relativer Luftfeuchte hat die Sättigungskonzentration erreicht (Kondensation und Verdunstung sind im Gleichgewicht), sonst dominiert die Kondensation und es fällt Tauwasser aus (z.B. an Fensternscheiben). Hierzu sind aber auch Kondensationskeime (geladene Flächen und Teilchen, Staubteilchen, Aerosole in Luft) notwendig, sonst kann Luft auch um mehrere hundert Prozent übersättigt werden, ehe es zur sog. spontanen Kondensation kommt. Schimmelpilz in Wohnungen kann bei 80% relativer Luftfeuchte auftreten. Hat Luft bei einer Temperatur von 20°C z.B. eine relative Luftfeuchte von 50% (d.h. es könnte mindestens doppelt soviel Wasser aufnehmen) und man kühlt diese Luft z.B. an einer Grenzfläche ab, dann ist ab einer Temperatur von 12,6°C eine relative Luftfeuchte von 100% erreicht und es kommt zur Tauwasserbildung. In Gebäuden ist deshalb warme feuchte Luft, die auf kalte Stellen trifft oft ein Problem. Wichtig ist dies insbesondere für Wärmebrücken im Wohnbereich, Aufbau von Wänden und Decken, Außenwände mit Wärmedämmung, etc. Die Luftfeuchte in Wohnräumen hängt bei fester Raumtemperatur immer von verschiedenen Faktoren ab. Einmal von der Menge an Wasser- und Wasserdampfquellen wie z.B. Zimmerbrunnen und -pflanzen oder Bewohner, zum anderen vom Luftvolumen, von der Beschaffenheit der Wände, Böden und Decken, von der Inneneinrichtung und maßgeblich auch vom Lüftungsverhalten (Siehe Lüftung). Eine für den Menschen gesunde Luftfeuchte wäre bei ca. 40-65% gegeben (ideale Atemluft), ab ca. 80% kann die Luftfeuchte z.B. über Schimmelpilzwachstum schon wieder zum Problem werden. Je nach Bauart und Nutzung von Gebäuden treten fallweise zu hohe wie zu niedrige relative Luftfeuchtigkeiten auf. Als Abhilfe werden dabei Luftbefeuchter bzw. Lüftungsanlagen eingesetzt. Zurück zum ABC Lüftung Lüftung ist in bewohnten Gebäuden zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit und zur Aufrechterhaltung der Raumluftqualität notwendig. Bei der Raumluftqualität geht es vor allem darum, verbrauchte Raumluft mit zuviel Kohlendioxid sowie mit toxischen Gefahrstoffen (von Einrichtungsgegenständen und Gebäudeteilen abgegebenen) aus dem Wohnraum zu befördern. Lüftung kann durch verschiedene Techniken der natürlichen Lüftung (z.B. Stoß- oder Querlüftung über Fenster und Türen) sowie maschinell über Lüftungsanlagen geschehen, siehe Lüftungsanlagen. Zurück zum ABC Lüftungsanlagen Lüftungsanlagen regeln u.a. die Lüftung in Wohnräumen und sorgen für den nötigen Luftwechsel. In der kalten Jahreszeit können Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung dafür sorgen, dass ein Teil der Wärme, die beim natürlichen Lüften verloren geht, wieder als Raumwärme genutzt wird. Weiterhin lassen sich auch Gefahrstoffe von außen wie z.B. Pollen durch Filter bekämpfen. Lüftungsanlagen bedeuten aber auch einen zusätzlichen Investitionsaufwand sowie laufende Kosten für Wartung und Strombedarf. Zurück zum ABC Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe können für Gebrauchsgegenstände, Dämmstoffe, Schmierstoffe, etc. aber auch als/für Kraftstoffe verwendet werden. Diese bestehen chemisch oft aus Zellulose, einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung. Vorteil der nachwachsenden Rohstoffe im Kraftstoffbereich ist, dass diese sich nachhaltig gewinnen lassen und nicht auf endliche Ressourcen beschränkt sind. Besonders geeignet sind nachwachsende Rohstoffe dann, wenn ihr Anbau nicht in Konkurrenz zur Nahrungsschiene von Mensch und Tier steht. Abfallstoffe aus Stroh oder auch Holz in verschiedenster Form sind damit aussichtsreiche Kandidaten. Zurück zum ABC Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Blower-Door Differenzdruck-Messverfahren mit dem die Luftdichtigkeit von Gebäuden überprüft werden kann. Luftdichtigkeit ist speziell bei einigen Neubautypen von Bedeutung u.a. Holzständerbau und Passivhaus. Einmal soll verhindert werden, das ''feuchte'' Raumluft in die Wärmedämmung eindringen kann und es dort zum Tauwasserausfall kommt, zum anderen soll der Luftwechsel nur über die vorgesehene Lüftungseinrichtung (z.B. Lüftungsanlage) erfolgen. Damit läuft er kontrolliert und ohne ungewollte Zugerscheinungen ab. Zurück zum ABC Brennwerttechnik Heiztechnik, die die Energieausbeute bei Verbrennungsprozessen verbessert, indem sie auch noch die Energie des Wasserdampfes im Abgases (bei Erdgas ca. 11%, Bei Heizöl ca. 6%) verwertet. Technisch dadurch gelöst, dass das Abgas Nachheizflächen oder Wärmetauscher durchströmt und sich dadurch bis zur Wasserdampfkondensation abkühlt. Das Abgas wird anschließend durch einen Abgasventilator abgeführt. Besonders günstig ist die Brennwerttechnik bei Erdgas mit einem theoretischen Wirkungsgrad von max. 111% bezogen auf den Heizwert. Für dieses Heizsystem ergibt sich deshalb in der Praxis eine Verbesserung von ca. 10% gegenüber der Niedertemperaturtechnik. Bei Heizungen mit Heizöl, beträgt die Verbesserung dagegen nur etwa 5%. Zudem ist das Kondensat bei Heizöl oft aggressiv (Schwefel,...), was besondere Anforderungen an die Wärmetauscher stellt. Bei der Energiebilanz ist auch der Stromverbrauch des Abgasventilators zu berücksichtigen. Zurück zum ABC Dampfdiffusion Begriff aus der Bauphysik. Die Dampfdiffusion, d.h. die Durchlässigkeit eines Gebäudes für Wasserdampf hängt vom Wasserdampfdiffusionswiderstand eines Baustoffes ab. Der hierfür charakteristische sd-Wert ist von Art und Dicke des Baustoffes bestimmt. Für sd-Werte von kleiner als 0,5m spricht man von diffusionsoffen, bei Werten von 0,5 bis 1500m spricht man von diffusionshemmend, bei größeren Werten von diffusionsdicht. Zurück zum ABC Energieberatung Dienstleistung die das gesamte energetische Konzept durch Information und Analysen unterstützen soll. Sie ist für Unternehmen genauso relevant wie für Hausbesitzer und wird vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) gefördert. Zurück zum ABC Energieeinspeisegesetz (EEG) Wurde ursprünglich beschlossen um die elektrische Einspeisung von regenerativen Energien (d.h. elektrische Energie aus regenerativen Energieträgern) ins Netz zu fördern, ist jedoch mittlerweile stark Interessengruppen geleitet. Das EEG vergütet die Einspeisung unterschiedlicher alternativer Energien unterschiedlich hoch. Um Wirtschaftlichkeit zu erreichen ist die Förderung höher als bei konventionell erzeugtem Strom, die ausbezahlten Mehrkosten werden auf alle elektrischen Energieversorger aufgeteilt und auf den Strompreis aufgeschlagen. Effektive und wettbewerbsfähige Energien wie Wind- oder Wasserkraft werden z.B. mit ca. 5-10 Cent/kWh vergütet, was fast im Bereich der Erzeugungskosten für konventionellen Strom liegt. Technologien die zur Zeit noch wenig entwickelt sind, wie die Photovoltaik (elektrische Solarenergie) mit 25-50 Cent/kWh. Dies hat im Bereich der Photovoltaik zu großer Anlagenexpansion und Stillstand der Innovation geführt, da teuere Anlagen (hohe Anschaffungskosten pro kWh), durch die hohe Vergütung, auch bei geringer Effektivität wirtschaftlich betrieben werden können. Neuentwicklungen kommen deshalb nur schwer auf den Markt. Würde sich das EEG mehr darauf konzentrieren die starken und wettbewerbsfähigen Energien zu fördern und die restlichen nur angemessen, könnte der Bereich der regenerativen Energien deutlich schneller wachsen. Zurück zum ABC Energiepass Der Energiepass oder -ausweis ist ein Zertifikat, das eingeführt wurde um die Vergleichbarkeit im Energieverbrauch von Gebäuden zu ermöglichen, bzw. um generell ihren Energieverbrauch abzuschätzen. Ziel der Einführung war u.a. die generelle Absenkung des Primärenergieverbrauchs (siehe Primärenergie) im Gebäudebereich. Zurück zum ABC Energieeinsparverordnung (EnEV) Verordnung, die auf Grundlage des Energieeinsparungsgesetzes den Energieverbrauch und die thermische Beschaffenheit von Gebäuden und deren Anlagen regelt. Regelt u.a. auch den Energieausweis (siehe Energiepass) und ist besonders relevant für Gebäudesanierung und Neubau. Zurück zum ABC Flächenheizung Sog. Flächenheizungen (Boden-, Wand-, Deckenheizungen) ermöglichen in Räumen durch warme Umfassungsflächen eine höhere Behaglichkeit (siehe Behaglichkeit). Sie geben einen hohen Anteil ihrer Wärme als Strahlungswärme ab und ermöglichen geringere Vorlauftemperaturen im Heizsystem. Damit sind sie für Heizungssysteme mit Brennwerttechnik, aber auch für Heizungen mit Solarunterstützung oder Wärmepumpentechnik besonders geeignet. Nachteilig ist der Mehraufwand bzgl. der Anlagentechnik und eine gewisse Trägheit dieser Systeme. Zurück zum ABC Gasheizung Die Gasheizung (Erdgasheizung) ist ein platzsparendes, in der Regel wartungsarmes und kostengünstiges Heizsystem, das besonders gut als Brennwerttechnik arbeitet. Leider ergibt sich durch den Anschluss an das öffentliche Gasnetz auch eine Abhängigkeit vom Versorger. Es sind verschiedene Erdgase (L, H-Erdgas) unterschiedlicher Herkunft und Zusammensetzung gebräuchlich. Hauptbestandteil der Gase ist jeweils Methan. Für die Zukunft ist auch denkbar, das Bio-Gase mit ins Netz gespeist werden. Zurück zum ABC Heizenergiebedarf Der z.B. in einer Energieberatung berechnete Energiebedarf für die Beheizung eines Gebäudes ohne Warmwasserbereitung und Anlagenverluste. Zurück zum ABC Heizwert Als Heizwert oder unterer Heizwert ist der Energiebetrag definiert, der bei vollständiger Verbrennung (Atmosphärendruck, 25°C) eines Stoffes (Gas, Heizöl,...) frei wird. Das bei der Verbrennung entstandene Wasser liegt dabei im Abgas dampfförmig vor. Nutzt man zusätzlich noch die im Wasserdampf befindliche Energie durch Kondensation, dann erhält man den sog. oberen Heizwert oder auch Brennwert eines Stoffes (siehe Brennwerttechnik). Zurück zum ABC Holzpellet Grundstoff mit dem sich sog. Pelletheizungen (i.d.R. Niedertemperaturheizungen) betreiben lassen. Von der Anlagentechnik und von der Brennstoffbeschaffung her sind solche Systeme aufwendiger als Stückholzheizungen, aber dafür auch benutzerfreundlicher. Zurück zum ABC Hydraulischer Abgleich Begriff aus der Heizungstechnik, speziell bei Warmwasserzentralheizungen. Durch Regelung, Dimensionierung und Planung wird versucht , die Durchflussmenge von Wassers durch das Verteilsystem (Heizungsrohre) so zu regeln, dass bei einer bestimmten Vorlauftemperatur an jedem Heizkörper oder -kreis die gewünschte Raumtemperatur erreicht wird. Technisch oft sehr aufwendig, besonders wichtig bei größeren und weitreichenden Heizungssytemen. Zurück zum ABC Kernenergie Energie, die bei Kernspaltung oder Kernfussion frei wird. Bedeutung für die technologische Energieerzeugung hat gegenwärtig nur die Kernspaltung. In Kernkraftwerken (auch Atomkraftwerke genannt) wird damit in der BRD seit den 60er Jahren vermehrt ''Strom'' erzeugt. Kernkraft war politisch immer sehr umstritten, bis vor einigen Jahren ein Ausstieg beschlossen wurde – Wiedereinstieg ist noch immer Gegenstand politischer Diskussionen. Gegenwärtig hat die Kernkraft einen Anteil von etwa 30% bei der Stromerzeugung, bzw. 13% beim gesamten Primärenergieverbrauch. Kernkraft hat grundsätzlich - wie andere konventionelle Energien auch - ein Ressourcen Problem, da natürliche Vorkommen an Uran begrenzt sind. Zudem ergibt sich eine umstrittene Umwelt- und Sicherheitsproblematik. Zurück zum ABC Kernfussion Eine Variante mit der sich Kernenergie nutzen lässt. Der Fussionsprozess läuft z.B. natürlich in der Sonne ab, technologisch ist er aber schwer zugänglich und Gegenstand aktueller Forschung und Entwicklung. Entscheidende Ergebnisse sind nach Angaben von Fachleuten nicht vor 2050 zu erwarten, es bestehen noch eine Vielzahl ungelöster Problemstellungen. Zurück zum ABC Klimawandel Schlagwort in der gegenwärtigen Diskussion. Gibt es eine globale Erwärmung? Handelt es sich hierbei um eine vom Menschen verursachte Erwärmung? Ist insbesondere das durch Verbrennung fossiler Energieträger erzeugte Klimagas Kohlendioxid für die Erwärmung verantwortlich? Das sind nur drei Fragen, die sich stellen und diskutiert werden. Der globale Temperaturanstieg seit Auswertung der ersten verfügbaren Messdaten (Quelle: NASA bzw. Hadley Centre) von 1880 war schrittweise relativ gering und bewegte sich immer im zehntel Gradbereich. Von 1920-1940 stieg demnach die Temperatur um 0,3K an, von 1940 bis 1980 war sie dann in etwa konstant oder sank leicht, seit 1980 stieg sie wieder um 0,5K. Die Streuung der Messwerte zwischen den Jahren war hoch (Kurven daher in Darstellung oft geglättet, z.B. über 11 Jahre) und betrug immer wieder einige zehntel Kelvin. Als Ursachen für eine globale Erwärmung werden, sowohl natürliche Faktoren wie Veränderung der Sonnenaktivität, als auch die vermehrte Produktion von Treibhausgasen wie Kohlendioxid, angeführt. Sinnvoll erscheint eine Überlagerung der verschiedenen Effekte, wie sie u.a. von Rahmstorf und Schellnhuber (berät zur Zeit auch die Bundesregierung) vertreten wird. Neben der globalen Erwärmung, die aufgrund ihrer Ausprägung nicht von allen Experten/Lobbyisten etc. geteilt wird, gibt es auch einen lokalen Klimawandel in Deutschland. Dieser lässt sich eindeutig an Vegetationserscheinungen festmachen. Damit jedoch automatisch auf einen globalen Klimawandel zu schließen, wäre unwissenschaftlich und falsch. Denn das Klima unterlag in der Vergangenheit immer wieder lokal-temporären Schwankungen. Es sprechen viele Argumente für einen durch den Menschen verursachten globalen Klimawandel, entscheidend ist jedoch wie genau die gemessenen weltweiten Temperaturdaten sind. Theoretische Modelle lassen sich dann immer wieder schnell anpassen. Klimadiskussion hin oder her, eines ist klar. Vermeidung von Kohlendioxid aus fossilen Ursprung macht auf alle Fälle Sinn, denn die fossilen Ressourcen wie Erdöl oder -gas sind begrenzt und der Energieträger der Zukunft wird nicht aus der Erde gepumpt. Zurück zum ABC Kohlendioxid Sog. Klimagas, das für den Klimawandel verantwortlich gemacht wird. Kohlendioxid entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoff und Kohlenwasserstoffen, wie sie in fossilen Energieträgern (Erdölprodukte, Erdgas, Kohle,...) und Holz vorkommen. Im Gegensatz zu den fossilen Energieträgern nimmt Holz das entstandene Kohlendioxid beim Nachwachsen in einem längeren Zyklus wieder auf. Immer mehr an Bedeutung gewinnt das im Bereich Verkehr erzeugte Kohlendioxid, insbesondere im Flugverkehr. Zwar ist dort die erzeugte Menge pro Passagier und km etwwas geringer als z.B. beim PKW, mit großen Flugstrecken wird sie aber enorm. Durch wenige Langstreckenflüge kann man so leicht die vielfache Menge Kohlendioxid verursachen, die im Jahr für Gebäudebeheizung und PKW anfällt. Fluggesellschaften wissen das und haben reagiert, sie bieten Fluggästen deshalb die Förderung von Projekten mit regenerativer Energieerzeugung etc. an. Dies soll die Flugteilnahme kompensieren, beruhigt aber nur das Gewissen. Effektiv helfen kann aber nur Einschränkung oder Verzicht auf überflüssige Flugreisen. Die Tendenz weist leider eine andere Richtung. Ein Umdenken in dieser Richtung würde mehr bringen als viele technologische Ansätze. Zurück zum ABC Kohlekraftwerke Kraftwerke, die potentionell heimische Energieträger wie Braun- oder Steinkohle verbrennen und dadurch zur Kohlendioxidemission beitragen. In Deutschland haben sie etwa einen Anteil von 25% an der Stromerzeugung. Zurück zum ABC Kohlenwasserstoffe Chemische Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff, die in fossilen Energieträgern vorkommen. Bei der Verbrennung dieser Verbindungen entsteht u.a. Kohlendioxid und Wasser. Zurück zum ABC Konvektion Wärmetransportmechanismus in Flüssigkeiten oder Gasen. Man unterscheidet natürliche oder erzwungene Konvektion. Erzwungene Konvektion wäre z.B. die Bewegung von Luft mit einem Ventilator. Der Konvektor, ein häufig eingesetzter Heizkörper hat an der Innenseite Luftkanäle und nützt damit die natürliche Konvektion. Er saugt an der Unterseite die ankommende Luft an, erwärmt sie und befördert sie dadurch nach oben (Grund: warme Luft ist wegen geringerer Dichte leichter). Dadurch kommt es zur Ausbildung einer sog. Konvektionswalze, die den gesamten Raum mit warmer Luft versorgen und beheizen kann. Zurück zum ABC Luftfeuchtigkeit Luft nimmt Wasser in Form von Wasserdampf auf. Anders als häufig die Vorstellung, geschieht dies nicht durch chemische Bindung, sondern durch einen statistischen Prozess, der von der kinetischen Energie der Gasteilchen bestimmt wird. Zur Erklärung: Luft kann in guter Näherung als ideales Gas (überwiegend Sauerstoff und Stickstoffteichen) betrachtet werden, und die Energie seiner einzelnen Teilchen ist im thermischen Gleichgewicht gemäß der maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung gegeben. Diese Geschwindigkeitsverteilung gilt auch für Wasser bzw. die Wassermoleküle. Es gibt daher immer wieder Wassermoleküle an der Luft-Wasser-Grenzfläche, die genügend kinetische Energie besitzen ihre eigene Bindungsenergie zu überwinden und in die Luft übergehen können. Die Energie für diesen Abtrennprozess hat das System in Form von Verdamfungswärme (Verdampfungsenthalpie) aufzuwenden. Folglich sinkt die Temperatur der Wassergrenzfläche und sug. des Wassers. (Das selbe Prinzip gilt auch bei sog. alten Verdampfungskühlern bei Verbrennungsmotoren.) Gleichzeitig gehen in einem zweiten Prozess immer wieder Wassermoleküle aus der Luft Bindungen mit dem Wasser an der Luft-Wasser-Grenzfläche ein. Bei höherer kinetischer Energie oder Temperatur der Teilchen ist dies unwahrscheinlicher, da hier die Bindungsenergie leicht überwunden wird, jedoch nimmt mit der Anzahl der Wasserteilchen in der Luft auch die Wahrscheinlichkeit einer Bindung zu. Kommt es zur Bindung entsteht Kondensationswärme, die zum Temperaturanstieg im Wasser führt. Von der Lufttemperatur und der Menge der Wassermoleküle in der Luft (Luftfeuchte) hängt es nun ab, welcher Prozess dominiert. Warme Luft kann wegen der höheren kinetischen Energie mehr Wassermoleküle aufnehmen als kalte, die Kondensationskeime sind ebenfalls entscheidend. Gerne wird zum leichteren Verständnis der Begriff der sog. relativen Luftfeuchtigkeit verwendet. Luft mit 100% relativer Luftfeuchte hat die Sättigungskonzentration erreicht (Kondensation und Verdunstung sind im Gleichgewicht), sonst dominiert die Kondensation und es fällt Tauwasser aus (z.B. an Fensternscheiben). Hierzu sind aber auch Kondensationskeime (geladene Flächen und Teilchen, Staubteilchen, Aerosole in Luft) notwendig, sonst kann Luft auch um mehrere hundert Prozent übersättigt werden, ehe es zur sog. spontanen Kondensation kommt. Schimmelpilz in Wohnungen kann bei 80% relativer Luftfeuchte auftreten. Hat Luft bei einer Temperatur von 20°C z.B. eine relative Luftfeuchte von 50% (d.h. es könnte mindestens doppelt soviel Wasser aufnehmen) und man kühlt diese Luft z.B. an einer Grenzfläche ab, dann ist ab einer Temperatur von 12,6°C eine relative Luftfeuchte von 100% erreicht und es kommt zur Tauwasserbildung. In Gebäuden ist deshalb warme feuchte Luft, die auf kalte Stellen trifft oft ein Problem. Wichtig ist dies insbesondere für Wärmebrücken im Wohnbereich, Aufbau von Wänden und Decken, Außenwände mit Wärmedämmung, etc. Die Luftfeuchte in Wohnräumen hängt bei fester Raumtemperatur immer von verschiedenen Faktoren ab. Einmal von der Menge an Wasser- und Wasserdampfquellen wie z.B. Zimmerbrunnen und -pflanzen oder Bewohner, zum anderen vom Luftvolumen, von der Beschaffenheit der Wände, Böden und Decken, von der Inneneinrichtung und maßgeblich auch vom Lüftungsverhalten (Siehe Lüftung). Eine für den Menschen gesunde Luftfeuchte wäre bei ca. 40-65% gegeben (ideale Atemluft), ab ca. 80% kann die Luftfeuchte z.B. über Schimmelpilzwachstum schon wieder zum Problem werden. Je nach Bauart und Nutzung von Gebäuden treten fallweise zu hohe wie zu niedrige relative Luftfeuchtigkeiten auf. Als Abhilfe werden dabei Luftbefeuchter bzw. Lüftungsanlagen eingesetzt. Zurück zum ABC Lüftung Lüftung ist in bewohnten Gebäuden zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit und zur Aufrechterhaltung der Raumluftqualität notwendig. Bei der Raumluftqualität geht es vor allem darum, verbrauchte Raumluft mit zuviel Kohlendioxid sowie mit toxischen Gefahrstoffen (von Einrichtungsgegenständen und Gebäudeteilen abgegebenen) aus dem Wohnraum zu befördern. Lüftung kann durch verschiedene Techniken der natürlichen Lüftung (z.B. Stoß- oder Querlüftung über Fenster und Türen) sowie maschinell über Lüftungsanlagen geschehen, siehe Lüftungsanlagen. Zurück zum ABC Lüftungsanlagen Lüftungsanlagen regeln u.a. die Lüftung in Wohnräumen und sorgen für den nötigen Luftwechsel. In der kalten Jahreszeit können Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung dafür sorgen, dass ein Teil der Wärme, die beim natürlichen Lüften verloren geht, wieder als Raumwärme genutzt wird. Weiterhin lassen sich auch Gefahrstoffe von außen wie z.B. Pollen durch Filter bekämpfen. Lüftungsanlagen bedeuten aber auch einen zusätzlichen Investitionsaufwand sowie laufende Kosten für Wartung und Strombedarf. Zurück zum ABC Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe können für Gebrauchsgegenstände, Dämmstoffe, Schmierstoffe, etc. aber auch als/für Kraftstoffe verwendet werden. Diese bestehen chemisch oft aus Zellulose, einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung. Vorteil der nachwachsenden Rohstoffe im Kraftstoffbereich ist, dass diese sich nachhaltig gewinnen lassen und nicht auf endliche Ressourcen beschränkt sind. Besonders geeignet sind nachwachsende Rohstoffe dann, wenn ihr Anbau nicht in Konkurrenz zur Nahrungsschiene von Mensch und Tier steht. Abfallstoffe aus Stroh oder auch Holz in verschiedenster Form sind damit aussichtsreiche Kandidaten. Zurück zum ABC Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Brennwerttechnik Heiztechnik, die die Energieausbeute bei Verbrennungsprozessen verbessert, indem sie auch noch die Energie des Wasserdampfes im Abgases (bei Erdgas ca. 11%, Bei Heizöl ca. 6%) verwertet. Technisch dadurch gelöst, dass das Abgas Nachheizflächen oder Wärmetauscher durchströmt und sich dadurch bis zur Wasserdampfkondensation abkühlt. Das Abgas wird anschließend durch einen Abgasventilator abgeführt. Besonders günstig ist die Brennwerttechnik bei Erdgas mit einem theoretischen Wirkungsgrad von max. 111% bezogen auf den Heizwert. Für dieses Heizsystem ergibt sich deshalb in der Praxis eine Verbesserung von ca. 10% gegenüber der Niedertemperaturtechnik. Bei Heizungen mit Heizöl, beträgt die Verbesserung dagegen nur etwa 5%. Zudem ist das Kondensat bei Heizöl oft aggressiv (Schwefel,...), was besondere Anforderungen an die Wärmetauscher stellt. Bei der Energiebilanz ist auch der Stromverbrauch des Abgasventilators zu berücksichtigen. Zurück zum ABC Dampfdiffusion Begriff aus der Bauphysik. Die Dampfdiffusion, d.h. die Durchlässigkeit eines Gebäudes für Wasserdampf hängt vom Wasserdampfdiffusionswiderstand eines Baustoffes ab. Der hierfür charakteristische sd-Wert ist von Art und Dicke des Baustoffes bestimmt. Für sd-Werte von kleiner als 0,5m spricht man von diffusionsoffen, bei Werten von 0,5 bis 1500m spricht man von diffusionshemmend, bei größeren Werten von diffusionsdicht. Zurück zum ABC Energieberatung Dienstleistung die das gesamte energetische Konzept durch Information und Analysen unterstützen soll. Sie ist für Unternehmen genauso relevant wie für Hausbesitzer und wird vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) gefördert. Zurück zum ABC Energieeinspeisegesetz (EEG) Wurde ursprünglich beschlossen um die elektrische Einspeisung von regenerativen Energien (d.h. elektrische Energie aus regenerativen Energieträgern) ins Netz zu fördern, ist jedoch mittlerweile stark Interessengruppen geleitet. Das EEG vergütet die Einspeisung unterschiedlicher alternativer Energien unterschiedlich hoch. Um Wirtschaftlichkeit zu erreichen ist die Förderung höher als bei konventionell erzeugtem Strom, die ausbezahlten Mehrkosten werden auf alle elektrischen Energieversorger aufgeteilt und auf den Strompreis aufgeschlagen. Effektive und wettbewerbsfähige Energien wie Wind- oder Wasserkraft werden z.B. mit ca. 5-10 Cent/kWh vergütet, was fast im Bereich der Erzeugungskosten für konventionellen Strom liegt. Technologien die zur Zeit noch wenig entwickelt sind, wie die Photovoltaik (elektrische Solarenergie) mit 25-50 Cent/kWh. Dies hat im Bereich der Photovoltaik zu großer Anlagenexpansion und Stillstand der Innovation geführt, da teuere Anlagen (hohe Anschaffungskosten pro kWh), durch die hohe Vergütung, auch bei geringer Effektivität wirtschaftlich betrieben werden können. Neuentwicklungen kommen deshalb nur schwer auf den Markt. Würde sich das EEG mehr darauf konzentrieren die starken und wettbewerbsfähigen Energien zu fördern und die restlichen nur angemessen, könnte der Bereich der regenerativen Energien deutlich schneller wachsen. Zurück zum ABC Energiepass Der Energiepass oder -ausweis ist ein Zertifikat, das eingeführt wurde um die Vergleichbarkeit im Energieverbrauch von Gebäuden zu ermöglichen, bzw. um generell ihren Energieverbrauch abzuschätzen. Ziel der Einführung war u.a. die generelle Absenkung des Primärenergieverbrauchs (siehe Primärenergie) im Gebäudebereich. Zurück zum ABC Energieeinsparverordnung (EnEV) Verordnung, die auf Grundlage des Energieeinsparungsgesetzes den Energieverbrauch und die thermische Beschaffenheit von Gebäuden und deren Anlagen regelt. Regelt u.a. auch den Energieausweis (siehe Energiepass) und ist besonders relevant für Gebäudesanierung und Neubau. Zurück zum ABC Flächenheizung Sog. Flächenheizungen (Boden-, Wand-, Deckenheizungen) ermöglichen in Räumen durch warme Umfassungsflächen eine höhere Behaglichkeit (siehe Behaglichkeit). Sie geben einen hohen Anteil ihrer Wärme als Strahlungswärme ab und ermöglichen geringere Vorlauftemperaturen im Heizsystem. Damit sind sie für Heizungssysteme mit Brennwerttechnik, aber auch für Heizungen mit Solarunterstützung oder Wärmepumpentechnik besonders geeignet. Nachteilig ist der Mehraufwand bzgl. der Anlagentechnik und eine gewisse Trägheit dieser Systeme. Zurück zum ABC Gasheizung Die Gasheizung (Erdgasheizung) ist ein platzsparendes, in der Regel wartungsarmes und kostengünstiges Heizsystem, das besonders gut als Brennwerttechnik arbeitet. Leider ergibt sich durch den Anschluss an das öffentliche Gasnetz auch eine Abhängigkeit vom Versorger. Es sind verschiedene Erdgase (L, H-Erdgas) unterschiedlicher Herkunft und Zusammensetzung gebräuchlich. Hauptbestandteil der Gase ist jeweils Methan. Für die Zukunft ist auch denkbar, das Bio-Gase mit ins Netz gespeist werden. Zurück zum ABC Heizenergiebedarf Der z.B. in einer Energieberatung berechnete Energiebedarf für die Beheizung eines Gebäudes ohne Warmwasserbereitung und Anlagenverluste. Zurück zum ABC Heizwert Als Heizwert oder unterer Heizwert ist der Energiebetrag definiert, der bei vollständiger Verbrennung (Atmosphärendruck, 25°C) eines Stoffes (Gas, Heizöl,...) frei wird. Das bei der Verbrennung entstandene Wasser liegt dabei im Abgas dampfförmig vor. Nutzt man zusätzlich noch die im Wasserdampf befindliche Energie durch Kondensation, dann erhält man den sog. oberen Heizwert oder auch Brennwert eines Stoffes (siehe Brennwerttechnik). Zurück zum ABC Holzpellet Grundstoff mit dem sich sog. Pelletheizungen (i.d.R. Niedertemperaturheizungen) betreiben lassen. Von der Anlagentechnik und von der Brennstoffbeschaffung her sind solche Systeme aufwendiger als Stückholzheizungen, aber dafür auch benutzerfreundlicher. Zurück zum ABC Hydraulischer Abgleich Begriff aus der Heizungstechnik, speziell bei Warmwasserzentralheizungen. Durch Regelung, Dimensionierung und Planung wird versucht , die Durchflussmenge von Wassers durch das Verteilsystem (Heizungsrohre) so zu regeln, dass bei einer bestimmten Vorlauftemperatur an jedem Heizkörper oder -kreis die gewünschte Raumtemperatur erreicht wird. Technisch oft sehr aufwendig, besonders wichtig bei größeren und weitreichenden Heizungssytemen. Zurück zum ABC Kernenergie Energie, die bei Kernspaltung oder Kernfussion frei wird. Bedeutung für die technologische Energieerzeugung hat gegenwärtig nur die Kernspaltung. In Kernkraftwerken (auch Atomkraftwerke genannt) wird damit in der BRD seit den 60er Jahren vermehrt ''Strom'' erzeugt. Kernkraft war politisch immer sehr umstritten, bis vor einigen Jahren ein Ausstieg beschlossen wurde – Wiedereinstieg ist noch immer Gegenstand politischer Diskussionen. Gegenwärtig hat die Kernkraft einen Anteil von etwa 30% bei der Stromerzeugung, bzw. 13% beim gesamten Primärenergieverbrauch. Kernkraft hat grundsätzlich - wie andere konventionelle Energien auch - ein Ressourcen Problem, da natürliche Vorkommen an Uran begrenzt sind. Zudem ergibt sich eine umstrittene Umwelt- und Sicherheitsproblematik. Zurück zum ABC Kernfussion Eine Variante mit der sich Kernenergie nutzen lässt. Der Fussionsprozess läuft z.B. natürlich in der Sonne ab, technologisch ist er aber schwer zugänglich und Gegenstand aktueller Forschung und Entwicklung. Entscheidende Ergebnisse sind nach Angaben von Fachleuten nicht vor 2050 zu erwarten, es bestehen noch eine Vielzahl ungelöster Problemstellungen. Zurück zum ABC Klimawandel Schlagwort in der gegenwärtigen Diskussion. Gibt es eine globale Erwärmung? Handelt es sich hierbei um eine vom Menschen verursachte Erwärmung? Ist insbesondere das durch Verbrennung fossiler Energieträger erzeugte Klimagas Kohlendioxid für die Erwärmung verantwortlich? Das sind nur drei Fragen, die sich stellen und diskutiert werden. Der globale Temperaturanstieg seit Auswertung der ersten verfügbaren Messdaten (Quelle: NASA bzw. Hadley Centre) von 1880 war schrittweise relativ gering und bewegte sich immer im zehntel Gradbereich. Von 1920-1940 stieg demnach die Temperatur um 0,3K an, von 1940 bis 1980 war sie dann in etwa konstant oder sank leicht, seit 1980 stieg sie wieder um 0,5K. Die Streuung der Messwerte zwischen den Jahren war hoch (Kurven daher in Darstellung oft geglättet, z.B. über 11 Jahre) und betrug immer wieder einige zehntel Kelvin. Als Ursachen für eine globale Erwärmung werden, sowohl natürliche Faktoren wie Veränderung der Sonnenaktivität, als auch die vermehrte Produktion von Treibhausgasen wie Kohlendioxid, angeführt. Sinnvoll erscheint eine Überlagerung der verschiedenen Effekte, wie sie u.a. von Rahmstorf und Schellnhuber (berät zur Zeit auch die Bundesregierung) vertreten wird. Neben der globalen Erwärmung, die aufgrund ihrer Ausprägung nicht von allen Experten/Lobbyisten etc. geteilt wird, gibt es auch einen lokalen Klimawandel in Deutschland. Dieser lässt sich eindeutig an Vegetationserscheinungen festmachen. Damit jedoch automatisch auf einen globalen Klimawandel zu schließen, wäre unwissenschaftlich und falsch. Denn das Klima unterlag in der Vergangenheit immer wieder lokal-temporären Schwankungen. Es sprechen viele Argumente für einen durch den Menschen verursachten globalen Klimawandel, entscheidend ist jedoch wie genau die gemessenen weltweiten Temperaturdaten sind. Theoretische Modelle lassen sich dann immer wieder schnell anpassen. Klimadiskussion hin oder her, eines ist klar. Vermeidung von Kohlendioxid aus fossilen Ursprung macht auf alle Fälle Sinn, denn die fossilen Ressourcen wie Erdöl oder -gas sind begrenzt und der Energieträger der Zukunft wird nicht aus der Erde gepumpt. Zurück zum ABC Kohlendioxid Sog. Klimagas, das für den Klimawandel verantwortlich gemacht wird. Kohlendioxid entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoff und Kohlenwasserstoffen, wie sie in fossilen Energieträgern (Erdölprodukte, Erdgas, Kohle,...) und Holz vorkommen. Im Gegensatz zu den fossilen Energieträgern nimmt Holz das entstandene Kohlendioxid beim Nachwachsen in einem längeren Zyklus wieder auf. Immer mehr an Bedeutung gewinnt das im Bereich Verkehr erzeugte Kohlendioxid, insbesondere im Flugverkehr. Zwar ist dort die erzeugte Menge pro Passagier und km etwwas geringer als z.B. beim PKW, mit großen Flugstrecken wird sie aber enorm. Durch wenige Langstreckenflüge kann man so leicht die vielfache Menge Kohlendioxid verursachen, die im Jahr für Gebäudebeheizung und PKW anfällt. Fluggesellschaften wissen das und haben reagiert, sie bieten Fluggästen deshalb die Förderung von Projekten mit regenerativer Energieerzeugung etc. an. Dies soll die Flugteilnahme kompensieren, beruhigt aber nur das Gewissen. Effektiv helfen kann aber nur Einschränkung oder Verzicht auf überflüssige Flugreisen. Die Tendenz weist leider eine andere Richtung. Ein Umdenken in dieser Richtung würde mehr bringen als viele technologische Ansätze. Zurück zum ABC Kohlekraftwerke Kraftwerke, die potentionell heimische Energieträger wie Braun- oder Steinkohle verbrennen und dadurch zur Kohlendioxidemission beitragen. In Deutschland haben sie etwa einen Anteil von 25% an der Stromerzeugung. Zurück zum ABC Kohlenwasserstoffe Chemische Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff, die in fossilen Energieträgern vorkommen. Bei der Verbrennung dieser Verbindungen entsteht u.a. Kohlendioxid und Wasser. Zurück zum ABC Konvektion Wärmetransportmechanismus in Flüssigkeiten oder Gasen. Man unterscheidet natürliche oder erzwungene Konvektion. Erzwungene Konvektion wäre z.B. die Bewegung von Luft mit einem Ventilator. Der Konvektor, ein häufig eingesetzter Heizkörper hat an der Innenseite Luftkanäle und nützt damit die natürliche Konvektion. Er saugt an der Unterseite die ankommende Luft an, erwärmt sie und befördert sie dadurch nach oben (Grund: warme Luft ist wegen geringerer Dichte leichter). Dadurch kommt es zur Ausbildung einer sog. Konvektionswalze, die den gesamten Raum mit warmer Luft versorgen und beheizen kann. Zurück zum ABC Luftfeuchtigkeit Luft nimmt Wasser in Form von Wasserdampf auf. Anders als häufig die Vorstellung, geschieht dies nicht durch chemische Bindung, sondern durch einen statistischen Prozess, der von der kinetischen Energie der Gasteilchen bestimmt wird. Zur Erklärung: Luft kann in guter Näherung als ideales Gas (überwiegend Sauerstoff und Stickstoffteichen) betrachtet werden, und die Energie seiner einzelnen Teilchen ist im thermischen Gleichgewicht gemäß der maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung gegeben. Diese Geschwindigkeitsverteilung gilt auch für Wasser bzw. die Wassermoleküle. Es gibt daher immer wieder Wassermoleküle an der Luft-Wasser-Grenzfläche, die genügend kinetische Energie besitzen ihre eigene Bindungsenergie zu überwinden und in die Luft übergehen können. Die Energie für diesen Abtrennprozess hat das System in Form von Verdamfungswärme (Verdampfungsenthalpie) aufzuwenden. Folglich sinkt die Temperatur der Wassergrenzfläche und sug. des Wassers. (Das selbe Prinzip gilt auch bei sog. alten Verdampfungskühlern bei Verbrennungsmotoren.) Gleichzeitig gehen in einem zweiten Prozess immer wieder Wassermoleküle aus der Luft Bindungen mit dem Wasser an der Luft-Wasser-Grenzfläche ein. Bei höherer kinetischer Energie oder Temperatur der Teilchen ist dies unwahrscheinlicher, da hier die Bindungsenergie leicht überwunden wird, jedoch nimmt mit der Anzahl der Wasserteilchen in der Luft auch die Wahrscheinlichkeit einer Bindung zu. Kommt es zur Bindung entsteht Kondensationswärme, die zum Temperaturanstieg im Wasser führt. Von der Lufttemperatur und der Menge der Wassermoleküle in der Luft (Luftfeuchte) hängt es nun ab, welcher Prozess dominiert. Warme Luft kann wegen der höheren kinetischen Energie mehr Wassermoleküle aufnehmen als kalte, die Kondensationskeime sind ebenfalls entscheidend. Gerne wird zum leichteren Verständnis der Begriff der sog. relativen Luftfeuchtigkeit verwendet. Luft mit 100% relativer Luftfeuchte hat die Sättigungskonzentration erreicht (Kondensation und Verdunstung sind im Gleichgewicht), sonst dominiert die Kondensation und es fällt Tauwasser aus (z.B. an Fensternscheiben). Hierzu sind aber auch Kondensationskeime (geladene Flächen und Teilchen, Staubteilchen, Aerosole in Luft) notwendig, sonst kann Luft auch um mehrere hundert Prozent übersättigt werden, ehe es zur sog. spontanen Kondensation kommt. Schimmelpilz in Wohnungen kann bei 80% relativer Luftfeuchte auftreten. Hat Luft bei einer Temperatur von 20°C z.B. eine relative Luftfeuchte von 50% (d.h. es könnte mindestens doppelt soviel Wasser aufnehmen) und man kühlt diese Luft z.B. an einer Grenzfläche ab, dann ist ab einer Temperatur von 12,6°C eine relative Luftfeuchte von 100% erreicht und es kommt zur Tauwasserbildung. In Gebäuden ist deshalb warme feuchte Luft, die auf kalte Stellen trifft oft ein Problem. Wichtig ist dies insbesondere für Wärmebrücken im Wohnbereich, Aufbau von Wänden und Decken, Außenwände mit Wärmedämmung, etc. Die Luftfeuchte in Wohnräumen hängt bei fester Raumtemperatur immer von verschiedenen Faktoren ab. Einmal von der Menge an Wasser- und Wasserdampfquellen wie z.B. Zimmerbrunnen und -pflanzen oder Bewohner, zum anderen vom Luftvolumen, von der Beschaffenheit der Wände, Böden und Decken, von der Inneneinrichtung und maßgeblich auch vom Lüftungsverhalten (Siehe Lüftung). Eine für den Menschen gesunde Luftfeuchte wäre bei ca. 40-65% gegeben (ideale Atemluft), ab ca. 80% kann die Luftfeuchte z.B. über Schimmelpilzwachstum schon wieder zum Problem werden. Je nach Bauart und Nutzung von Gebäuden treten fallweise zu hohe wie zu niedrige relative Luftfeuchtigkeiten auf. Als Abhilfe werden dabei Luftbefeuchter bzw. Lüftungsanlagen eingesetzt. Zurück zum ABC Lüftung Lüftung ist in bewohnten Gebäuden zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit und zur Aufrechterhaltung der Raumluftqualität notwendig. Bei der Raumluftqualität geht es vor allem darum, verbrauchte Raumluft mit zuviel Kohlendioxid sowie mit toxischen Gefahrstoffen (von Einrichtungsgegenständen und Gebäudeteilen abgegebenen) aus dem Wohnraum zu befördern. Lüftung kann durch verschiedene Techniken der natürlichen Lüftung (z.B. Stoß- oder Querlüftung über Fenster und Türen) sowie maschinell über Lüftungsanlagen geschehen, siehe Lüftungsanlagen. Zurück zum ABC Lüftungsanlagen Lüftungsanlagen regeln u.a. die Lüftung in Wohnräumen und sorgen für den nötigen Luftwechsel. In der kalten Jahreszeit können Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung dafür sorgen, dass ein Teil der Wärme, die beim natürlichen Lüften verloren geht, wieder als Raumwärme genutzt wird. Weiterhin lassen sich auch Gefahrstoffe von außen wie z.B. Pollen durch Filter bekämpfen. Lüftungsanlagen bedeuten aber auch einen zusätzlichen Investitionsaufwand sowie laufende Kosten für Wartung und Strombedarf. Zurück zum ABC Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe können für Gebrauchsgegenstände, Dämmstoffe, Schmierstoffe, etc. aber auch als/für Kraftstoffe verwendet werden. Diese bestehen chemisch oft aus Zellulose, einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung. Vorteil der nachwachsenden Rohstoffe im Kraftstoffbereich ist, dass diese sich nachhaltig gewinnen lassen und nicht auf endliche Ressourcen beschränkt sind. Besonders geeignet sind nachwachsende Rohstoffe dann, wenn ihr Anbau nicht in Konkurrenz zur Nahrungsschiene von Mensch und Tier steht. Abfallstoffe aus Stroh oder auch Holz in verschiedenster Form sind damit aussichtsreiche Kandidaten. Zurück zum ABC Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Dampfdiffusion Begriff aus der Bauphysik. Die Dampfdiffusion, d.h. die Durchlässigkeit eines Gebäudes für Wasserdampf hängt vom Wasserdampfdiffusionswiderstand eines Baustoffes ab. Der hierfür charakteristische sd-Wert ist von Art und Dicke des Baustoffes bestimmt. Für sd-Werte von kleiner als 0,5m spricht man von diffusionsoffen, bei Werten von 0,5 bis 1500m spricht man von diffusionshemmend, bei größeren Werten von diffusionsdicht. Zurück zum ABC Energieberatung Dienstleistung die das gesamte energetische Konzept durch Information und Analysen unterstützen soll. Sie ist für Unternehmen genauso relevant wie für Hausbesitzer und wird vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) gefördert. Zurück zum ABC Energieeinspeisegesetz (EEG) Wurde ursprünglich beschlossen um die elektrische Einspeisung von regenerativen Energien (d.h. elektrische Energie aus regenerativen Energieträgern) ins Netz zu fördern, ist jedoch mittlerweile stark Interessengruppen geleitet. Das EEG vergütet die Einspeisung unterschiedlicher alternativer Energien unterschiedlich hoch. Um Wirtschaftlichkeit zu erreichen ist die Förderung höher als bei konventionell erzeugtem Strom, die ausbezahlten Mehrkosten werden auf alle elektrischen Energieversorger aufgeteilt und auf den Strompreis aufgeschlagen. Effektive und wettbewerbsfähige Energien wie Wind- oder Wasserkraft werden z.B. mit ca. 5-10 Cent/kWh vergütet, was fast im Bereich der Erzeugungskosten für konventionellen Strom liegt. Technologien die zur Zeit noch wenig entwickelt sind, wie die Photovoltaik (elektrische Solarenergie) mit 25-50 Cent/kWh. Dies hat im Bereich der Photovoltaik zu großer Anlagenexpansion und Stillstand der Innovation geführt, da teuere Anlagen (hohe Anschaffungskosten pro kWh), durch die hohe Vergütung, auch bei geringer Effektivität wirtschaftlich betrieben werden können. Neuentwicklungen kommen deshalb nur schwer auf den Markt. Würde sich das EEG mehr darauf konzentrieren die starken und wettbewerbsfähigen Energien zu fördern und die restlichen nur angemessen, könnte der Bereich der regenerativen Energien deutlich schneller wachsen. Zurück zum ABC Energiepass Der Energiepass oder -ausweis ist ein Zertifikat, das eingeführt wurde um die Vergleichbarkeit im Energieverbrauch von Gebäuden zu ermöglichen, bzw. um generell ihren Energieverbrauch abzuschätzen. Ziel der Einführung war u.a. die generelle Absenkung des Primärenergieverbrauchs (siehe Primärenergie) im Gebäudebereich. Zurück zum ABC Energieeinsparverordnung (EnEV) Verordnung, die auf Grundlage des Energieeinsparungsgesetzes den Energieverbrauch und die thermische Beschaffenheit von Gebäuden und deren Anlagen regelt. Regelt u.a. auch den Energieausweis (siehe Energiepass) und ist besonders relevant für Gebäudesanierung und Neubau. Zurück zum ABC Flächenheizung Sog. Flächenheizungen (Boden-, Wand-, Deckenheizungen) ermöglichen in Räumen durch warme Umfassungsflächen eine höhere Behaglichkeit (siehe Behaglichkeit). Sie geben einen hohen Anteil ihrer Wärme als Strahlungswärme ab und ermöglichen geringere Vorlauftemperaturen im Heizsystem. Damit sind sie für Heizungssysteme mit Brennwerttechnik, aber auch für Heizungen mit Solarunterstützung oder Wärmepumpentechnik besonders geeignet. Nachteilig ist der Mehraufwand bzgl. der Anlagentechnik und eine gewisse Trägheit dieser Systeme. Zurück zum ABC Gasheizung Die Gasheizung (Erdgasheizung) ist ein platzsparendes, in der Regel wartungsarmes und kostengünstiges Heizsystem, das besonders gut als Brennwerttechnik arbeitet. Leider ergibt sich durch den Anschluss an das öffentliche Gasnetz auch eine Abhängigkeit vom Versorger. Es sind verschiedene Erdgase (L, H-Erdgas) unterschiedlicher Herkunft und Zusammensetzung gebräuchlich. Hauptbestandteil der Gase ist jeweils Methan. Für die Zukunft ist auch denkbar, das Bio-Gase mit ins Netz gespeist werden. Zurück zum ABC Heizenergiebedarf Der z.B. in einer Energieberatung berechnete Energiebedarf für die Beheizung eines Gebäudes ohne Warmwasserbereitung und Anlagenverluste. Zurück zum ABC Heizwert Als Heizwert oder unterer Heizwert ist der Energiebetrag definiert, der bei vollständiger Verbrennung (Atmosphärendruck, 25°C) eines Stoffes (Gas, Heizöl,...) frei wird. Das bei der Verbrennung entstandene Wasser liegt dabei im Abgas dampfförmig vor. Nutzt man zusätzlich noch die im Wasserdampf befindliche Energie durch Kondensation, dann erhält man den sog. oberen Heizwert oder auch Brennwert eines Stoffes (siehe Brennwerttechnik). Zurück zum ABC Holzpellet Grundstoff mit dem sich sog. Pelletheizungen (i.d.R. Niedertemperaturheizungen) betreiben lassen. Von der Anlagentechnik und von der Brennstoffbeschaffung her sind solche Systeme aufwendiger als Stückholzheizungen, aber dafür auch benutzerfreundlicher. Zurück zum ABC Hydraulischer Abgleich Begriff aus der Heizungstechnik, speziell bei Warmwasserzentralheizungen. Durch Regelung, Dimensionierung und Planung wird versucht , die Durchflussmenge von Wassers durch das Verteilsystem (Heizungsrohre) so zu regeln, dass bei einer bestimmten Vorlauftemperatur an jedem Heizkörper oder -kreis die gewünschte Raumtemperatur erreicht wird. Technisch oft sehr aufwendig, besonders wichtig bei größeren und weitreichenden Heizungssytemen. Zurück zum ABC Kernenergie Energie, die bei Kernspaltung oder Kernfussion frei wird. Bedeutung für die technologische Energieerzeugung hat gegenwärtig nur die Kernspaltung. In Kernkraftwerken (auch Atomkraftwerke genannt) wird damit in der BRD seit den 60er Jahren vermehrt ''Strom'' erzeugt. Kernkraft war politisch immer sehr umstritten, bis vor einigen Jahren ein Ausstieg beschlossen wurde – Wiedereinstieg ist noch immer Gegenstand politischer Diskussionen. Gegenwärtig hat die Kernkraft einen Anteil von etwa 30% bei der Stromerzeugung, bzw. 13% beim gesamten Primärenergieverbrauch. Kernkraft hat grundsätzlich - wie andere konventionelle Energien auch - ein Ressourcen Problem, da natürliche Vorkommen an Uran begrenzt sind. Zudem ergibt sich eine umstrittene Umwelt- und Sicherheitsproblematik. Zurück zum ABC Kernfussion Eine Variante mit der sich Kernenergie nutzen lässt. Der Fussionsprozess läuft z.B. natürlich in der Sonne ab, technologisch ist er aber schwer zugänglich und Gegenstand aktueller Forschung und Entwicklung. Entscheidende Ergebnisse sind nach Angaben von Fachleuten nicht vor 2050 zu erwarten, es bestehen noch eine Vielzahl ungelöster Problemstellungen. Zurück zum ABC Klimawandel Schlagwort in der gegenwärtigen Diskussion. Gibt es eine globale Erwärmung? Handelt es sich hierbei um eine vom Menschen verursachte Erwärmung? Ist insbesondere das durch Verbrennung fossiler Energieträger erzeugte Klimagas Kohlendioxid für die Erwärmung verantwortlich? Das sind nur drei Fragen, die sich stellen und diskutiert werden. Der globale Temperaturanstieg seit Auswertung der ersten verfügbaren Messdaten (Quelle: NASA bzw. Hadley Centre) von 1880 war schrittweise relativ gering und bewegte sich immer im zehntel Gradbereich. Von 1920-1940 stieg demnach die Temperatur um 0,3K an, von 1940 bis 1980 war sie dann in etwa konstant oder sank leicht, seit 1980 stieg sie wieder um 0,5K. Die Streuung der Messwerte zwischen den Jahren war hoch (Kurven daher in Darstellung oft geglättet, z.B. über 11 Jahre) und betrug immer wieder einige zehntel Kelvin. Als Ursachen für eine globale Erwärmung werden, sowohl natürliche Faktoren wie Veränderung der Sonnenaktivität, als auch die vermehrte Produktion von Treibhausgasen wie Kohlendioxid, angeführt. Sinnvoll erscheint eine Überlagerung der verschiedenen Effekte, wie sie u.a. von Rahmstorf und Schellnhuber (berät zur Zeit auch die Bundesregierung) vertreten wird. Neben der globalen Erwärmung, die aufgrund ihrer Ausprägung nicht von allen Experten/Lobbyisten etc. geteilt wird, gibt es auch einen lokalen Klimawandel in Deutschland. Dieser lässt sich eindeutig an Vegetationserscheinungen festmachen. Damit jedoch automatisch auf einen globalen Klimawandel zu schließen, wäre unwissenschaftlich und falsch. Denn das Klima unterlag in der Vergangenheit immer wieder lokal-temporären Schwankungen. Es sprechen viele Argumente für einen durch den Menschen verursachten globalen Klimawandel, entscheidend ist jedoch wie genau die gemessenen weltweiten Temperaturdaten sind. Theoretische Modelle lassen sich dann immer wieder schnell anpassen. Klimadiskussion hin oder her, eines ist klar. Vermeidung von Kohlendioxid aus fossilen Ursprung macht auf alle Fälle Sinn, denn die fossilen Ressourcen wie Erdöl oder -gas sind begrenzt und der Energieträger der Zukunft wird nicht aus der Erde gepumpt. Zurück zum ABC Kohlendioxid Sog. Klimagas, das für den Klimawandel verantwortlich gemacht wird. Kohlendioxid entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoff und Kohlenwasserstoffen, wie sie in fossilen Energieträgern (Erdölprodukte, Erdgas, Kohle,...) und Holz vorkommen. Im Gegensatz zu den fossilen Energieträgern nimmt Holz das entstandene Kohlendioxid beim Nachwachsen in einem längeren Zyklus wieder auf. Immer mehr an Bedeutung gewinnt das im Bereich Verkehr erzeugte Kohlendioxid, insbesondere im Flugverkehr. Zwar ist dort die erzeugte Menge pro Passagier und km etwwas geringer als z.B. beim PKW, mit großen Flugstrecken wird sie aber enorm. Durch wenige Langstreckenflüge kann man so leicht die vielfache Menge Kohlendioxid verursachen, die im Jahr für Gebäudebeheizung und PKW anfällt. Fluggesellschaften wissen das und haben reagiert, sie bieten Fluggästen deshalb die Förderung von Projekten mit regenerativer Energieerzeugung etc. an. Dies soll die Flugteilnahme kompensieren, beruhigt aber nur das Gewissen. Effektiv helfen kann aber nur Einschränkung oder Verzicht auf überflüssige Flugreisen. Die Tendenz weist leider eine andere Richtung. Ein Umdenken in dieser Richtung würde mehr bringen als viele technologische Ansätze. Zurück zum ABC Kohlekraftwerke Kraftwerke, die potentionell heimische Energieträger wie Braun- oder Steinkohle verbrennen und dadurch zur Kohlendioxidemission beitragen. In Deutschland haben sie etwa einen Anteil von 25% an der Stromerzeugung. Zurück zum ABC Kohlenwasserstoffe Chemische Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff, die in fossilen Energieträgern vorkommen. Bei der Verbrennung dieser Verbindungen entsteht u.a. Kohlendioxid und Wasser. Zurück zum ABC Konvektion Wärmetransportmechanismus in Flüssigkeiten oder Gasen. Man unterscheidet natürliche oder erzwungene Konvektion. Erzwungene Konvektion wäre z.B. die Bewegung von Luft mit einem Ventilator. Der Konvektor, ein häufig eingesetzter Heizkörper hat an der Innenseite Luftkanäle und nützt damit die natürliche Konvektion. Er saugt an der Unterseite die ankommende Luft an, erwärmt sie und befördert sie dadurch nach oben (Grund: warme Luft ist wegen geringerer Dichte leichter). Dadurch kommt es zur Ausbildung einer sog. Konvektionswalze, die den gesamten Raum mit warmer Luft versorgen und beheizen kann. Zurück zum ABC Luftfeuchtigkeit Luft nimmt Wasser in Form von Wasserdampf auf. Anders als häufig die Vorstellung, geschieht dies nicht durch chemische Bindung, sondern durch einen statistischen Prozess, der von der kinetischen Energie der Gasteilchen bestimmt wird. Zur Erklärung: Luft kann in guter Näherung als ideales Gas (überwiegend Sauerstoff und Stickstoffteichen) betrachtet werden, und die Energie seiner einzelnen Teilchen ist im thermischen Gleichgewicht gemäß der maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung gegeben. Diese Geschwindigkeitsverteilung gilt auch für Wasser bzw. die Wassermoleküle. Es gibt daher immer wieder Wassermoleküle an der Luft-Wasser-Grenzfläche, die genügend kinetische Energie besitzen ihre eigene Bindungsenergie zu überwinden und in die Luft übergehen können. Die Energie für diesen Abtrennprozess hat das System in Form von Verdamfungswärme (Verdampfungsenthalpie) aufzuwenden. Folglich sinkt die Temperatur der Wassergrenzfläche und sug. des Wassers. (Das selbe Prinzip gilt auch bei sog. alten Verdampfungskühlern bei Verbrennungsmotoren.) Gleichzeitig gehen in einem zweiten Prozess immer wieder Wassermoleküle aus der Luft Bindungen mit dem Wasser an der Luft-Wasser-Grenzfläche ein. Bei höherer kinetischer Energie oder Temperatur der Teilchen ist dies unwahrscheinlicher, da hier die Bindungsenergie leicht überwunden wird, jedoch nimmt mit der Anzahl der Wasserteilchen in der Luft auch die Wahrscheinlichkeit einer Bindung zu. Kommt es zur Bindung entsteht Kondensationswärme, die zum Temperaturanstieg im Wasser führt. Von der Lufttemperatur und der Menge der Wassermoleküle in der Luft (Luftfeuchte) hängt es nun ab, welcher Prozess dominiert. Warme Luft kann wegen der höheren kinetischen Energie mehr Wassermoleküle aufnehmen als kalte, die Kondensationskeime sind ebenfalls entscheidend. Gerne wird zum leichteren Verständnis der Begriff der sog. relativen Luftfeuchtigkeit verwendet. Luft mit 100% relativer Luftfeuchte hat die Sättigungskonzentration erreicht (Kondensation und Verdunstung sind im Gleichgewicht), sonst dominiert die Kondensation und es fällt Tauwasser aus (z.B. an Fensternscheiben). Hierzu sind aber auch Kondensationskeime (geladene Flächen und Teilchen, Staubteilchen, Aerosole in Luft) notwendig, sonst kann Luft auch um mehrere hundert Prozent übersättigt werden, ehe es zur sog. spontanen Kondensation kommt. Schimmelpilz in Wohnungen kann bei 80% relativer Luftfeuchte auftreten. Hat Luft bei einer Temperatur von 20°C z.B. eine relative Luftfeuchte von 50% (d.h. es könnte mindestens doppelt soviel Wasser aufnehmen) und man kühlt diese Luft z.B. an einer Grenzfläche ab, dann ist ab einer Temperatur von 12,6°C eine relative Luftfeuchte von 100% erreicht und es kommt zur Tauwasserbildung. In Gebäuden ist deshalb warme feuchte Luft, die auf kalte Stellen trifft oft ein Problem. Wichtig ist dies insbesondere für Wärmebrücken im Wohnbereich, Aufbau von Wänden und Decken, Außenwände mit Wärmedämmung, etc. Die Luftfeuchte in Wohnräumen hängt bei fester Raumtemperatur immer von verschiedenen Faktoren ab. Einmal von der Menge an Wasser- und Wasserdampfquellen wie z.B. Zimmerbrunnen und -pflanzen oder Bewohner, zum anderen vom Luftvolumen, von der Beschaffenheit der Wände, Böden und Decken, von der Inneneinrichtung und maßgeblich auch vom Lüftungsverhalten (Siehe Lüftung). Eine für den Menschen gesunde Luftfeuchte wäre bei ca. 40-65% gegeben (ideale Atemluft), ab ca. 80% kann die Luftfeuchte z.B. über Schimmelpilzwachstum schon wieder zum Problem werden. Je nach Bauart und Nutzung von Gebäuden treten fallweise zu hohe wie zu niedrige relative Luftfeuchtigkeiten auf. Als Abhilfe werden dabei Luftbefeuchter bzw. Lüftungsanlagen eingesetzt. Zurück zum ABC Lüftung Lüftung ist in bewohnten Gebäuden zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit und zur Aufrechterhaltung der Raumluftqualität notwendig. Bei der Raumluftqualität geht es vor allem darum, verbrauchte Raumluft mit zuviel Kohlendioxid sowie mit toxischen Gefahrstoffen (von Einrichtungsgegenständen und Gebäudeteilen abgegebenen) aus dem Wohnraum zu befördern. Lüftung kann durch verschiedene Techniken der natürlichen Lüftung (z.B. Stoß- oder Querlüftung über Fenster und Türen) sowie maschinell über Lüftungsanlagen geschehen, siehe Lüftungsanlagen. Zurück zum ABC Lüftungsanlagen Lüftungsanlagen regeln u.a. die Lüftung in Wohnräumen und sorgen für den nötigen Luftwechsel. In der kalten Jahreszeit können Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung dafür sorgen, dass ein Teil der Wärme, die beim natürlichen Lüften verloren geht, wieder als Raumwärme genutzt wird. Weiterhin lassen sich auch Gefahrstoffe von außen wie z.B. Pollen durch Filter bekämpfen. Lüftungsanlagen bedeuten aber auch einen zusätzlichen Investitionsaufwand sowie laufende Kosten für Wartung und Strombedarf. Zurück zum ABC Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe können für Gebrauchsgegenstände, Dämmstoffe, Schmierstoffe, etc. aber auch als/für Kraftstoffe verwendet werden. Diese bestehen chemisch oft aus Zellulose, einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung. Vorteil der nachwachsenden Rohstoffe im Kraftstoffbereich ist, dass diese sich nachhaltig gewinnen lassen und nicht auf endliche Ressourcen beschränkt sind. Besonders geeignet sind nachwachsende Rohstoffe dann, wenn ihr Anbau nicht in Konkurrenz zur Nahrungsschiene von Mensch und Tier steht. Abfallstoffe aus Stroh oder auch Holz in verschiedenster Form sind damit aussichtsreiche Kandidaten. Zurück zum ABC Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Energieberatung Dienstleistung die das gesamte energetische Konzept durch Information und Analysen unterstützen soll. Sie ist für Unternehmen genauso relevant wie für Hausbesitzer und wird vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) gefördert. Zurück zum ABC Energieeinspeisegesetz (EEG) Wurde ursprünglich beschlossen um die elektrische Einspeisung von regenerativen Energien (d.h. elektrische Energie aus regenerativen Energieträgern) ins Netz zu fördern, ist jedoch mittlerweile stark Interessengruppen geleitet. Das EEG vergütet die Einspeisung unterschiedlicher alternativer Energien unterschiedlich hoch. Um Wirtschaftlichkeit zu erreichen ist die Förderung höher als bei konventionell erzeugtem Strom, die ausbezahlten Mehrkosten werden auf alle elektrischen Energieversorger aufgeteilt und auf den Strompreis aufgeschlagen. Effektive und wettbewerbsfähige Energien wie Wind- oder Wasserkraft werden z.B. mit ca. 5-10 Cent/kWh vergütet, was fast im Bereich der Erzeugungskosten für konventionellen Strom liegt. Technologien die zur Zeit noch wenig entwickelt sind, wie die Photovoltaik (elektrische Solarenergie) mit 25-50 Cent/kWh. Dies hat im Bereich der Photovoltaik zu großer Anlagenexpansion und Stillstand der Innovation geführt, da teuere Anlagen (hohe Anschaffungskosten pro kWh), durch die hohe Vergütung, auch bei geringer Effektivität wirtschaftlich betrieben werden können. Neuentwicklungen kommen deshalb nur schwer auf den Markt. Würde sich das EEG mehr darauf konzentrieren die starken und wettbewerbsfähigen Energien zu fördern und die restlichen nur angemessen, könnte der Bereich der regenerativen Energien deutlich schneller wachsen. Zurück zum ABC Energiepass Der Energiepass oder -ausweis ist ein Zertifikat, das eingeführt wurde um die Vergleichbarkeit im Energieverbrauch von Gebäuden zu ermöglichen, bzw. um generell ihren Energieverbrauch abzuschätzen. Ziel der Einführung war u.a. die generelle Absenkung des Primärenergieverbrauchs (siehe Primärenergie) im Gebäudebereich. Zurück zum ABC Energieeinsparverordnung (EnEV) Verordnung, die auf Grundlage des Energieeinsparungsgesetzes den Energieverbrauch und die thermische Beschaffenheit von Gebäuden und deren Anlagen regelt. Regelt u.a. auch den Energieausweis (siehe Energiepass) und ist besonders relevant für Gebäudesanierung und Neubau. Zurück zum ABC Flächenheizung Sog. Flächenheizungen (Boden-, Wand-, Deckenheizungen) ermöglichen in Räumen durch warme Umfassungsflächen eine höhere Behaglichkeit (siehe Behaglichkeit). Sie geben einen hohen Anteil ihrer Wärme als Strahlungswärme ab und ermöglichen geringere Vorlauftemperaturen im Heizsystem. Damit sind sie für Heizungssysteme mit Brennwerttechnik, aber auch für Heizungen mit Solarunterstützung oder Wärmepumpentechnik besonders geeignet. Nachteilig ist der Mehraufwand bzgl. der Anlagentechnik und eine gewisse Trägheit dieser Systeme. Zurück zum ABC Gasheizung Die Gasheizung (Erdgasheizung) ist ein platzsparendes, in der Regel wartungsarmes und kostengünstiges Heizsystem, das besonders gut als Brennwerttechnik arbeitet. Leider ergibt sich durch den Anschluss an das öffentliche Gasnetz auch eine Abhängigkeit vom Versorger. Es sind verschiedene Erdgase (L, H-Erdgas) unterschiedlicher Herkunft und Zusammensetzung gebräuchlich. Hauptbestandteil der Gase ist jeweils Methan. Für die Zukunft ist auch denkbar, das Bio-Gase mit ins Netz gespeist werden. Zurück zum ABC Heizenergiebedarf Der z.B. in einer Energieberatung berechnete Energiebedarf für die Beheizung eines Gebäudes ohne Warmwasserbereitung und Anlagenverluste. Zurück zum ABC Heizwert Als Heizwert oder unterer Heizwert ist der Energiebetrag definiert, der bei vollständiger Verbrennung (Atmosphärendruck, 25°C) eines Stoffes (Gas, Heizöl,...) frei wird. Das bei der Verbrennung entstandene Wasser liegt dabei im Abgas dampfförmig vor. Nutzt man zusätzlich noch die im Wasserdampf befindliche Energie durch Kondensation, dann erhält man den sog. oberen Heizwert oder auch Brennwert eines Stoffes (siehe Brennwerttechnik). Zurück zum ABC Holzpellet Grundstoff mit dem sich sog. Pelletheizungen (i.d.R. Niedertemperaturheizungen) betreiben lassen. Von der Anlagentechnik und von der Brennstoffbeschaffung her sind solche Systeme aufwendiger als Stückholzheizungen, aber dafür auch benutzerfreundlicher. Zurück zum ABC Hydraulischer Abgleich Begriff aus der Heizungstechnik, speziell bei Warmwasserzentralheizungen. Durch Regelung, Dimensionierung und Planung wird versucht , die Durchflussmenge von Wassers durch das Verteilsystem (Heizungsrohre) so zu regeln, dass bei einer bestimmten Vorlauftemperatur an jedem Heizkörper oder -kreis die gewünschte Raumtemperatur erreicht wird. Technisch oft sehr aufwendig, besonders wichtig bei größeren und weitreichenden Heizungssytemen. Zurück zum ABC Kernenergie Energie, die bei Kernspaltung oder Kernfussion frei wird. Bedeutung für die technologische Energieerzeugung hat gegenwärtig nur die Kernspaltung. In Kernkraftwerken (auch Atomkraftwerke genannt) wird damit in der BRD seit den 60er Jahren vermehrt ''Strom'' erzeugt. Kernkraft war politisch immer sehr umstritten, bis vor einigen Jahren ein Ausstieg beschlossen wurde – Wiedereinstieg ist noch immer Gegenstand politischer Diskussionen. Gegenwärtig hat die Kernkraft einen Anteil von etwa 30% bei der Stromerzeugung, bzw. 13% beim gesamten Primärenergieverbrauch. Kernkraft hat grundsätzlich - wie andere konventionelle Energien auch - ein Ressourcen Problem, da natürliche Vorkommen an Uran begrenzt sind. Zudem ergibt sich eine umstrittene Umwelt- und Sicherheitsproblematik. Zurück zum ABC Kernfussion Eine Variante mit der sich Kernenergie nutzen lässt. Der Fussionsprozess läuft z.B. natürlich in der Sonne ab, technologisch ist er aber schwer zugänglich und Gegenstand aktueller Forschung und Entwicklung. Entscheidende Ergebnisse sind nach Angaben von Fachleuten nicht vor 2050 zu erwarten, es bestehen noch eine Vielzahl ungelöster Problemstellungen. Zurück zum ABC Klimawandel Schlagwort in der gegenwärtigen Diskussion. Gibt es eine globale Erwärmung? Handelt es sich hierbei um eine vom Menschen verursachte Erwärmung? Ist insbesondere das durch Verbrennung fossiler Energieträger erzeugte Klimagas Kohlendioxid für die Erwärmung verantwortlich? Das sind nur drei Fragen, die sich stellen und diskutiert werden. Der globale Temperaturanstieg seit Auswertung der ersten verfügbaren Messdaten (Quelle: NASA bzw. Hadley Centre) von 1880 war schrittweise relativ gering und bewegte sich immer im zehntel Gradbereich. Von 1920-1940 stieg demnach die Temperatur um 0,3K an, von 1940 bis 1980 war sie dann in etwa konstant oder sank leicht, seit 1980 stieg sie wieder um 0,5K. Die Streuung der Messwerte zwischen den Jahren war hoch (Kurven daher in Darstellung oft geglättet, z.B. über 11 Jahre) und betrug immer wieder einige zehntel Kelvin. Als Ursachen für eine globale Erwärmung werden, sowohl natürliche Faktoren wie Veränderung der Sonnenaktivität, als auch die vermehrte Produktion von Treibhausgasen wie Kohlendioxid, angeführt. Sinnvoll erscheint eine Überlagerung der verschiedenen Effekte, wie sie u.a. von Rahmstorf und Schellnhuber (berät zur Zeit auch die Bundesregierung) vertreten wird. Neben der globalen Erwärmung, die aufgrund ihrer Ausprägung nicht von allen Experten/Lobbyisten etc. geteilt wird, gibt es auch einen lokalen Klimawandel in Deutschland. Dieser lässt sich eindeutig an Vegetationserscheinungen festmachen. Damit jedoch automatisch auf einen globalen Klimawandel zu schließen, wäre unwissenschaftlich und falsch. Denn das Klima unterlag in der Vergangenheit immer wieder lokal-temporären Schwankungen. Es sprechen viele Argumente für einen durch den Menschen verursachten globalen Klimawandel, entscheidend ist jedoch wie genau die gemessenen weltweiten Temperaturdaten sind. Theoretische Modelle lassen sich dann immer wieder schnell anpassen. Klimadiskussion hin oder her, eines ist klar. Vermeidung von Kohlendioxid aus fossilen Ursprung macht auf alle Fälle Sinn, denn die fossilen Ressourcen wie Erdöl oder -gas sind begrenzt und der Energieträger der Zukunft wird nicht aus der Erde gepumpt. Zurück zum ABC Kohlendioxid Sog. Klimagas, das für den Klimawandel verantwortlich gemacht wird. Kohlendioxid entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoff und Kohlenwasserstoffen, wie sie in fossilen Energieträgern (Erdölprodukte, Erdgas, Kohle,...) und Holz vorkommen. Im Gegensatz zu den fossilen Energieträgern nimmt Holz das entstandene Kohlendioxid beim Nachwachsen in einem längeren Zyklus wieder auf. Immer mehr an Bedeutung gewinnt das im Bereich Verkehr erzeugte Kohlendioxid, insbesondere im Flugverkehr. Zwar ist dort die erzeugte Menge pro Passagier und km etwwas geringer als z.B. beim PKW, mit großen Flugstrecken wird sie aber enorm. Durch wenige Langstreckenflüge kann man so leicht die vielfache Menge Kohlendioxid verursachen, die im Jahr für Gebäudebeheizung und PKW anfällt. Fluggesellschaften wissen das und haben reagiert, sie bieten Fluggästen deshalb die Förderung von Projekten mit regenerativer Energieerzeugung etc. an. Dies soll die Flugteilnahme kompensieren, beruhigt aber nur das Gewissen. Effektiv helfen kann aber nur Einschränkung oder Verzicht auf überflüssige Flugreisen. Die Tendenz weist leider eine andere Richtung. Ein Umdenken in dieser Richtung würde mehr bringen als viele technologische Ansätze. Zurück zum ABC Kohlekraftwerke Kraftwerke, die potentionell heimische Energieträger wie Braun- oder Steinkohle verbrennen und dadurch zur Kohlendioxidemission beitragen. In Deutschland haben sie etwa einen Anteil von 25% an der Stromerzeugung. Zurück zum ABC Kohlenwasserstoffe Chemische Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff, die in fossilen Energieträgern vorkommen. Bei der Verbrennung dieser Verbindungen entsteht u.a. Kohlendioxid und Wasser. Zurück zum ABC Konvektion Wärmetransportmechanismus in Flüssigkeiten oder Gasen. Man unterscheidet natürliche oder erzwungene Konvektion. Erzwungene Konvektion wäre z.B. die Bewegung von Luft mit einem Ventilator. Der Konvektor, ein häufig eingesetzter Heizkörper hat an der Innenseite Luftkanäle und nützt damit die natürliche Konvektion. Er saugt an der Unterseite die ankommende Luft an, erwärmt sie und befördert sie dadurch nach oben (Grund: warme Luft ist wegen geringerer Dichte leichter). Dadurch kommt es zur Ausbildung einer sog. Konvektionswalze, die den gesamten Raum mit warmer Luft versorgen und beheizen kann. Zurück zum ABC Luftfeuchtigkeit Luft nimmt Wasser in Form von Wasserdampf auf. Anders als häufig die Vorstellung, geschieht dies nicht durch chemische Bindung, sondern durch einen statistischen Prozess, der von der kinetischen Energie der Gasteilchen bestimmt wird. Zur Erklärung: Luft kann in guter Näherung als ideales Gas (überwiegend Sauerstoff und Stickstoffteichen) betrachtet werden, und die Energie seiner einzelnen Teilchen ist im thermischen Gleichgewicht gemäß der maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung gegeben. Diese Geschwindigkeitsverteilung gilt auch für Wasser bzw. die Wassermoleküle. Es gibt daher immer wieder Wassermoleküle an der Luft-Wasser-Grenzfläche, die genügend kinetische Energie besitzen ihre eigene Bindungsenergie zu überwinden und in die Luft übergehen können. Die Energie für diesen Abtrennprozess hat das System in Form von Verdamfungswärme (Verdampfungsenthalpie) aufzuwenden. Folglich sinkt die Temperatur der Wassergrenzfläche und sug. des Wassers. (Das selbe Prinzip gilt auch bei sog. alten Verdampfungskühlern bei Verbrennungsmotoren.) Gleichzeitig gehen in einem zweiten Prozess immer wieder Wassermoleküle aus der Luft Bindungen mit dem Wasser an der Luft-Wasser-Grenzfläche ein. Bei höherer kinetischer Energie oder Temperatur der Teilchen ist dies unwahrscheinlicher, da hier die Bindungsenergie leicht überwunden wird, jedoch nimmt mit der Anzahl der Wasserteilchen in der Luft auch die Wahrscheinlichkeit einer Bindung zu. Kommt es zur Bindung entsteht Kondensationswärme, die zum Temperaturanstieg im Wasser führt. Von der Lufttemperatur und der Menge der Wassermoleküle in der Luft (Luftfeuchte) hängt es nun ab, welcher Prozess dominiert. Warme Luft kann wegen der höheren kinetischen Energie mehr Wassermoleküle aufnehmen als kalte, die Kondensationskeime sind ebenfalls entscheidend. Gerne wird zum leichteren Verständnis der Begriff der sog. relativen Luftfeuchtigkeit verwendet. Luft mit 100% relativer Luftfeuchte hat die Sättigungskonzentration erreicht (Kondensation und Verdunstung sind im Gleichgewicht), sonst dominiert die Kondensation und es fällt Tauwasser aus (z.B. an Fensternscheiben). Hierzu sind aber auch Kondensationskeime (geladene Flächen und Teilchen, Staubteilchen, Aerosole in Luft) notwendig, sonst kann Luft auch um mehrere hundert Prozent übersättigt werden, ehe es zur sog. spontanen Kondensation kommt. Schimmelpilz in Wohnungen kann bei 80% relativer Luftfeuchte auftreten. Hat Luft bei einer Temperatur von 20°C z.B. eine relative Luftfeuchte von 50% (d.h. es könnte mindestens doppelt soviel Wasser aufnehmen) und man kühlt diese Luft z.B. an einer Grenzfläche ab, dann ist ab einer Temperatur von 12,6°C eine relative Luftfeuchte von 100% erreicht und es kommt zur Tauwasserbildung. In Gebäuden ist deshalb warme feuchte Luft, die auf kalte Stellen trifft oft ein Problem. Wichtig ist dies insbesondere für Wärmebrücken im Wohnbereich, Aufbau von Wänden und Decken, Außenwände mit Wärmedämmung, etc. Die Luftfeuchte in Wohnräumen hängt bei fester Raumtemperatur immer von verschiedenen Faktoren ab. Einmal von der Menge an Wasser- und Wasserdampfquellen wie z.B. Zimmerbrunnen und -pflanzen oder Bewohner, zum anderen vom Luftvolumen, von der Beschaffenheit der Wände, Böden und Decken, von der Inneneinrichtung und maßgeblich auch vom Lüftungsverhalten (Siehe Lüftung). Eine für den Menschen gesunde Luftfeuchte wäre bei ca. 40-65% gegeben (ideale Atemluft), ab ca. 80% kann die Luftfeuchte z.B. über Schimmelpilzwachstum schon wieder zum Problem werden. Je nach Bauart und Nutzung von Gebäuden treten fallweise zu hohe wie zu niedrige relative Luftfeuchtigkeiten auf. Als Abhilfe werden dabei Luftbefeuchter bzw. Lüftungsanlagen eingesetzt. Zurück zum ABC Lüftung Lüftung ist in bewohnten Gebäuden zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit und zur Aufrechterhaltung der Raumluftqualität notwendig. Bei der Raumluftqualität geht es vor allem darum, verbrauchte Raumluft mit zuviel Kohlendioxid sowie mit toxischen Gefahrstoffen (von Einrichtungsgegenständen und Gebäudeteilen abgegebenen) aus dem Wohnraum zu befördern. Lüftung kann durch verschiedene Techniken der natürlichen Lüftung (z.B. Stoß- oder Querlüftung über Fenster und Türen) sowie maschinell über Lüftungsanlagen geschehen, siehe Lüftungsanlagen. Zurück zum ABC Lüftungsanlagen Lüftungsanlagen regeln u.a. die Lüftung in Wohnräumen und sorgen für den nötigen Luftwechsel. In der kalten Jahreszeit können Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung dafür sorgen, dass ein Teil der Wärme, die beim natürlichen Lüften verloren geht, wieder als Raumwärme genutzt wird. Weiterhin lassen sich auch Gefahrstoffe von außen wie z.B. Pollen durch Filter bekämpfen. Lüftungsanlagen bedeuten aber auch einen zusätzlichen Investitionsaufwand sowie laufende Kosten für Wartung und Strombedarf. Zurück zum ABC Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe können für Gebrauchsgegenstände, Dämmstoffe, Schmierstoffe, etc. aber auch als/für Kraftstoffe verwendet werden. Diese bestehen chemisch oft aus Zellulose, einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung. Vorteil der nachwachsenden Rohstoffe im Kraftstoffbereich ist, dass diese sich nachhaltig gewinnen lassen und nicht auf endliche Ressourcen beschränkt sind. Besonders geeignet sind nachwachsende Rohstoffe dann, wenn ihr Anbau nicht in Konkurrenz zur Nahrungsschiene von Mensch und Tier steht. Abfallstoffe aus Stroh oder auch Holz in verschiedenster Form sind damit aussichtsreiche Kandidaten. Zurück zum ABC Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Energieeinspeisegesetz (EEG) Wurde ursprünglich beschlossen um die elektrische Einspeisung von regenerativen Energien (d.h. elektrische Energie aus regenerativen Energieträgern) ins Netz zu fördern, ist jedoch mittlerweile stark Interessengruppen geleitet. Das EEG vergütet die Einspeisung unterschiedlicher alternativer Energien unterschiedlich hoch. Um Wirtschaftlichkeit zu erreichen ist die Förderung höher als bei konventionell erzeugtem Strom, die ausbezahlten Mehrkosten werden auf alle elektrischen Energieversorger aufgeteilt und auf den Strompreis aufgeschlagen. Effektive und wettbewerbsfähige Energien wie Wind- oder Wasserkraft werden z.B. mit ca. 5-10 Cent/kWh vergütet, was fast im Bereich der Erzeugungskosten für konventionellen Strom liegt. Technologien die zur Zeit noch wenig entwickelt sind, wie die Photovoltaik (elektrische Solarenergie) mit 25-50 Cent/kWh. Dies hat im Bereich der Photovoltaik zu großer Anlagenexpansion und Stillstand der Innovation geführt, da teuere Anlagen (hohe Anschaffungskosten pro kWh), durch die hohe Vergütung, auch bei geringer Effektivität wirtschaftlich betrieben werden können. Neuentwicklungen kommen deshalb nur schwer auf den Markt. Würde sich das EEG mehr darauf konzentrieren die starken und wettbewerbsfähigen Energien zu fördern und die restlichen nur angemessen, könnte der Bereich der regenerativen Energien deutlich schneller wachsen. Zurück zum ABC Energiepass Der Energiepass oder -ausweis ist ein Zertifikat, das eingeführt wurde um die Vergleichbarkeit im Energieverbrauch von Gebäuden zu ermöglichen, bzw. um generell ihren Energieverbrauch abzuschätzen. Ziel der Einführung war u.a. die generelle Absenkung des Primärenergieverbrauchs (siehe Primärenergie) im Gebäudebereich. Zurück zum ABC Energieeinsparverordnung (EnEV) Verordnung, die auf Grundlage des Energieeinsparungsgesetzes den Energieverbrauch und die thermische Beschaffenheit von Gebäuden und deren Anlagen regelt. Regelt u.a. auch den Energieausweis (siehe Energiepass) und ist besonders relevant für Gebäudesanierung und Neubau. Zurück zum ABC Flächenheizung Sog. Flächenheizungen (Boden-, Wand-, Deckenheizungen) ermöglichen in Räumen durch warme Umfassungsflächen eine höhere Behaglichkeit (siehe Behaglichkeit). Sie geben einen hohen Anteil ihrer Wärme als Strahlungswärme ab und ermöglichen geringere Vorlauftemperaturen im Heizsystem. Damit sind sie für Heizungssysteme mit Brennwerttechnik, aber auch für Heizungen mit Solarunterstützung oder Wärmepumpentechnik besonders geeignet. Nachteilig ist der Mehraufwand bzgl. der Anlagentechnik und eine gewisse Trägheit dieser Systeme. Zurück zum ABC Gasheizung Die Gasheizung (Erdgasheizung) ist ein platzsparendes, in der Regel wartungsarmes und kostengünstiges Heizsystem, das besonders gut als Brennwerttechnik arbeitet. Leider ergibt sich durch den Anschluss an das öffentliche Gasnetz auch eine Abhängigkeit vom Versorger. Es sind verschiedene Erdgase (L, H-Erdgas) unterschiedlicher Herkunft und Zusammensetzung gebräuchlich. Hauptbestandteil der Gase ist jeweils Methan. Für die Zukunft ist auch denkbar, das Bio-Gase mit ins Netz gespeist werden. Zurück zum ABC Heizenergiebedarf Der z.B. in einer Energieberatung berechnete Energiebedarf für die Beheizung eines Gebäudes ohne Warmwasserbereitung und Anlagenverluste. Zurück zum ABC Heizwert Als Heizwert oder unterer Heizwert ist der Energiebetrag definiert, der bei vollständiger Verbrennung (Atmosphärendruck, 25°C) eines Stoffes (Gas, Heizöl,...) frei wird. Das bei der Verbrennung entstandene Wasser liegt dabei im Abgas dampfförmig vor. Nutzt man zusätzlich noch die im Wasserdampf befindliche Energie durch Kondensation, dann erhält man den sog. oberen Heizwert oder auch Brennwert eines Stoffes (siehe Brennwerttechnik). Zurück zum ABC Holzpellet Grundstoff mit dem sich sog. Pelletheizungen (i.d.R. Niedertemperaturheizungen) betreiben lassen. Von der Anlagentechnik und von der Brennstoffbeschaffung her sind solche Systeme aufwendiger als Stückholzheizungen, aber dafür auch benutzerfreundlicher. Zurück zum ABC Hydraulischer Abgleich Begriff aus der Heizungstechnik, speziell bei Warmwasserzentralheizungen. Durch Regelung, Dimensionierung und Planung wird versucht , die Durchflussmenge von Wassers durch das Verteilsystem (Heizungsrohre) so zu regeln, dass bei einer bestimmten Vorlauftemperatur an jedem Heizkörper oder -kreis die gewünschte Raumtemperatur erreicht wird. Technisch oft sehr aufwendig, besonders wichtig bei größeren und weitreichenden Heizungssytemen. Zurück zum ABC Kernenergie Energie, die bei Kernspaltung oder Kernfussion frei wird. Bedeutung für die technologische Energieerzeugung hat gegenwärtig nur die Kernspaltung. In Kernkraftwerken (auch Atomkraftwerke genannt) wird damit in der BRD seit den 60er Jahren vermehrt ''Strom'' erzeugt. Kernkraft war politisch immer sehr umstritten, bis vor einigen Jahren ein Ausstieg beschlossen wurde – Wiedereinstieg ist noch immer Gegenstand politischer Diskussionen. Gegenwärtig hat die Kernkraft einen Anteil von etwa 30% bei der Stromerzeugung, bzw. 13% beim gesamten Primärenergieverbrauch. Kernkraft hat grundsätzlich - wie andere konventionelle Energien auch - ein Ressourcen Problem, da natürliche Vorkommen an Uran begrenzt sind. Zudem ergibt sich eine umstrittene Umwelt- und Sicherheitsproblematik. Zurück zum ABC Kernfussion Eine Variante mit der sich Kernenergie nutzen lässt. Der Fussionsprozess läuft z.B. natürlich in der Sonne ab, technologisch ist er aber schwer zugänglich und Gegenstand aktueller Forschung und Entwicklung. Entscheidende Ergebnisse sind nach Angaben von Fachleuten nicht vor 2050 zu erwarten, es bestehen noch eine Vielzahl ungelöster Problemstellungen. Zurück zum ABC Klimawandel Schlagwort in der gegenwärtigen Diskussion. Gibt es eine globale Erwärmung? Handelt es sich hierbei um eine vom Menschen verursachte Erwärmung? Ist insbesondere das durch Verbrennung fossiler Energieträger erzeugte Klimagas Kohlendioxid für die Erwärmung verantwortlich? Das sind nur drei Fragen, die sich stellen und diskutiert werden. Der globale Temperaturanstieg seit Auswertung der ersten verfügbaren Messdaten (Quelle: NASA bzw. Hadley Centre) von 1880 war schrittweise relativ gering und bewegte sich immer im zehntel Gradbereich. Von 1920-1940 stieg demnach die Temperatur um 0,3K an, von 1940 bis 1980 war sie dann in etwa konstant oder sank leicht, seit 1980 stieg sie wieder um 0,5K. Die Streuung der Messwerte zwischen den Jahren war hoch (Kurven daher in Darstellung oft geglättet, z.B. über 11 Jahre) und betrug immer wieder einige zehntel Kelvin. Als Ursachen für eine globale Erwärmung werden, sowohl natürliche Faktoren wie Veränderung der Sonnenaktivität, als auch die vermehrte Produktion von Treibhausgasen wie Kohlendioxid, angeführt. Sinnvoll erscheint eine Überlagerung der verschiedenen Effekte, wie sie u.a. von Rahmstorf und Schellnhuber (berät zur Zeit auch die Bundesregierung) vertreten wird. Neben der globalen Erwärmung, die aufgrund ihrer Ausprägung nicht von allen Experten/Lobbyisten etc. geteilt wird, gibt es auch einen lokalen Klimawandel in Deutschland. Dieser lässt sich eindeutig an Vegetationserscheinungen festmachen. Damit jedoch automatisch auf einen globalen Klimawandel zu schließen, wäre unwissenschaftlich und falsch. Denn das Klima unterlag in der Vergangenheit immer wieder lokal-temporären Schwankungen. Es sprechen viele Argumente für einen durch den Menschen verursachten globalen Klimawandel, entscheidend ist jedoch wie genau die gemessenen weltweiten Temperaturdaten sind. Theoretische Modelle lassen sich dann immer wieder schnell anpassen. Klimadiskussion hin oder her, eines ist klar. Vermeidung von Kohlendioxid aus fossilen Ursprung macht auf alle Fälle Sinn, denn die fossilen Ressourcen wie Erdöl oder -gas sind begrenzt und der Energieträger der Zukunft wird nicht aus der Erde gepumpt. Zurück zum ABC Kohlendioxid Sog. Klimagas, das für den Klimawandel verantwortlich gemacht wird. Kohlendioxid entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoff und Kohlenwasserstoffen, wie sie in fossilen Energieträgern (Erdölprodukte, Erdgas, Kohle,...) und Holz vorkommen. Im Gegensatz zu den fossilen Energieträgern nimmt Holz das entstandene Kohlendioxid beim Nachwachsen in einem längeren Zyklus wieder auf. Immer mehr an Bedeutung gewinnt das im Bereich Verkehr erzeugte Kohlendioxid, insbesondere im Flugverkehr. Zwar ist dort die erzeugte Menge pro Passagier und km etwwas geringer als z.B. beim PKW, mit großen Flugstrecken wird sie aber enorm. Durch wenige Langstreckenflüge kann man so leicht die vielfache Menge Kohlendioxid verursachen, die im Jahr für Gebäudebeheizung und PKW anfällt. Fluggesellschaften wissen das und haben reagiert, sie bieten Fluggästen deshalb die Förderung von Projekten mit regenerativer Energieerzeugung etc. an. Dies soll die Flugteilnahme kompensieren, beruhigt aber nur das Gewissen. Effektiv helfen kann aber nur Einschränkung oder Verzicht auf überflüssige Flugreisen. Die Tendenz weist leider eine andere Richtung. Ein Umdenken in dieser Richtung würde mehr bringen als viele technologische Ansätze. Zurück zum ABC Kohlekraftwerke Kraftwerke, die potentionell heimische Energieträger wie Braun- oder Steinkohle verbrennen und dadurch zur Kohlendioxidemission beitragen. In Deutschland haben sie etwa einen Anteil von 25% an der Stromerzeugung. Zurück zum ABC Kohlenwasserstoffe Chemische Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff, die in fossilen Energieträgern vorkommen. Bei der Verbrennung dieser Verbindungen entsteht u.a. Kohlendioxid und Wasser. Zurück zum ABC Konvektion Wärmetransportmechanismus in Flüssigkeiten oder Gasen. Man unterscheidet natürliche oder erzwungene Konvektion. Erzwungene Konvektion wäre z.B. die Bewegung von Luft mit einem Ventilator. Der Konvektor, ein häufig eingesetzter Heizkörper hat an der Innenseite Luftkanäle und nützt damit die natürliche Konvektion. Er saugt an der Unterseite die ankommende Luft an, erwärmt sie und befördert sie dadurch nach oben (Grund: warme Luft ist wegen geringerer Dichte leichter). Dadurch kommt es zur Ausbildung einer sog. Konvektionswalze, die den gesamten Raum mit warmer Luft versorgen und beheizen kann. Zurück zum ABC Luftfeuchtigkeit Luft nimmt Wasser in Form von Wasserdampf auf. Anders als häufig die Vorstellung, geschieht dies nicht durch chemische Bindung, sondern durch einen statistischen Prozess, der von der kinetischen Energie der Gasteilchen bestimmt wird. Zur Erklärung: Luft kann in guter Näherung als ideales Gas (überwiegend Sauerstoff und Stickstoffteichen) betrachtet werden, und die Energie seiner einzelnen Teilchen ist im thermischen Gleichgewicht gemäß der maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung gegeben. Diese Geschwindigkeitsverteilung gilt auch für Wasser bzw. die Wassermoleküle. Es gibt daher immer wieder Wassermoleküle an der Luft-Wasser-Grenzfläche, die genügend kinetische Energie besitzen ihre eigene Bindungsenergie zu überwinden und in die Luft übergehen können. Die Energie für diesen Abtrennprozess hat das System in Form von Verdamfungswärme (Verdampfungsenthalpie) aufzuwenden. Folglich sinkt die Temperatur der Wassergrenzfläche und sug. des Wassers. (Das selbe Prinzip gilt auch bei sog. alten Verdampfungskühlern bei Verbrennungsmotoren.) Gleichzeitig gehen in einem zweiten Prozess immer wieder Wassermoleküle aus der Luft Bindungen mit dem Wasser an der Luft-Wasser-Grenzfläche ein. Bei höherer kinetischer Energie oder Temperatur der Teilchen ist dies unwahrscheinlicher, da hier die Bindungsenergie leicht überwunden wird, jedoch nimmt mit der Anzahl der Wasserteilchen in der Luft auch die Wahrscheinlichkeit einer Bindung zu. Kommt es zur Bindung entsteht Kondensationswärme, die zum Temperaturanstieg im Wasser führt. Von der Lufttemperatur und der Menge der Wassermoleküle in der Luft (Luftfeuchte) hängt es nun ab, welcher Prozess dominiert. Warme Luft kann wegen der höheren kinetischen Energie mehr Wassermoleküle aufnehmen als kalte, die Kondensationskeime sind ebenfalls entscheidend. Gerne wird zum leichteren Verständnis der Begriff der sog. relativen Luftfeuchtigkeit verwendet. Luft mit 100% relativer Luftfeuchte hat die Sättigungskonzentration erreicht (Kondensation und Verdunstung sind im Gleichgewicht), sonst dominiert die Kondensation und es fällt Tauwasser aus (z.B. an Fensternscheiben). Hierzu sind aber auch Kondensationskeime (geladene Flächen und Teilchen, Staubteilchen, Aerosole in Luft) notwendig, sonst kann Luft auch um mehrere hundert Prozent übersättigt werden, ehe es zur sog. spontanen Kondensation kommt. Schimmelpilz in Wohnungen kann bei 80% relativer Luftfeuchte auftreten. Hat Luft bei einer Temperatur von 20°C z.B. eine relative Luftfeuchte von 50% (d.h. es könnte mindestens doppelt soviel Wasser aufnehmen) und man kühlt diese Luft z.B. an einer Grenzfläche ab, dann ist ab einer Temperatur von 12,6°C eine relative Luftfeuchte von 100% erreicht und es kommt zur Tauwasserbildung. In Gebäuden ist deshalb warme feuchte Luft, die auf kalte Stellen trifft oft ein Problem. Wichtig ist dies insbesondere für Wärmebrücken im Wohnbereich, Aufbau von Wänden und Decken, Außenwände mit Wärmedämmung, etc. Die Luftfeuchte in Wohnräumen hängt bei fester Raumtemperatur immer von verschiedenen Faktoren ab. Einmal von der Menge an Wasser- und Wasserdampfquellen wie z.B. Zimmerbrunnen und -pflanzen oder Bewohner, zum anderen vom Luftvolumen, von der Beschaffenheit der Wände, Böden und Decken, von der Inneneinrichtung und maßgeblich auch vom Lüftungsverhalten (Siehe Lüftung). Eine für den Menschen gesunde Luftfeuchte wäre bei ca. 40-65% gegeben (ideale Atemluft), ab ca. 80% kann die Luftfeuchte z.B. über Schimmelpilzwachstum schon wieder zum Problem werden. Je nach Bauart und Nutzung von Gebäuden treten fallweise zu hohe wie zu niedrige relative Luftfeuchtigkeiten auf. Als Abhilfe werden dabei Luftbefeuchter bzw. Lüftungsanlagen eingesetzt. Zurück zum ABC Lüftung Lüftung ist in bewohnten Gebäuden zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit und zur Aufrechterhaltung der Raumluftqualität notwendig. Bei der Raumluftqualität geht es vor allem darum, verbrauchte Raumluft mit zuviel Kohlendioxid sowie mit toxischen Gefahrstoffen (von Einrichtungsgegenständen und Gebäudeteilen abgegebenen) aus dem Wohnraum zu befördern. Lüftung kann durch verschiedene Techniken der natürlichen Lüftung (z.B. Stoß- oder Querlüftung über Fenster und Türen) sowie maschinell über Lüftungsanlagen geschehen, siehe Lüftungsanlagen. Zurück zum ABC Lüftungsanlagen Lüftungsanlagen regeln u.a. die Lüftung in Wohnräumen und sorgen für den nötigen Luftwechsel. In der kalten Jahreszeit können Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung dafür sorgen, dass ein Teil der Wärme, die beim natürlichen Lüften verloren geht, wieder als Raumwärme genutzt wird. Weiterhin lassen sich auch Gefahrstoffe von außen wie z.B. Pollen durch Filter bekämpfen. Lüftungsanlagen bedeuten aber auch einen zusätzlichen Investitionsaufwand sowie laufende Kosten für Wartung und Strombedarf. Zurück zum ABC Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe können für Gebrauchsgegenstände, Dämmstoffe, Schmierstoffe, etc. aber auch als/für Kraftstoffe verwendet werden. Diese bestehen chemisch oft aus Zellulose, einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung. Vorteil der nachwachsenden Rohstoffe im Kraftstoffbereich ist, dass diese sich nachhaltig gewinnen lassen und nicht auf endliche Ressourcen beschränkt sind. Besonders geeignet sind nachwachsende Rohstoffe dann, wenn ihr Anbau nicht in Konkurrenz zur Nahrungsschiene von Mensch und Tier steht. Abfallstoffe aus Stroh oder auch Holz in verschiedenster Form sind damit aussichtsreiche Kandidaten. Zurück zum ABC Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Energiepass Der Energiepass oder -ausweis ist ein Zertifikat, das eingeführt wurde um die Vergleichbarkeit im Energieverbrauch von Gebäuden zu ermöglichen, bzw. um generell ihren Energieverbrauch abzuschätzen. Ziel der Einführung war u.a. die generelle Absenkung des Primärenergieverbrauchs (siehe Primärenergie) im Gebäudebereich. Zurück zum ABC Energieeinsparverordnung (EnEV) Verordnung, die auf Grundlage des Energieeinsparungsgesetzes den Energieverbrauch und die thermische Beschaffenheit von Gebäuden und deren Anlagen regelt. Regelt u.a. auch den Energieausweis (siehe Energiepass) und ist besonders relevant für Gebäudesanierung und Neubau. Zurück zum ABC Flächenheizung Sog. Flächenheizungen (Boden-, Wand-, Deckenheizungen) ermöglichen in Räumen durch warme Umfassungsflächen eine höhere Behaglichkeit (siehe Behaglichkeit). Sie geben einen hohen Anteil ihrer Wärme als Strahlungswärme ab und ermöglichen geringere Vorlauftemperaturen im Heizsystem. Damit sind sie für Heizungssysteme mit Brennwerttechnik, aber auch für Heizungen mit Solarunterstützung oder Wärmepumpentechnik besonders geeignet. Nachteilig ist der Mehraufwand bzgl. der Anlagentechnik und eine gewisse Trägheit dieser Systeme. Zurück zum ABC Gasheizung Die Gasheizung (Erdgasheizung) ist ein platzsparendes, in der Regel wartungsarmes und kostengünstiges Heizsystem, das besonders gut als Brennwerttechnik arbeitet. Leider ergibt sich durch den Anschluss an das öffentliche Gasnetz auch eine Abhängigkeit vom Versorger. Es sind verschiedene Erdgase (L, H-Erdgas) unterschiedlicher Herkunft und Zusammensetzung gebräuchlich. Hauptbestandteil der Gase ist jeweils Methan. Für die Zukunft ist auch denkbar, das Bio-Gase mit ins Netz gespeist werden. Zurück zum ABC Heizenergiebedarf Der z.B. in einer Energieberatung berechnete Energiebedarf für die Beheizung eines Gebäudes ohne Warmwasserbereitung und Anlagenverluste. Zurück zum ABC Heizwert Als Heizwert oder unterer Heizwert ist der Energiebetrag definiert, der bei vollständiger Verbrennung (Atmosphärendruck, 25°C) eines Stoffes (Gas, Heizöl,...) frei wird. Das bei der Verbrennung entstandene Wasser liegt dabei im Abgas dampfförmig vor. Nutzt man zusätzlich noch die im Wasserdampf befindliche Energie durch Kondensation, dann erhält man den sog. oberen Heizwert oder auch Brennwert eines Stoffes (siehe Brennwerttechnik). Zurück zum ABC Holzpellet Grundstoff mit dem sich sog. Pelletheizungen (i.d.R. Niedertemperaturheizungen) betreiben lassen. Von der Anlagentechnik und von der Brennstoffbeschaffung her sind solche Systeme aufwendiger als Stückholzheizungen, aber dafür auch benutzerfreundlicher. Zurück zum ABC Hydraulischer Abgleich Begriff aus der Heizungstechnik, speziell bei Warmwasserzentralheizungen. Durch Regelung, Dimensionierung und Planung wird versucht , die Durchflussmenge von Wassers durch das Verteilsystem (Heizungsrohre) so zu regeln, dass bei einer bestimmten Vorlauftemperatur an jedem Heizkörper oder -kreis die gewünschte Raumtemperatur erreicht wird. Technisch oft sehr aufwendig, besonders wichtig bei größeren und weitreichenden Heizungssytemen. Zurück zum ABC Kernenergie Energie, die bei Kernspaltung oder Kernfussion frei wird. Bedeutung für die technologische Energieerzeugung hat gegenwärtig nur die Kernspaltung. In Kernkraftwerken (auch Atomkraftwerke genannt) wird damit in der BRD seit den 60er Jahren vermehrt ''Strom'' erzeugt. Kernkraft war politisch immer sehr umstritten, bis vor einigen Jahren ein Ausstieg beschlossen wurde – Wiedereinstieg ist noch immer Gegenstand politischer Diskussionen. Gegenwärtig hat die Kernkraft einen Anteil von etwa 30% bei der Stromerzeugung, bzw. 13% beim gesamten Primärenergieverbrauch. Kernkraft hat grundsätzlich - wie andere konventionelle Energien auch - ein Ressourcen Problem, da natürliche Vorkommen an Uran begrenzt sind. Zudem ergibt sich eine umstrittene Umwelt- und Sicherheitsproblematik. Zurück zum ABC Kernfussion Eine Variante mit der sich Kernenergie nutzen lässt. Der Fussionsprozess läuft z.B. natürlich in der Sonne ab, technologisch ist er aber schwer zugänglich und Gegenstand aktueller Forschung und Entwicklung. Entscheidende Ergebnisse sind nach Angaben von Fachleuten nicht vor 2050 zu erwarten, es bestehen noch eine Vielzahl ungelöster Problemstellungen. Zurück zum ABC Klimawandel Schlagwort in der gegenwärtigen Diskussion. Gibt es eine globale Erwärmung? Handelt es sich hierbei um eine vom Menschen verursachte Erwärmung? Ist insbesondere das durch Verbrennung fossiler Energieträger erzeugte Klimagas Kohlendioxid für die Erwärmung verantwortlich? Das sind nur drei Fragen, die sich stellen und diskutiert werden. Der globale Temperaturanstieg seit Auswertung der ersten verfügbaren Messdaten (Quelle: NASA bzw. Hadley Centre) von 1880 war schrittweise relativ gering und bewegte sich immer im zehntel Gradbereich. Von 1920-1940 stieg demnach die Temperatur um 0,3K an, von 1940 bis 1980 war sie dann in etwa konstant oder sank leicht, seit 1980 stieg sie wieder um 0,5K. Die Streuung der Messwerte zwischen den Jahren war hoch (Kurven daher in Darstellung oft geglättet, z.B. über 11 Jahre) und betrug immer wieder einige zehntel Kelvin. Als Ursachen für eine globale Erwärmung werden, sowohl natürliche Faktoren wie Veränderung der Sonnenaktivität, als auch die vermehrte Produktion von Treibhausgasen wie Kohlendioxid, angeführt. Sinnvoll erscheint eine Überlagerung der verschiedenen Effekte, wie sie u.a. von Rahmstorf und Schellnhuber (berät zur Zeit auch die Bundesregierung) vertreten wird. Neben der globalen Erwärmung, die aufgrund ihrer Ausprägung nicht von allen Experten/Lobbyisten etc. geteilt wird, gibt es auch einen lokalen Klimawandel in Deutschland. Dieser lässt sich eindeutig an Vegetationserscheinungen festmachen. Damit jedoch automatisch auf einen globalen Klimawandel zu schließen, wäre unwissenschaftlich und falsch. Denn das Klima unterlag in der Vergangenheit immer wieder lokal-temporären Schwankungen. Es sprechen viele Argumente für einen durch den Menschen verursachten globalen Klimawandel, entscheidend ist jedoch wie genau die gemessenen weltweiten Temperaturdaten sind. Theoretische Modelle lassen sich dann immer wieder schnell anpassen. Klimadiskussion hin oder her, eines ist klar. Vermeidung von Kohlendioxid aus fossilen Ursprung macht auf alle Fälle Sinn, denn die fossilen Ressourcen wie Erdöl oder -gas sind begrenzt und der Energieträger der Zukunft wird nicht aus der Erde gepumpt. Zurück zum ABC Kohlendioxid Sog. Klimagas, das für den Klimawandel verantwortlich gemacht wird. Kohlendioxid entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoff und Kohlenwasserstoffen, wie sie in fossilen Energieträgern (Erdölprodukte, Erdgas, Kohle,...) und Holz vorkommen. Im Gegensatz zu den fossilen Energieträgern nimmt Holz das entstandene Kohlendioxid beim Nachwachsen in einem längeren Zyklus wieder auf. Immer mehr an Bedeutung gewinnt das im Bereich Verkehr erzeugte Kohlendioxid, insbesondere im Flugverkehr. Zwar ist dort die erzeugte Menge pro Passagier und km etwwas geringer als z.B. beim PKW, mit großen Flugstrecken wird sie aber enorm. Durch wenige Langstreckenflüge kann man so leicht die vielfache Menge Kohlendioxid verursachen, die im Jahr für Gebäudebeheizung und PKW anfällt. Fluggesellschaften wissen das und haben reagiert, sie bieten Fluggästen deshalb die Förderung von Projekten mit regenerativer Energieerzeugung etc. an. Dies soll die Flugteilnahme kompensieren, beruhigt aber nur das Gewissen. Effektiv helfen kann aber nur Einschränkung oder Verzicht auf überflüssige Flugreisen. Die Tendenz weist leider eine andere Richtung. Ein Umdenken in dieser Richtung würde mehr bringen als viele technologische Ansätze. Zurück zum ABC Kohlekraftwerke Kraftwerke, die potentionell heimische Energieträger wie Braun- oder Steinkohle verbrennen und dadurch zur Kohlendioxidemission beitragen. In Deutschland haben sie etwa einen Anteil von 25% an der Stromerzeugung. Zurück zum ABC Kohlenwasserstoffe Chemische Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff, die in fossilen Energieträgern vorkommen. Bei der Verbrennung dieser Verbindungen entsteht u.a. Kohlendioxid und Wasser. Zurück zum ABC Konvektion Wärmetransportmechanismus in Flüssigkeiten oder Gasen. Man unterscheidet natürliche oder erzwungene Konvektion. Erzwungene Konvektion wäre z.B. die Bewegung von Luft mit einem Ventilator. Der Konvektor, ein häufig eingesetzter Heizkörper hat an der Innenseite Luftkanäle und nützt damit die natürliche Konvektion. Er saugt an der Unterseite die ankommende Luft an, erwärmt sie und befördert sie dadurch nach oben (Grund: warme Luft ist wegen geringerer Dichte leichter). Dadurch kommt es zur Ausbildung einer sog. Konvektionswalze, die den gesamten Raum mit warmer Luft versorgen und beheizen kann. Zurück zum ABC Luftfeuchtigkeit Luft nimmt Wasser in Form von Wasserdampf auf. Anders als häufig die Vorstellung, geschieht dies nicht durch chemische Bindung, sondern durch einen statistischen Prozess, der von der kinetischen Energie der Gasteilchen bestimmt wird. Zur Erklärung: Luft kann in guter Näherung als ideales Gas (überwiegend Sauerstoff und Stickstoffteichen) betrachtet werden, und die Energie seiner einzelnen Teilchen ist im thermischen Gleichgewicht gemäß der maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung gegeben. Diese Geschwindigkeitsverteilung gilt auch für Wasser bzw. die Wassermoleküle. Es gibt daher immer wieder Wassermoleküle an der Luft-Wasser-Grenzfläche, die genügend kinetische Energie besitzen ihre eigene Bindungsenergie zu überwinden und in die Luft übergehen können. Die Energie für diesen Abtrennprozess hat das System in Form von Verdamfungswärme (Verdampfungsenthalpie) aufzuwenden. Folglich sinkt die Temperatur der Wassergrenzfläche und sug. des Wassers. (Das selbe Prinzip gilt auch bei sog. alten Verdampfungskühlern bei Verbrennungsmotoren.) Gleichzeitig gehen in einem zweiten Prozess immer wieder Wassermoleküle aus der Luft Bindungen mit dem Wasser an der Luft-Wasser-Grenzfläche ein. Bei höherer kinetischer Energie oder Temperatur der Teilchen ist dies unwahrscheinlicher, da hier die Bindungsenergie leicht überwunden wird, jedoch nimmt mit der Anzahl der Wasserteilchen in der Luft auch die Wahrscheinlichkeit einer Bindung zu. Kommt es zur Bindung entsteht Kondensationswärme, die zum Temperaturanstieg im Wasser führt. Von der Lufttemperatur und der Menge der Wassermoleküle in der Luft (Luftfeuchte) hängt es nun ab, welcher Prozess dominiert. Warme Luft kann wegen der höheren kinetischen Energie mehr Wassermoleküle aufnehmen als kalte, die Kondensationskeime sind ebenfalls entscheidend. Gerne wird zum leichteren Verständnis der Begriff der sog. relativen Luftfeuchtigkeit verwendet. Luft mit 100% relativer Luftfeuchte hat die Sättigungskonzentration erreicht (Kondensation und Verdunstung sind im Gleichgewicht), sonst dominiert die Kondensation und es fällt Tauwasser aus (z.B. an Fensternscheiben). Hierzu sind aber auch Kondensationskeime (geladene Flächen und Teilchen, Staubteilchen, Aerosole in Luft) notwendig, sonst kann Luft auch um mehrere hundert Prozent übersättigt werden, ehe es zur sog. spontanen Kondensation kommt. Schimmelpilz in Wohnungen kann bei 80% relativer Luftfeuchte auftreten. Hat Luft bei einer Temperatur von 20°C z.B. eine relative Luftfeuchte von 50% (d.h. es könnte mindestens doppelt soviel Wasser aufnehmen) und man kühlt diese Luft z.B. an einer Grenzfläche ab, dann ist ab einer Temperatur von 12,6°C eine relative Luftfeuchte von 100% erreicht und es kommt zur Tauwasserbildung. In Gebäuden ist deshalb warme feuchte Luft, die auf kalte Stellen trifft oft ein Problem. Wichtig ist dies insbesondere für Wärmebrücken im Wohnbereich, Aufbau von Wänden und Decken, Außenwände mit Wärmedämmung, etc. Die Luftfeuchte in Wohnräumen hängt bei fester Raumtemperatur immer von verschiedenen Faktoren ab. Einmal von der Menge an Wasser- und Wasserdampfquellen wie z.B. Zimmerbrunnen und -pflanzen oder Bewohner, zum anderen vom Luftvolumen, von der Beschaffenheit der Wände, Böden und Decken, von der Inneneinrichtung und maßgeblich auch vom Lüftungsverhalten (Siehe Lüftung). Eine für den Menschen gesunde Luftfeuchte wäre bei ca. 40-65% gegeben (ideale Atemluft), ab ca. 80% kann die Luftfeuchte z.B. über Schimmelpilzwachstum schon wieder zum Problem werden. Je nach Bauart und Nutzung von Gebäuden treten fallweise zu hohe wie zu niedrige relative Luftfeuchtigkeiten auf. Als Abhilfe werden dabei Luftbefeuchter bzw. Lüftungsanlagen eingesetzt. Zurück zum ABC Lüftung Lüftung ist in bewohnten Gebäuden zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit und zur Aufrechterhaltung der Raumluftqualität notwendig. Bei der Raumluftqualität geht es vor allem darum, verbrauchte Raumluft mit zuviel Kohlendioxid sowie mit toxischen Gefahrstoffen (von Einrichtungsgegenständen und Gebäudeteilen abgegebenen) aus dem Wohnraum zu befördern. Lüftung kann durch verschiedene Techniken der natürlichen Lüftung (z.B. Stoß- oder Querlüftung über Fenster und Türen) sowie maschinell über Lüftungsanlagen geschehen, siehe Lüftungsanlagen. Zurück zum ABC Lüftungsanlagen Lüftungsanlagen regeln u.a. die Lüftung in Wohnräumen und sorgen für den nötigen Luftwechsel. In der kalten Jahreszeit können Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung dafür sorgen, dass ein Teil der Wärme, die beim natürlichen Lüften verloren geht, wieder als Raumwärme genutzt wird. Weiterhin lassen sich auch Gefahrstoffe von außen wie z.B. Pollen durch Filter bekämpfen. Lüftungsanlagen bedeuten aber auch einen zusätzlichen Investitionsaufwand sowie laufende Kosten für Wartung und Strombedarf. Zurück zum ABC Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe können für Gebrauchsgegenstände, Dämmstoffe, Schmierstoffe, etc. aber auch als/für Kraftstoffe verwendet werden. Diese bestehen chemisch oft aus Zellulose, einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung. Vorteil der nachwachsenden Rohstoffe im Kraftstoffbereich ist, dass diese sich nachhaltig gewinnen lassen und nicht auf endliche Ressourcen beschränkt sind. Besonders geeignet sind nachwachsende Rohstoffe dann, wenn ihr Anbau nicht in Konkurrenz zur Nahrungsschiene von Mensch und Tier steht. Abfallstoffe aus Stroh oder auch Holz in verschiedenster Form sind damit aussichtsreiche Kandidaten. Zurück zum ABC Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Energieeinsparverordnung (EnEV) Verordnung, die auf Grundlage des Energieeinsparungsgesetzes den Energieverbrauch und die thermische Beschaffenheit von Gebäuden und deren Anlagen regelt. Regelt u.a. auch den Energieausweis (siehe Energiepass) und ist besonders relevant für Gebäudesanierung und Neubau. Zurück zum ABC Flächenheizung Sog. Flächenheizungen (Boden-, Wand-, Deckenheizungen) ermöglichen in Räumen durch warme Umfassungsflächen eine höhere Behaglichkeit (siehe Behaglichkeit). Sie geben einen hohen Anteil ihrer Wärme als Strahlungswärme ab und ermöglichen geringere Vorlauftemperaturen im Heizsystem. Damit sind sie für Heizungssysteme mit Brennwerttechnik, aber auch für Heizungen mit Solarunterstützung oder Wärmepumpentechnik besonders geeignet. Nachteilig ist der Mehraufwand bzgl. der Anlagentechnik und eine gewisse Trägheit dieser Systeme. Zurück zum ABC Gasheizung Die Gasheizung (Erdgasheizung) ist ein platzsparendes, in der Regel wartungsarmes und kostengünstiges Heizsystem, das besonders gut als Brennwerttechnik arbeitet. Leider ergibt sich durch den Anschluss an das öffentliche Gasnetz auch eine Abhängigkeit vom Versorger. Es sind verschiedene Erdgase (L, H-Erdgas) unterschiedlicher Herkunft und Zusammensetzung gebräuchlich. Hauptbestandteil der Gase ist jeweils Methan. Für die Zukunft ist auch denkbar, das Bio-Gase mit ins Netz gespeist werden. Zurück zum ABC Heizenergiebedarf Der z.B. in einer Energieberatung berechnete Energiebedarf für die Beheizung eines Gebäudes ohne Warmwasserbereitung und Anlagenverluste. Zurück zum ABC Heizwert Als Heizwert oder unterer Heizwert ist der Energiebetrag definiert, der bei vollständiger Verbrennung (Atmosphärendruck, 25°C) eines Stoffes (Gas, Heizöl,...) frei wird. Das bei der Verbrennung entstandene Wasser liegt dabei im Abgas dampfförmig vor. Nutzt man zusätzlich noch die im Wasserdampf befindliche Energie durch Kondensation, dann erhält man den sog. oberen Heizwert oder auch Brennwert eines Stoffes (siehe Brennwerttechnik). Zurück zum ABC Holzpellet Grundstoff mit dem sich sog. Pelletheizungen (i.d.R. Niedertemperaturheizungen) betreiben lassen. Von der Anlagentechnik und von der Brennstoffbeschaffung her sind solche Systeme aufwendiger als Stückholzheizungen, aber dafür auch benutzerfreundlicher. Zurück zum ABC Hydraulischer Abgleich Begriff aus der Heizungstechnik, speziell bei Warmwasserzentralheizungen. Durch Regelung, Dimensionierung und Planung wird versucht , die Durchflussmenge von Wassers durch das Verteilsystem (Heizungsrohre) so zu regeln, dass bei einer bestimmten Vorlauftemperatur an jedem Heizkörper oder -kreis die gewünschte Raumtemperatur erreicht wird. Technisch oft sehr aufwendig, besonders wichtig bei größeren und weitreichenden Heizungssytemen. Zurück zum ABC Kernenergie Energie, die bei Kernspaltung oder Kernfussion frei wird. Bedeutung für die technologische Energieerzeugung hat gegenwärtig nur die Kernspaltung. In Kernkraftwerken (auch Atomkraftwerke genannt) wird damit in der BRD seit den 60er Jahren vermehrt ''Strom'' erzeugt. Kernkraft war politisch immer sehr umstritten, bis vor einigen Jahren ein Ausstieg beschlossen wurde – Wiedereinstieg ist noch immer Gegenstand politischer Diskussionen. Gegenwärtig hat die Kernkraft einen Anteil von etwa 30% bei der Stromerzeugung, bzw. 13% beim gesamten Primärenergieverbrauch. Kernkraft hat grundsätzlich - wie andere konventionelle Energien auch - ein Ressourcen Problem, da natürliche Vorkommen an Uran begrenzt sind. Zudem ergibt sich eine umstrittene Umwelt- und Sicherheitsproblematik. Zurück zum ABC Kernfussion Eine Variante mit der sich Kernenergie nutzen lässt. Der Fussionsprozess läuft z.B. natürlich in der Sonne ab, technologisch ist er aber schwer zugänglich und Gegenstand aktueller Forschung und Entwicklung. Entscheidende Ergebnisse sind nach Angaben von Fachleuten nicht vor 2050 zu erwarten, es bestehen noch eine Vielzahl ungelöster Problemstellungen. Zurück zum ABC Klimawandel Schlagwort in der gegenwärtigen Diskussion. Gibt es eine globale Erwärmung? Handelt es sich hierbei um eine vom Menschen verursachte Erwärmung? Ist insbesondere das durch Verbrennung fossiler Energieträger erzeugte Klimagas Kohlendioxid für die Erwärmung verantwortlich? Das sind nur drei Fragen, die sich stellen und diskutiert werden. Der globale Temperaturanstieg seit Auswertung der ersten verfügbaren Messdaten (Quelle: NASA bzw. Hadley Centre) von 1880 war schrittweise relativ gering und bewegte sich immer im zehntel Gradbereich. Von 1920-1940 stieg demnach die Temperatur um 0,3K an, von 1940 bis 1980 war sie dann in etwa konstant oder sank leicht, seit 1980 stieg sie wieder um 0,5K. Die Streuung der Messwerte zwischen den Jahren war hoch (Kurven daher in Darstellung oft geglättet, z.B. über 11 Jahre) und betrug immer wieder einige zehntel Kelvin. Als Ursachen für eine globale Erwärmung werden, sowohl natürliche Faktoren wie Veränderung der Sonnenaktivität, als auch die vermehrte Produktion von Treibhausgasen wie Kohlendioxid, angeführt. Sinnvoll erscheint eine Überlagerung der verschiedenen Effekte, wie sie u.a. von Rahmstorf und Schellnhuber (berät zur Zeit auch die Bundesregierung) vertreten wird. Neben der globalen Erwärmung, die aufgrund ihrer Ausprägung nicht von allen Experten/Lobbyisten etc. geteilt wird, gibt es auch einen lokalen Klimawandel in Deutschland. Dieser lässt sich eindeutig an Vegetationserscheinungen festmachen. Damit jedoch automatisch auf einen globalen Klimawandel zu schließen, wäre unwissenschaftlich und falsch. Denn das Klima unterlag in der Vergangenheit immer wieder lokal-temporären Schwankungen. Es sprechen viele Argumente für einen durch den Menschen verursachten globalen Klimawandel, entscheidend ist jedoch wie genau die gemessenen weltweiten Temperaturdaten sind. Theoretische Modelle lassen sich dann immer wieder schnell anpassen. Klimadiskussion hin oder her, eines ist klar. Vermeidung von Kohlendioxid aus fossilen Ursprung macht auf alle Fälle Sinn, denn die fossilen Ressourcen wie Erdöl oder -gas sind begrenzt und der Energieträger der Zukunft wird nicht aus der Erde gepumpt. Zurück zum ABC Kohlendioxid Sog. Klimagas, das für den Klimawandel verantwortlich gemacht wird. Kohlendioxid entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoff und Kohlenwasserstoffen, wie sie in fossilen Energieträgern (Erdölprodukte, Erdgas, Kohle,...) und Holz vorkommen. Im Gegensatz zu den fossilen Energieträgern nimmt Holz das entstandene Kohlendioxid beim Nachwachsen in einem längeren Zyklus wieder auf. Immer mehr an Bedeutung gewinnt das im Bereich Verkehr erzeugte Kohlendioxid, insbesondere im Flugverkehr. Zwar ist dort die erzeugte Menge pro Passagier und km etwwas geringer als z.B. beim PKW, mit großen Flugstrecken wird sie aber enorm. Durch wenige Langstreckenflüge kann man so leicht die vielfache Menge Kohlendioxid verursachen, die im Jahr für Gebäudebeheizung und PKW anfällt. Fluggesellschaften wissen das und haben reagiert, sie bieten Fluggästen deshalb die Förderung von Projekten mit regenerativer Energieerzeugung etc. an. Dies soll die Flugteilnahme kompensieren, beruhigt aber nur das Gewissen. Effektiv helfen kann aber nur Einschränkung oder Verzicht auf überflüssige Flugreisen. Die Tendenz weist leider eine andere Richtung. Ein Umdenken in dieser Richtung würde mehr bringen als viele technologische Ansätze. Zurück zum ABC Kohlekraftwerke Kraftwerke, die potentionell heimische Energieträger wie Braun- oder Steinkohle verbrennen und dadurch zur Kohlendioxidemission beitragen. In Deutschland haben sie etwa einen Anteil von 25% an der Stromerzeugung. Zurück zum ABC Kohlenwasserstoffe Chemische Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff, die in fossilen Energieträgern vorkommen. Bei der Verbrennung dieser Verbindungen entsteht u.a. Kohlendioxid und Wasser. Zurück zum ABC Konvektion Wärmetransportmechanismus in Flüssigkeiten oder Gasen. Man unterscheidet natürliche oder erzwungene Konvektion. Erzwungene Konvektion wäre z.B. die Bewegung von Luft mit einem Ventilator. Der Konvektor, ein häufig eingesetzter Heizkörper hat an der Innenseite Luftkanäle und nützt damit die natürliche Konvektion. Er saugt an der Unterseite die ankommende Luft an, erwärmt sie und befördert sie dadurch nach oben (Grund: warme Luft ist wegen geringerer Dichte leichter). Dadurch kommt es zur Ausbildung einer sog. Konvektionswalze, die den gesamten Raum mit warmer Luft versorgen und beheizen kann. Zurück zum ABC Luftfeuchtigkeit Luft nimmt Wasser in Form von Wasserdampf auf. Anders als häufig die Vorstellung, geschieht dies nicht durch chemische Bindung, sondern durch einen statistischen Prozess, der von der kinetischen Energie der Gasteilchen bestimmt wird. Zur Erklärung: Luft kann in guter Näherung als ideales Gas (überwiegend Sauerstoff und Stickstoffteichen) betrachtet werden, und die Energie seiner einzelnen Teilchen ist im thermischen Gleichgewicht gemäß der maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung gegeben. Diese Geschwindigkeitsverteilung gilt auch für Wasser bzw. die Wassermoleküle. Es gibt daher immer wieder Wassermoleküle an der Luft-Wasser-Grenzfläche, die genügend kinetische Energie besitzen ihre eigene Bindungsenergie zu überwinden und in die Luft übergehen können. Die Energie für diesen Abtrennprozess hat das System in Form von Verdamfungswärme (Verdampfungsenthalpie) aufzuwenden. Folglich sinkt die Temperatur der Wassergrenzfläche und sug. des Wassers. (Das selbe Prinzip gilt auch bei sog. alten Verdampfungskühlern bei Verbrennungsmotoren.) Gleichzeitig gehen in einem zweiten Prozess immer wieder Wassermoleküle aus der Luft Bindungen mit dem Wasser an der Luft-Wasser-Grenzfläche ein. Bei höherer kinetischer Energie oder Temperatur der Teilchen ist dies unwahrscheinlicher, da hier die Bindungsenergie leicht überwunden wird, jedoch nimmt mit der Anzahl der Wasserteilchen in der Luft auch die Wahrscheinlichkeit einer Bindung zu. Kommt es zur Bindung entsteht Kondensationswärme, die zum Temperaturanstieg im Wasser führt. Von der Lufttemperatur und der Menge der Wassermoleküle in der Luft (Luftfeuchte) hängt es nun ab, welcher Prozess dominiert. Warme Luft kann wegen der höheren kinetischen Energie mehr Wassermoleküle aufnehmen als kalte, die Kondensationskeime sind ebenfalls entscheidend. Gerne wird zum leichteren Verständnis der Begriff der sog. relativen Luftfeuchtigkeit verwendet. Luft mit 100% relativer Luftfeuchte hat die Sättigungskonzentration erreicht (Kondensation und Verdunstung sind im Gleichgewicht), sonst dominiert die Kondensation und es fällt Tauwasser aus (z.B. an Fensternscheiben). Hierzu sind aber auch Kondensationskeime (geladene Flächen und Teilchen, Staubteilchen, Aerosole in Luft) notwendig, sonst kann Luft auch um mehrere hundert Prozent übersättigt werden, ehe es zur sog. spontanen Kondensation kommt. Schimmelpilz in Wohnungen kann bei 80% relativer Luftfeuchte auftreten. Hat Luft bei einer Temperatur von 20°C z.B. eine relative Luftfeuchte von 50% (d.h. es könnte mindestens doppelt soviel Wasser aufnehmen) und man kühlt diese Luft z.B. an einer Grenzfläche ab, dann ist ab einer Temperatur von 12,6°C eine relative Luftfeuchte von 100% erreicht und es kommt zur Tauwasserbildung. In Gebäuden ist deshalb warme feuchte Luft, die auf kalte Stellen trifft oft ein Problem. Wichtig ist dies insbesondere für Wärmebrücken im Wohnbereich, Aufbau von Wänden und Decken, Außenwände mit Wärmedämmung, etc. Die Luftfeuchte in Wohnräumen hängt bei fester Raumtemperatur immer von verschiedenen Faktoren ab. Einmal von der Menge an Wasser- und Wasserdampfquellen wie z.B. Zimmerbrunnen und -pflanzen oder Bewohner, zum anderen vom Luftvolumen, von der Beschaffenheit der Wände, Böden und Decken, von der Inneneinrichtung und maßgeblich auch vom Lüftungsverhalten (Siehe Lüftung). Eine für den Menschen gesunde Luftfeuchte wäre bei ca. 40-65% gegeben (ideale Atemluft), ab ca. 80% kann die Luftfeuchte z.B. über Schimmelpilzwachstum schon wieder zum Problem werden. Je nach Bauart und Nutzung von Gebäuden treten fallweise zu hohe wie zu niedrige relative Luftfeuchtigkeiten auf. Als Abhilfe werden dabei Luftbefeuchter bzw. Lüftungsanlagen eingesetzt. Zurück zum ABC Lüftung Lüftung ist in bewohnten Gebäuden zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit und zur Aufrechterhaltung der Raumluftqualität notwendig. Bei der Raumluftqualität geht es vor allem darum, verbrauchte Raumluft mit zuviel Kohlendioxid sowie mit toxischen Gefahrstoffen (von Einrichtungsgegenständen und Gebäudeteilen abgegebenen) aus dem Wohnraum zu befördern. Lüftung kann durch verschiedene Techniken der natürlichen Lüftung (z.B. Stoß- oder Querlüftung über Fenster und Türen) sowie maschinell über Lüftungsanlagen geschehen, siehe Lüftungsanlagen. Zurück zum ABC Lüftungsanlagen Lüftungsanlagen regeln u.a. die Lüftung in Wohnräumen und sorgen für den nötigen Luftwechsel. In der kalten Jahreszeit können Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung dafür sorgen, dass ein Teil der Wärme, die beim natürlichen Lüften verloren geht, wieder als Raumwärme genutzt wird. Weiterhin lassen sich auch Gefahrstoffe von außen wie z.B. Pollen durch Filter bekämpfen. Lüftungsanlagen bedeuten aber auch einen zusätzlichen Investitionsaufwand sowie laufende Kosten für Wartung und Strombedarf. Zurück zum ABC Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe können für Gebrauchsgegenstände, Dämmstoffe, Schmierstoffe, etc. aber auch als/für Kraftstoffe verwendet werden. Diese bestehen chemisch oft aus Zellulose, einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung. Vorteil der nachwachsenden Rohstoffe im Kraftstoffbereich ist, dass diese sich nachhaltig gewinnen lassen und nicht auf endliche Ressourcen beschränkt sind. Besonders geeignet sind nachwachsende Rohstoffe dann, wenn ihr Anbau nicht in Konkurrenz zur Nahrungsschiene von Mensch und Tier steht. Abfallstoffe aus Stroh oder auch Holz in verschiedenster Form sind damit aussichtsreiche Kandidaten. Zurück zum ABC Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Flächenheizung Sog. Flächenheizungen (Boden-, Wand-, Deckenheizungen) ermöglichen in Räumen durch warme Umfassungsflächen eine höhere Behaglichkeit (siehe Behaglichkeit). Sie geben einen hohen Anteil ihrer Wärme als Strahlungswärme ab und ermöglichen geringere Vorlauftemperaturen im Heizsystem. Damit sind sie für Heizungssysteme mit Brennwerttechnik, aber auch für Heizungen mit Solarunterstützung oder Wärmepumpentechnik besonders geeignet. Nachteilig ist der Mehraufwand bzgl. der Anlagentechnik und eine gewisse Trägheit dieser Systeme. Zurück zum ABC Gasheizung Die Gasheizung (Erdgasheizung) ist ein platzsparendes, in der Regel wartungsarmes und kostengünstiges Heizsystem, das besonders gut als Brennwerttechnik arbeitet. Leider ergibt sich durch den Anschluss an das öffentliche Gasnetz auch eine Abhängigkeit vom Versorger. Es sind verschiedene Erdgase (L, H-Erdgas) unterschiedlicher Herkunft und Zusammensetzung gebräuchlich. Hauptbestandteil der Gase ist jeweils Methan. Für die Zukunft ist auch denkbar, das Bio-Gase mit ins Netz gespeist werden. Zurück zum ABC Heizenergiebedarf Der z.B. in einer Energieberatung berechnete Energiebedarf für die Beheizung eines Gebäudes ohne Warmwasserbereitung und Anlagenverluste. Zurück zum ABC Heizwert Als Heizwert oder unterer Heizwert ist der Energiebetrag definiert, der bei vollständiger Verbrennung (Atmosphärendruck, 25°C) eines Stoffes (Gas, Heizöl,...) frei wird. Das bei der Verbrennung entstandene Wasser liegt dabei im Abgas dampfförmig vor. Nutzt man zusätzlich noch die im Wasserdampf befindliche Energie durch Kondensation, dann erhält man den sog. oberen Heizwert oder auch Brennwert eines Stoffes (siehe Brennwerttechnik). Zurück zum ABC Holzpellet Grundstoff mit dem sich sog. Pelletheizungen (i.d.R. Niedertemperaturheizungen) betreiben lassen. Von der Anlagentechnik und von der Brennstoffbeschaffung her sind solche Systeme aufwendiger als Stückholzheizungen, aber dafür auch benutzerfreundlicher. Zurück zum ABC Hydraulischer Abgleich Begriff aus der Heizungstechnik, speziell bei Warmwasserzentralheizungen. Durch Regelung, Dimensionierung und Planung wird versucht , die Durchflussmenge von Wassers durch das Verteilsystem (Heizungsrohre) so zu regeln, dass bei einer bestimmten Vorlauftemperatur an jedem Heizkörper oder -kreis die gewünschte Raumtemperatur erreicht wird. Technisch oft sehr aufwendig, besonders wichtig bei größeren und weitreichenden Heizungssytemen. Zurück zum ABC Kernenergie Energie, die bei Kernspaltung oder Kernfussion frei wird. Bedeutung für die technologische Energieerzeugung hat gegenwärtig nur die Kernspaltung. In Kernkraftwerken (auch Atomkraftwerke genannt) wird damit in der BRD seit den 60er Jahren vermehrt ''Strom'' erzeugt. Kernkraft war politisch immer sehr umstritten, bis vor einigen Jahren ein Ausstieg beschlossen wurde – Wiedereinstieg ist noch immer Gegenstand politischer Diskussionen. Gegenwärtig hat die Kernkraft einen Anteil von etwa 30% bei der Stromerzeugung, bzw. 13% beim gesamten Primärenergieverbrauch. Kernkraft hat grundsätzlich - wie andere konventionelle Energien auch - ein Ressourcen Problem, da natürliche Vorkommen an Uran begrenzt sind. Zudem ergibt sich eine umstrittene Umwelt- und Sicherheitsproblematik. Zurück zum ABC Kernfussion Eine Variante mit der sich Kernenergie nutzen lässt. Der Fussionsprozess läuft z.B. natürlich in der Sonne ab, technologisch ist er aber schwer zugänglich und Gegenstand aktueller Forschung und Entwicklung. Entscheidende Ergebnisse sind nach Angaben von Fachleuten nicht vor 2050 zu erwarten, es bestehen noch eine Vielzahl ungelöster Problemstellungen. Zurück zum ABC Klimawandel Schlagwort in der gegenwärtigen Diskussion. Gibt es eine globale Erwärmung? Handelt es sich hierbei um eine vom Menschen verursachte Erwärmung? Ist insbesondere das durch Verbrennung fossiler Energieträger erzeugte Klimagas Kohlendioxid für die Erwärmung verantwortlich? Das sind nur drei Fragen, die sich stellen und diskutiert werden. Der globale Temperaturanstieg seit Auswertung der ersten verfügbaren Messdaten (Quelle: NASA bzw. Hadley Centre) von 1880 war schrittweise relativ gering und bewegte sich immer im zehntel Gradbereich. Von 1920-1940 stieg demnach die Temperatur um 0,3K an, von 1940 bis 1980 war sie dann in etwa konstant oder sank leicht, seit 1980 stieg sie wieder um 0,5K. Die Streuung der Messwerte zwischen den Jahren war hoch (Kurven daher in Darstellung oft geglättet, z.B. über 11 Jahre) und betrug immer wieder einige zehntel Kelvin. Als Ursachen für eine globale Erwärmung werden, sowohl natürliche Faktoren wie Veränderung der Sonnenaktivität, als auch die vermehrte Produktion von Treibhausgasen wie Kohlendioxid, angeführt. Sinnvoll erscheint eine Überlagerung der verschiedenen Effekte, wie sie u.a. von Rahmstorf und Schellnhuber (berät zur Zeit auch die Bundesregierung) vertreten wird. Neben der globalen Erwärmung, die aufgrund ihrer Ausprägung nicht von allen Experten/Lobbyisten etc. geteilt wird, gibt es auch einen lokalen Klimawandel in Deutschland. Dieser lässt sich eindeutig an Vegetationserscheinungen festmachen. Damit jedoch automatisch auf einen globalen Klimawandel zu schließen, wäre unwissenschaftlich und falsch. Denn das Klima unterlag in der Vergangenheit immer wieder lokal-temporären Schwankungen. Es sprechen viele Argumente für einen durch den Menschen verursachten globalen Klimawandel, entscheidend ist jedoch wie genau die gemessenen weltweiten Temperaturdaten sind. Theoretische Modelle lassen sich dann immer wieder schnell anpassen. Klimadiskussion hin oder her, eines ist klar. Vermeidung von Kohlendioxid aus fossilen Ursprung macht auf alle Fälle Sinn, denn die fossilen Ressourcen wie Erdöl oder -gas sind begrenzt und der Energieträger der Zukunft wird nicht aus der Erde gepumpt. Zurück zum ABC Kohlendioxid Sog. Klimagas, das für den Klimawandel verantwortlich gemacht wird. Kohlendioxid entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoff und Kohlenwasserstoffen, wie sie in fossilen Energieträgern (Erdölprodukte, Erdgas, Kohle,...) und Holz vorkommen. Im Gegensatz zu den fossilen Energieträgern nimmt Holz das entstandene Kohlendioxid beim Nachwachsen in einem längeren Zyklus wieder auf. Immer mehr an Bedeutung gewinnt das im Bereich Verkehr erzeugte Kohlendioxid, insbesondere im Flugverkehr. Zwar ist dort die erzeugte Menge pro Passagier und km etwwas geringer als z.B. beim PKW, mit großen Flugstrecken wird sie aber enorm. Durch wenige Langstreckenflüge kann man so leicht die vielfache Menge Kohlendioxid verursachen, die im Jahr für Gebäudebeheizung und PKW anfällt. Fluggesellschaften wissen das und haben reagiert, sie bieten Fluggästen deshalb die Förderung von Projekten mit regenerativer Energieerzeugung etc. an. Dies soll die Flugteilnahme kompensieren, beruhigt aber nur das Gewissen. Effektiv helfen kann aber nur Einschränkung oder Verzicht auf überflüssige Flugreisen. Die Tendenz weist leider eine andere Richtung. Ein Umdenken in dieser Richtung würde mehr bringen als viele technologische Ansätze. Zurück zum ABC Kohlekraftwerke Kraftwerke, die potentionell heimische Energieträger wie Braun- oder Steinkohle verbrennen und dadurch zur Kohlendioxidemission beitragen. In Deutschland haben sie etwa einen Anteil von 25% an der Stromerzeugung. Zurück zum ABC Kohlenwasserstoffe Chemische Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff, die in fossilen Energieträgern vorkommen. Bei der Verbrennung dieser Verbindungen entsteht u.a. Kohlendioxid und Wasser. Zurück zum ABC Konvektion Wärmetransportmechanismus in Flüssigkeiten oder Gasen. Man unterscheidet natürliche oder erzwungene Konvektion. Erzwungene Konvektion wäre z.B. die Bewegung von Luft mit einem Ventilator. Der Konvektor, ein häufig eingesetzter Heizkörper hat an der Innenseite Luftkanäle und nützt damit die natürliche Konvektion. Er saugt an der Unterseite die ankommende Luft an, erwärmt sie und befördert sie dadurch nach oben (Grund: warme Luft ist wegen geringerer Dichte leichter). Dadurch kommt es zur Ausbildung einer sog. Konvektionswalze, die den gesamten Raum mit warmer Luft versorgen und beheizen kann. Zurück zum ABC Luftfeuchtigkeit Luft nimmt Wasser in Form von Wasserdampf auf. Anders als häufig die Vorstellung, geschieht dies nicht durch chemische Bindung, sondern durch einen statistischen Prozess, der von der kinetischen Energie der Gasteilchen bestimmt wird. Zur Erklärung: Luft kann in guter Näherung als ideales Gas (überwiegend Sauerstoff und Stickstoffteichen) betrachtet werden, und die Energie seiner einzelnen Teilchen ist im thermischen Gleichgewicht gemäß der maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung gegeben. Diese Geschwindigkeitsverteilung gilt auch für Wasser bzw. die Wassermoleküle. Es gibt daher immer wieder Wassermoleküle an der Luft-Wasser-Grenzfläche, die genügend kinetische Energie besitzen ihre eigene Bindungsenergie zu überwinden und in die Luft übergehen können. Die Energie für diesen Abtrennprozess hat das System in Form von Verdamfungswärme (Verdampfungsenthalpie) aufzuwenden. Folglich sinkt die Temperatur der Wassergrenzfläche und sug. des Wassers. (Das selbe Prinzip gilt auch bei sog. alten Verdampfungskühlern bei Verbrennungsmotoren.) Gleichzeitig gehen in einem zweiten Prozess immer wieder Wassermoleküle aus der Luft Bindungen mit dem Wasser an der Luft-Wasser-Grenzfläche ein. Bei höherer kinetischer Energie oder Temperatur der Teilchen ist dies unwahrscheinlicher, da hier die Bindungsenergie leicht überwunden wird, jedoch nimmt mit der Anzahl der Wasserteilchen in der Luft auch die Wahrscheinlichkeit einer Bindung zu. Kommt es zur Bindung entsteht Kondensationswärme, die zum Temperaturanstieg im Wasser führt. Von der Lufttemperatur und der Menge der Wassermoleküle in der Luft (Luftfeuchte) hängt es nun ab, welcher Prozess dominiert. Warme Luft kann wegen der höheren kinetischen Energie mehr Wassermoleküle aufnehmen als kalte, die Kondensationskeime sind ebenfalls entscheidend. Gerne wird zum leichteren Verständnis der Begriff der sog. relativen Luftfeuchtigkeit verwendet. Luft mit 100% relativer Luftfeuchte hat die Sättigungskonzentration erreicht (Kondensation und Verdunstung sind im Gleichgewicht), sonst dominiert die Kondensation und es fällt Tauwasser aus (z.B. an Fensternscheiben). Hierzu sind aber auch Kondensationskeime (geladene Flächen und Teilchen, Staubteilchen, Aerosole in Luft) notwendig, sonst kann Luft auch um mehrere hundert Prozent übersättigt werden, ehe es zur sog. spontanen Kondensation kommt. Schimmelpilz in Wohnungen kann bei 80% relativer Luftfeuchte auftreten. Hat Luft bei einer Temperatur von 20°C z.B. eine relative Luftfeuchte von 50% (d.h. es könnte mindestens doppelt soviel Wasser aufnehmen) und man kühlt diese Luft z.B. an einer Grenzfläche ab, dann ist ab einer Temperatur von 12,6°C eine relative Luftfeuchte von 100% erreicht und es kommt zur Tauwasserbildung. In Gebäuden ist deshalb warme feuchte Luft, die auf kalte Stellen trifft oft ein Problem. Wichtig ist dies insbesondere für Wärmebrücken im Wohnbereich, Aufbau von Wänden und Decken, Außenwände mit Wärmedämmung, etc. Die Luftfeuchte in Wohnräumen hängt bei fester Raumtemperatur immer von verschiedenen Faktoren ab. Einmal von der Menge an Wasser- und Wasserdampfquellen wie z.B. Zimmerbrunnen und -pflanzen oder Bewohner, zum anderen vom Luftvolumen, von der Beschaffenheit der Wände, Böden und Decken, von der Inneneinrichtung und maßgeblich auch vom Lüftungsverhalten (Siehe Lüftung). Eine für den Menschen gesunde Luftfeuchte wäre bei ca. 40-65% gegeben (ideale Atemluft), ab ca. 80% kann die Luftfeuchte z.B. über Schimmelpilzwachstum schon wieder zum Problem werden. Je nach Bauart und Nutzung von Gebäuden treten fallweise zu hohe wie zu niedrige relative Luftfeuchtigkeiten auf. Als Abhilfe werden dabei Luftbefeuchter bzw. Lüftungsanlagen eingesetzt. Zurück zum ABC Lüftung Lüftung ist in bewohnten Gebäuden zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit und zur Aufrechterhaltung der Raumluftqualität notwendig. Bei der Raumluftqualität geht es vor allem darum, verbrauchte Raumluft mit zuviel Kohlendioxid sowie mit toxischen Gefahrstoffen (von Einrichtungsgegenständen und Gebäudeteilen abgegebenen) aus dem Wohnraum zu befördern. Lüftung kann durch verschiedene Techniken der natürlichen Lüftung (z.B. Stoß- oder Querlüftung über Fenster und Türen) sowie maschinell über Lüftungsanlagen geschehen, siehe Lüftungsanlagen. Zurück zum ABC Lüftungsanlagen Lüftungsanlagen regeln u.a. die Lüftung in Wohnräumen und sorgen für den nötigen Luftwechsel. In der kalten Jahreszeit können Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung dafür sorgen, dass ein Teil der Wärme, die beim natürlichen Lüften verloren geht, wieder als Raumwärme genutzt wird. Weiterhin lassen sich auch Gefahrstoffe von außen wie z.B. Pollen durch Filter bekämpfen. Lüftungsanlagen bedeuten aber auch einen zusätzlichen Investitionsaufwand sowie laufende Kosten für Wartung und Strombedarf. Zurück zum ABC Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe können für Gebrauchsgegenstände, Dämmstoffe, Schmierstoffe, etc. aber auch als/für Kraftstoffe verwendet werden. Diese bestehen chemisch oft aus Zellulose, einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung. Vorteil der nachwachsenden Rohstoffe im Kraftstoffbereich ist, dass diese sich nachhaltig gewinnen lassen und nicht auf endliche Ressourcen beschränkt sind. Besonders geeignet sind nachwachsende Rohstoffe dann, wenn ihr Anbau nicht in Konkurrenz zur Nahrungsschiene von Mensch und Tier steht. Abfallstoffe aus Stroh oder auch Holz in verschiedenster Form sind damit aussichtsreiche Kandidaten. Zurück zum ABC Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Gasheizung Die Gasheizung (Erdgasheizung) ist ein platzsparendes, in der Regel wartungsarmes und kostengünstiges Heizsystem, das besonders gut als Brennwerttechnik arbeitet. Leider ergibt sich durch den Anschluss an das öffentliche Gasnetz auch eine Abhängigkeit vom Versorger. Es sind verschiedene Erdgase (L, H-Erdgas) unterschiedlicher Herkunft und Zusammensetzung gebräuchlich. Hauptbestandteil der Gase ist jeweils Methan. Für die Zukunft ist auch denkbar, das Bio-Gase mit ins Netz gespeist werden. Zurück zum ABC Heizenergiebedarf Der z.B. in einer Energieberatung berechnete Energiebedarf für die Beheizung eines Gebäudes ohne Warmwasserbereitung und Anlagenverluste. Zurück zum ABC Heizwert Als Heizwert oder unterer Heizwert ist der Energiebetrag definiert, der bei vollständiger Verbrennung (Atmosphärendruck, 25°C) eines Stoffes (Gas, Heizöl,...) frei wird. Das bei der Verbrennung entstandene Wasser liegt dabei im Abgas dampfförmig vor. Nutzt man zusätzlich noch die im Wasserdampf befindliche Energie durch Kondensation, dann erhält man den sog. oberen Heizwert oder auch Brennwert eines Stoffes (siehe Brennwerttechnik). Zurück zum ABC Holzpellet Grundstoff mit dem sich sog. Pelletheizungen (i.d.R. Niedertemperaturheizungen) betreiben lassen. Von der Anlagentechnik und von der Brennstoffbeschaffung her sind solche Systeme aufwendiger als Stückholzheizungen, aber dafür auch benutzerfreundlicher. Zurück zum ABC Hydraulischer Abgleich Begriff aus der Heizungstechnik, speziell bei Warmwasserzentralheizungen. Durch Regelung, Dimensionierung und Planung wird versucht , die Durchflussmenge von Wassers durch das Verteilsystem (Heizungsrohre) so zu regeln, dass bei einer bestimmten Vorlauftemperatur an jedem Heizkörper oder -kreis die gewünschte Raumtemperatur erreicht wird. Technisch oft sehr aufwendig, besonders wichtig bei größeren und weitreichenden Heizungssytemen. Zurück zum ABC Kernenergie Energie, die bei Kernspaltung oder Kernfussion frei wird. Bedeutung für die technologische Energieerzeugung hat gegenwärtig nur die Kernspaltung. In Kernkraftwerken (auch Atomkraftwerke genannt) wird damit in der BRD seit den 60er Jahren vermehrt ''Strom'' erzeugt. Kernkraft war politisch immer sehr umstritten, bis vor einigen Jahren ein Ausstieg beschlossen wurde – Wiedereinstieg ist noch immer Gegenstand politischer Diskussionen. Gegenwärtig hat die Kernkraft einen Anteil von etwa 30% bei der Stromerzeugung, bzw. 13% beim gesamten Primärenergieverbrauch. Kernkraft hat grundsätzlich - wie andere konventionelle Energien auch - ein Ressourcen Problem, da natürliche Vorkommen an Uran begrenzt sind. Zudem ergibt sich eine umstrittene Umwelt- und Sicherheitsproblematik. Zurück zum ABC Kernfussion Eine Variante mit der sich Kernenergie nutzen lässt. Der Fussionsprozess läuft z.B. natürlich in der Sonne ab, technologisch ist er aber schwer zugänglich und Gegenstand aktueller Forschung und Entwicklung. Entscheidende Ergebnisse sind nach Angaben von Fachleuten nicht vor 2050 zu erwarten, es bestehen noch eine Vielzahl ungelöster Problemstellungen. Zurück zum ABC Klimawandel Schlagwort in der gegenwärtigen Diskussion. Gibt es eine globale Erwärmung? Handelt es sich hierbei um eine vom Menschen verursachte Erwärmung? Ist insbesondere das durch Verbrennung fossiler Energieträger erzeugte Klimagas Kohlendioxid für die Erwärmung verantwortlich? Das sind nur drei Fragen, die sich stellen und diskutiert werden. Der globale Temperaturanstieg seit Auswertung der ersten verfügbaren Messdaten (Quelle: NASA bzw. Hadley Centre) von 1880 war schrittweise relativ gering und bewegte sich immer im zehntel Gradbereich. Von 1920-1940 stieg demnach die Temperatur um 0,3K an, von 1940 bis 1980 war sie dann in etwa konstant oder sank leicht, seit 1980 stieg sie wieder um 0,5K. Die Streuung der Messwerte zwischen den Jahren war hoch (Kurven daher in Darstellung oft geglättet, z.B. über 11 Jahre) und betrug immer wieder einige zehntel Kelvin. Als Ursachen für eine globale Erwärmung werden, sowohl natürliche Faktoren wie Veränderung der Sonnenaktivität, als auch die vermehrte Produktion von Treibhausgasen wie Kohlendioxid, angeführt. Sinnvoll erscheint eine Überlagerung der verschiedenen Effekte, wie sie u.a. von Rahmstorf und Schellnhuber (berät zur Zeit auch die Bundesregierung) vertreten wird. Neben der globalen Erwärmung, die aufgrund ihrer Ausprägung nicht von allen Experten/Lobbyisten etc. geteilt wird, gibt es auch einen lokalen Klimawandel in Deutschland. Dieser lässt sich eindeutig an Vegetationserscheinungen festmachen. Damit jedoch automatisch auf einen globalen Klimawandel zu schließen, wäre unwissenschaftlich und falsch. Denn das Klima unterlag in der Vergangenheit immer wieder lokal-temporären Schwankungen. Es sprechen viele Argumente für einen durch den Menschen verursachten globalen Klimawandel, entscheidend ist jedoch wie genau die gemessenen weltweiten Temperaturdaten sind. Theoretische Modelle lassen sich dann immer wieder schnell anpassen. Klimadiskussion hin oder her, eines ist klar. Vermeidung von Kohlendioxid aus fossilen Ursprung macht auf alle Fälle Sinn, denn die fossilen Ressourcen wie Erdöl oder -gas sind begrenzt und der Energieträger der Zukunft wird nicht aus der Erde gepumpt. Zurück zum ABC Kohlendioxid Sog. Klimagas, das für den Klimawandel verantwortlich gemacht wird. Kohlendioxid entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoff und Kohlenwasserstoffen, wie sie in fossilen Energieträgern (Erdölprodukte, Erdgas, Kohle,...) und Holz vorkommen. Im Gegensatz zu den fossilen Energieträgern nimmt Holz das entstandene Kohlendioxid beim Nachwachsen in einem längeren Zyklus wieder auf. Immer mehr an Bedeutung gewinnt das im Bereich Verkehr erzeugte Kohlendioxid, insbesondere im Flugverkehr. Zwar ist dort die erzeugte Menge pro Passagier und km etwwas geringer als z.B. beim PKW, mit großen Flugstrecken wird sie aber enorm. Durch wenige Langstreckenflüge kann man so leicht die vielfache Menge Kohlendioxid verursachen, die im Jahr für Gebäudebeheizung und PKW anfällt. Fluggesellschaften wissen das und haben reagiert, sie bieten Fluggästen deshalb die Förderung von Projekten mit regenerativer Energieerzeugung etc. an. Dies soll die Flugteilnahme kompensieren, beruhigt aber nur das Gewissen. Effektiv helfen kann aber nur Einschränkung oder Verzicht auf überflüssige Flugreisen. Die Tendenz weist leider eine andere Richtung. Ein Umdenken in dieser Richtung würde mehr bringen als viele technologische Ansätze. Zurück zum ABC Kohlekraftwerke Kraftwerke, die potentionell heimische Energieträger wie Braun- oder Steinkohle verbrennen und dadurch zur Kohlendioxidemission beitragen. In Deutschland haben sie etwa einen Anteil von 25% an der Stromerzeugung. Zurück zum ABC Kohlenwasserstoffe Chemische Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff, die in fossilen Energieträgern vorkommen. Bei der Verbrennung dieser Verbindungen entsteht u.a. Kohlendioxid und Wasser. Zurück zum ABC Konvektion Wärmetransportmechanismus in Flüssigkeiten oder Gasen. Man unterscheidet natürliche oder erzwungene Konvektion. Erzwungene Konvektion wäre z.B. die Bewegung von Luft mit einem Ventilator. Der Konvektor, ein häufig eingesetzter Heizkörper hat an der Innenseite Luftkanäle und nützt damit die natürliche Konvektion. Er saugt an der Unterseite die ankommende Luft an, erwärmt sie und befördert sie dadurch nach oben (Grund: warme Luft ist wegen geringerer Dichte leichter). Dadurch kommt es zur Ausbildung einer sog. Konvektionswalze, die den gesamten Raum mit warmer Luft versorgen und beheizen kann. Zurück zum ABC Luftfeuchtigkeit Luft nimmt Wasser in Form von Wasserdampf auf. Anders als häufig die Vorstellung, geschieht dies nicht durch chemische Bindung, sondern durch einen statistischen Prozess, der von der kinetischen Energie der Gasteilchen bestimmt wird. Zur Erklärung: Luft kann in guter Näherung als ideales Gas (überwiegend Sauerstoff und Stickstoffteichen) betrachtet werden, und die Energie seiner einzelnen Teilchen ist im thermischen Gleichgewicht gemäß der maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung gegeben. Diese Geschwindigkeitsverteilung gilt auch für Wasser bzw. die Wassermoleküle. Es gibt daher immer wieder Wassermoleküle an der Luft-Wasser-Grenzfläche, die genügend kinetische Energie besitzen ihre eigene Bindungsenergie zu überwinden und in die Luft übergehen können. Die Energie für diesen Abtrennprozess hat das System in Form von Verdamfungswärme (Verdampfungsenthalpie) aufzuwenden. Folglich sinkt die Temperatur der Wassergrenzfläche und sug. des Wassers. (Das selbe Prinzip gilt auch bei sog. alten Verdampfungskühlern bei Verbrennungsmotoren.) Gleichzeitig gehen in einem zweiten Prozess immer wieder Wassermoleküle aus der Luft Bindungen mit dem Wasser an der Luft-Wasser-Grenzfläche ein. Bei höherer kinetischer Energie oder Temperatur der Teilchen ist dies unwahrscheinlicher, da hier die Bindungsenergie leicht überwunden wird, jedoch nimmt mit der Anzahl der Wasserteilchen in der Luft auch die Wahrscheinlichkeit einer Bindung zu. Kommt es zur Bindung entsteht Kondensationswärme, die zum Temperaturanstieg im Wasser führt. Von der Lufttemperatur und der Menge der Wassermoleküle in der Luft (Luftfeuchte) hängt es nun ab, welcher Prozess dominiert. Warme Luft kann wegen der höheren kinetischen Energie mehr Wassermoleküle aufnehmen als kalte, die Kondensationskeime sind ebenfalls entscheidend. Gerne wird zum leichteren Verständnis der Begriff der sog. relativen Luftfeuchtigkeit verwendet. Luft mit 100% relativer Luftfeuchte hat die Sättigungskonzentration erreicht (Kondensation und Verdunstung sind im Gleichgewicht), sonst dominiert die Kondensation und es fällt Tauwasser aus (z.B. an Fensternscheiben). Hierzu sind aber auch Kondensationskeime (geladene Flächen und Teilchen, Staubteilchen, Aerosole in Luft) notwendig, sonst kann Luft auch um mehrere hundert Prozent übersättigt werden, ehe es zur sog. spontanen Kondensation kommt. Schimmelpilz in Wohnungen kann bei 80% relativer Luftfeuchte auftreten. Hat Luft bei einer Temperatur von 20°C z.B. eine relative Luftfeuchte von 50% (d.h. es könnte mindestens doppelt soviel Wasser aufnehmen) und man kühlt diese Luft z.B. an einer Grenzfläche ab, dann ist ab einer Temperatur von 12,6°C eine relative Luftfeuchte von 100% erreicht und es kommt zur Tauwasserbildung. In Gebäuden ist deshalb warme feuchte Luft, die auf kalte Stellen trifft oft ein Problem. Wichtig ist dies insbesondere für Wärmebrücken im Wohnbereich, Aufbau von Wänden und Decken, Außenwände mit Wärmedämmung, etc. Die Luftfeuchte in Wohnräumen hängt bei fester Raumtemperatur immer von verschiedenen Faktoren ab. Einmal von der Menge an Wasser- und Wasserdampfquellen wie z.B. Zimmerbrunnen und -pflanzen oder Bewohner, zum anderen vom Luftvolumen, von der Beschaffenheit der Wände, Böden und Decken, von der Inneneinrichtung und maßgeblich auch vom Lüftungsverhalten (Siehe Lüftung). Eine für den Menschen gesunde Luftfeuchte wäre bei ca. 40-65% gegeben (ideale Atemluft), ab ca. 80% kann die Luftfeuchte z.B. über Schimmelpilzwachstum schon wieder zum Problem werden. Je nach Bauart und Nutzung von Gebäuden treten fallweise zu hohe wie zu niedrige relative Luftfeuchtigkeiten auf. Als Abhilfe werden dabei Luftbefeuchter bzw. Lüftungsanlagen eingesetzt. Zurück zum ABC Lüftung Lüftung ist in bewohnten Gebäuden zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit und zur Aufrechterhaltung der Raumluftqualität notwendig. Bei der Raumluftqualität geht es vor allem darum, verbrauchte Raumluft mit zuviel Kohlendioxid sowie mit toxischen Gefahrstoffen (von Einrichtungsgegenständen und Gebäudeteilen abgegebenen) aus dem Wohnraum zu befördern. Lüftung kann durch verschiedene Techniken der natürlichen Lüftung (z.B. Stoß- oder Querlüftung über Fenster und Türen) sowie maschinell über Lüftungsanlagen geschehen, siehe Lüftungsanlagen. Zurück zum ABC Lüftungsanlagen Lüftungsanlagen regeln u.a. die Lüftung in Wohnräumen und sorgen für den nötigen Luftwechsel. In der kalten Jahreszeit können Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung dafür sorgen, dass ein Teil der Wärme, die beim natürlichen Lüften verloren geht, wieder als Raumwärme genutzt wird. Weiterhin lassen sich auch Gefahrstoffe von außen wie z.B. Pollen durch Filter bekämpfen. Lüftungsanlagen bedeuten aber auch einen zusätzlichen Investitionsaufwand sowie laufende Kosten für Wartung und Strombedarf. Zurück zum ABC Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe können für Gebrauchsgegenstände, Dämmstoffe, Schmierstoffe, etc. aber auch als/für Kraftstoffe verwendet werden. Diese bestehen chemisch oft aus Zellulose, einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung. Vorteil der nachwachsenden Rohstoffe im Kraftstoffbereich ist, dass diese sich nachhaltig gewinnen lassen und nicht auf endliche Ressourcen beschränkt sind. Besonders geeignet sind nachwachsende Rohstoffe dann, wenn ihr Anbau nicht in Konkurrenz zur Nahrungsschiene von Mensch und Tier steht. Abfallstoffe aus Stroh oder auch Holz in verschiedenster Form sind damit aussichtsreiche Kandidaten. Zurück zum ABC Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Heizenergiebedarf Der z.B. in einer Energieberatung berechnete Energiebedarf für die Beheizung eines Gebäudes ohne Warmwasserbereitung und Anlagenverluste. Zurück zum ABC Heizwert Als Heizwert oder unterer Heizwert ist der Energiebetrag definiert, der bei vollständiger Verbrennung (Atmosphärendruck, 25°C) eines Stoffes (Gas, Heizöl,...) frei wird. Das bei der Verbrennung entstandene Wasser liegt dabei im Abgas dampfförmig vor. Nutzt man zusätzlich noch die im Wasserdampf befindliche Energie durch Kondensation, dann erhält man den sog. oberen Heizwert oder auch Brennwert eines Stoffes (siehe Brennwerttechnik). Zurück zum ABC Holzpellet Grundstoff mit dem sich sog. Pelletheizungen (i.d.R. Niedertemperaturheizungen) betreiben lassen. Von der Anlagentechnik und von der Brennstoffbeschaffung her sind solche Systeme aufwendiger als Stückholzheizungen, aber dafür auch benutzerfreundlicher. Zurück zum ABC Hydraulischer Abgleich Begriff aus der Heizungstechnik, speziell bei Warmwasserzentralheizungen. Durch Regelung, Dimensionierung und Planung wird versucht , die Durchflussmenge von Wassers durch das Verteilsystem (Heizungsrohre) so zu regeln, dass bei einer bestimmten Vorlauftemperatur an jedem Heizkörper oder -kreis die gewünschte Raumtemperatur erreicht wird. Technisch oft sehr aufwendig, besonders wichtig bei größeren und weitreichenden Heizungssytemen. Zurück zum ABC Kernenergie Energie, die bei Kernspaltung oder Kernfussion frei wird. Bedeutung für die technologische Energieerzeugung hat gegenwärtig nur die Kernspaltung. In Kernkraftwerken (auch Atomkraftwerke genannt) wird damit in der BRD seit den 60er Jahren vermehrt ''Strom'' erzeugt. Kernkraft war politisch immer sehr umstritten, bis vor einigen Jahren ein Ausstieg beschlossen wurde – Wiedereinstieg ist noch immer Gegenstand politischer Diskussionen. Gegenwärtig hat die Kernkraft einen Anteil von etwa 30% bei der Stromerzeugung, bzw. 13% beim gesamten Primärenergieverbrauch. Kernkraft hat grundsätzlich - wie andere konventionelle Energien auch - ein Ressourcen Problem, da natürliche Vorkommen an Uran begrenzt sind. Zudem ergibt sich eine umstrittene Umwelt- und Sicherheitsproblematik. Zurück zum ABC Kernfussion Eine Variante mit der sich Kernenergie nutzen lässt. Der Fussionsprozess läuft z.B. natürlich in der Sonne ab, technologisch ist er aber schwer zugänglich und Gegenstand aktueller Forschung und Entwicklung. Entscheidende Ergebnisse sind nach Angaben von Fachleuten nicht vor 2050 zu erwarten, es bestehen noch eine Vielzahl ungelöster Problemstellungen. Zurück zum ABC Klimawandel Schlagwort in der gegenwärtigen Diskussion. Gibt es eine globale Erwärmung? Handelt es sich hierbei um eine vom Menschen verursachte Erwärmung? Ist insbesondere das durch Verbrennung fossiler Energieträger erzeugte Klimagas Kohlendioxid für die Erwärmung verantwortlich? Das sind nur drei Fragen, die sich stellen und diskutiert werden. Der globale Temperaturanstieg seit Auswertung der ersten verfügbaren Messdaten (Quelle: NASA bzw. Hadley Centre) von 1880 war schrittweise relativ gering und bewegte sich immer im zehntel Gradbereich. Von 1920-1940 stieg demnach die Temperatur um 0,3K an, von 1940 bis 1980 war sie dann in etwa konstant oder sank leicht, seit 1980 stieg sie wieder um 0,5K. Die Streuung der Messwerte zwischen den Jahren war hoch (Kurven daher in Darstellung oft geglättet, z.B. über 11 Jahre) und betrug immer wieder einige zehntel Kelvin. Als Ursachen für eine globale Erwärmung werden, sowohl natürliche Faktoren wie Veränderung der Sonnenaktivität, als auch die vermehrte Produktion von Treibhausgasen wie Kohlendioxid, angeführt. Sinnvoll erscheint eine Überlagerung der verschiedenen Effekte, wie sie u.a. von Rahmstorf und Schellnhuber (berät zur Zeit auch die Bundesregierung) vertreten wird. Neben der globalen Erwärmung, die aufgrund ihrer Ausprägung nicht von allen Experten/Lobbyisten etc. geteilt wird, gibt es auch einen lokalen Klimawandel in Deutschland. Dieser lässt sich eindeutig an Vegetationserscheinungen festmachen. Damit jedoch automatisch auf einen globalen Klimawandel zu schließen, wäre unwissenschaftlich und falsch. Denn das Klima unterlag in der Vergangenheit immer wieder lokal-temporären Schwankungen. Es sprechen viele Argumente für einen durch den Menschen verursachten globalen Klimawandel, entscheidend ist jedoch wie genau die gemessenen weltweiten Temperaturdaten sind. Theoretische Modelle lassen sich dann immer wieder schnell anpassen. Klimadiskussion hin oder her, eines ist klar. Vermeidung von Kohlendioxid aus fossilen Ursprung macht auf alle Fälle Sinn, denn die fossilen Ressourcen wie Erdöl oder -gas sind begrenzt und der Energieträger der Zukunft wird nicht aus der Erde gepumpt. Zurück zum ABC Kohlendioxid Sog. Klimagas, das für den Klimawandel verantwortlich gemacht wird. Kohlendioxid entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoff und Kohlenwasserstoffen, wie sie in fossilen Energieträgern (Erdölprodukte, Erdgas, Kohle,...) und Holz vorkommen. Im Gegensatz zu den fossilen Energieträgern nimmt Holz das entstandene Kohlendioxid beim Nachwachsen in einem längeren Zyklus wieder auf. Immer mehr an Bedeutung gewinnt das im Bereich Verkehr erzeugte Kohlendioxid, insbesondere im Flugverkehr. Zwar ist dort die erzeugte Menge pro Passagier und km etwwas geringer als z.B. beim PKW, mit großen Flugstrecken wird sie aber enorm. Durch wenige Langstreckenflüge kann man so leicht die vielfache Menge Kohlendioxid verursachen, die im Jahr für Gebäudebeheizung und PKW anfällt. Fluggesellschaften wissen das und haben reagiert, sie bieten Fluggästen deshalb die Förderung von Projekten mit regenerativer Energieerzeugung etc. an. Dies soll die Flugteilnahme kompensieren, beruhigt aber nur das Gewissen. Effektiv helfen kann aber nur Einschränkung oder Verzicht auf überflüssige Flugreisen. Die Tendenz weist leider eine andere Richtung. Ein Umdenken in dieser Richtung würde mehr bringen als viele technologische Ansätze. Zurück zum ABC Kohlekraftwerke Kraftwerke, die potentionell heimische Energieträger wie Braun- oder Steinkohle verbrennen und dadurch zur Kohlendioxidemission beitragen. In Deutschland haben sie etwa einen Anteil von 25% an der Stromerzeugung. Zurück zum ABC Kohlenwasserstoffe Chemische Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff, die in fossilen Energieträgern vorkommen. Bei der Verbrennung dieser Verbindungen entsteht u.a. Kohlendioxid und Wasser. Zurück zum ABC Konvektion Wärmetransportmechanismus in Flüssigkeiten oder Gasen. Man unterscheidet natürliche oder erzwungene Konvektion. Erzwungene Konvektion wäre z.B. die Bewegung von Luft mit einem Ventilator. Der Konvektor, ein häufig eingesetzter Heizkörper hat an der Innenseite Luftkanäle und nützt damit die natürliche Konvektion. Er saugt an der Unterseite die ankommende Luft an, erwärmt sie und befördert sie dadurch nach oben (Grund: warme Luft ist wegen geringerer Dichte leichter). Dadurch kommt es zur Ausbildung einer sog. Konvektionswalze, die den gesamten Raum mit warmer Luft versorgen und beheizen kann. Zurück zum ABC Luftfeuchtigkeit Luft nimmt Wasser in Form von Wasserdampf auf. Anders als häufig die Vorstellung, geschieht dies nicht durch chemische Bindung, sondern durch einen statistischen Prozess, der von der kinetischen Energie der Gasteilchen bestimmt wird. Zur Erklärung: Luft kann in guter Näherung als ideales Gas (überwiegend Sauerstoff und Stickstoffteichen) betrachtet werden, und die Energie seiner einzelnen Teilchen ist im thermischen Gleichgewicht gemäß der maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung gegeben. Diese Geschwindigkeitsverteilung gilt auch für Wasser bzw. die Wassermoleküle. Es gibt daher immer wieder Wassermoleküle an der Luft-Wasser-Grenzfläche, die genügend kinetische Energie besitzen ihre eigene Bindungsenergie zu überwinden und in die Luft übergehen können. Die Energie für diesen Abtrennprozess hat das System in Form von Verdamfungswärme (Verdampfungsenthalpie) aufzuwenden. Folglich sinkt die Temperatur der Wassergrenzfläche und sug. des Wassers. (Das selbe Prinzip gilt auch bei sog. alten Verdampfungskühlern bei Verbrennungsmotoren.) Gleichzeitig gehen in einem zweiten Prozess immer wieder Wassermoleküle aus der Luft Bindungen mit dem Wasser an der Luft-Wasser-Grenzfläche ein. Bei höherer kinetischer Energie oder Temperatur der Teilchen ist dies unwahrscheinlicher, da hier die Bindungsenergie leicht überwunden wird, jedoch nimmt mit der Anzahl der Wasserteilchen in der Luft auch die Wahrscheinlichkeit einer Bindung zu. Kommt es zur Bindung entsteht Kondensationswärme, die zum Temperaturanstieg im Wasser führt. Von der Lufttemperatur und der Menge der Wassermoleküle in der Luft (Luftfeuchte) hängt es nun ab, welcher Prozess dominiert. Warme Luft kann wegen der höheren kinetischen Energie mehr Wassermoleküle aufnehmen als kalte, die Kondensationskeime sind ebenfalls entscheidend. Gerne wird zum leichteren Verständnis der Begriff der sog. relativen Luftfeuchtigkeit verwendet. Luft mit 100% relativer Luftfeuchte hat die Sättigungskonzentration erreicht (Kondensation und Verdunstung sind im Gleichgewicht), sonst dominiert die Kondensation und es fällt Tauwasser aus (z.B. an Fensternscheiben). Hierzu sind aber auch Kondensationskeime (geladene Flächen und Teilchen, Staubteilchen, Aerosole in Luft) notwendig, sonst kann Luft auch um mehrere hundert Prozent übersättigt werden, ehe es zur sog. spontanen Kondensation kommt. Schimmelpilz in Wohnungen kann bei 80% relativer Luftfeuchte auftreten. Hat Luft bei einer Temperatur von 20°C z.B. eine relative Luftfeuchte von 50% (d.h. es könnte mindestens doppelt soviel Wasser aufnehmen) und man kühlt diese Luft z.B. an einer Grenzfläche ab, dann ist ab einer Temperatur von 12,6°C eine relative Luftfeuchte von 100% erreicht und es kommt zur Tauwasserbildung. In Gebäuden ist deshalb warme feuchte Luft, die auf kalte Stellen trifft oft ein Problem. Wichtig ist dies insbesondere für Wärmebrücken im Wohnbereich, Aufbau von Wänden und Decken, Außenwände mit Wärmedämmung, etc. Die Luftfeuchte in Wohnräumen hängt bei fester Raumtemperatur immer von verschiedenen Faktoren ab. Einmal von der Menge an Wasser- und Wasserdampfquellen wie z.B. Zimmerbrunnen und -pflanzen oder Bewohner, zum anderen vom Luftvolumen, von der Beschaffenheit der Wände, Böden und Decken, von der Inneneinrichtung und maßgeblich auch vom Lüftungsverhalten (Siehe Lüftung). Eine für den Menschen gesunde Luftfeuchte wäre bei ca. 40-65% gegeben (ideale Atemluft), ab ca. 80% kann die Luftfeuchte z.B. über Schimmelpilzwachstum schon wieder zum Problem werden. Je nach Bauart und Nutzung von Gebäuden treten fallweise zu hohe wie zu niedrige relative Luftfeuchtigkeiten auf. Als Abhilfe werden dabei Luftbefeuchter bzw. Lüftungsanlagen eingesetzt. Zurück zum ABC Lüftung Lüftung ist in bewohnten Gebäuden zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit und zur Aufrechterhaltung der Raumluftqualität notwendig. Bei der Raumluftqualität geht es vor allem darum, verbrauchte Raumluft mit zuviel Kohlendioxid sowie mit toxischen Gefahrstoffen (von Einrichtungsgegenständen und Gebäudeteilen abgegebenen) aus dem Wohnraum zu befördern. Lüftung kann durch verschiedene Techniken der natürlichen Lüftung (z.B. Stoß- oder Querlüftung über Fenster und Türen) sowie maschinell über Lüftungsanlagen geschehen, siehe Lüftungsanlagen. Zurück zum ABC Lüftungsanlagen Lüftungsanlagen regeln u.a. die Lüftung in Wohnräumen und sorgen für den nötigen Luftwechsel. In der kalten Jahreszeit können Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung dafür sorgen, dass ein Teil der Wärme, die beim natürlichen Lüften verloren geht, wieder als Raumwärme genutzt wird. Weiterhin lassen sich auch Gefahrstoffe von außen wie z.B. Pollen durch Filter bekämpfen. Lüftungsanlagen bedeuten aber auch einen zusätzlichen Investitionsaufwand sowie laufende Kosten für Wartung und Strombedarf. Zurück zum ABC Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe können für Gebrauchsgegenstände, Dämmstoffe, Schmierstoffe, etc. aber auch als/für Kraftstoffe verwendet werden. Diese bestehen chemisch oft aus Zellulose, einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung. Vorteil der nachwachsenden Rohstoffe im Kraftstoffbereich ist, dass diese sich nachhaltig gewinnen lassen und nicht auf endliche Ressourcen beschränkt sind. Besonders geeignet sind nachwachsende Rohstoffe dann, wenn ihr Anbau nicht in Konkurrenz zur Nahrungsschiene von Mensch und Tier steht. Abfallstoffe aus Stroh oder auch Holz in verschiedenster Form sind damit aussichtsreiche Kandidaten. Zurück zum ABC Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Heizwert Als Heizwert oder unterer Heizwert ist der Energiebetrag definiert, der bei vollständiger Verbrennung (Atmosphärendruck, 25°C) eines Stoffes (Gas, Heizöl,...) frei wird. Das bei der Verbrennung entstandene Wasser liegt dabei im Abgas dampfförmig vor. Nutzt man zusätzlich noch die im Wasserdampf befindliche Energie durch Kondensation, dann erhält man den sog. oberen Heizwert oder auch Brennwert eines Stoffes (siehe Brennwerttechnik). Zurück zum ABC Holzpellet Grundstoff mit dem sich sog. Pelletheizungen (i.d.R. Niedertemperaturheizungen) betreiben lassen. Von der Anlagentechnik und von der Brennstoffbeschaffung her sind solche Systeme aufwendiger als Stückholzheizungen, aber dafür auch benutzerfreundlicher. Zurück zum ABC Hydraulischer Abgleich Begriff aus der Heizungstechnik, speziell bei Warmwasserzentralheizungen. Durch Regelung, Dimensionierung und Planung wird versucht , die Durchflussmenge von Wassers durch das Verteilsystem (Heizungsrohre) so zu regeln, dass bei einer bestimmten Vorlauftemperatur an jedem Heizkörper oder -kreis die gewünschte Raumtemperatur erreicht wird. Technisch oft sehr aufwendig, besonders wichtig bei größeren und weitreichenden Heizungssytemen. Zurück zum ABC Kernenergie Energie, die bei Kernspaltung oder Kernfussion frei wird. Bedeutung für die technologische Energieerzeugung hat gegenwärtig nur die Kernspaltung. In Kernkraftwerken (auch Atomkraftwerke genannt) wird damit in der BRD seit den 60er Jahren vermehrt ''Strom'' erzeugt. Kernkraft war politisch immer sehr umstritten, bis vor einigen Jahren ein Ausstieg beschlossen wurde – Wiedereinstieg ist noch immer Gegenstand politischer Diskussionen. Gegenwärtig hat die Kernkraft einen Anteil von etwa 30% bei der Stromerzeugung, bzw. 13% beim gesamten Primärenergieverbrauch. Kernkraft hat grundsätzlich - wie andere konventionelle Energien auch - ein Ressourcen Problem, da natürliche Vorkommen an Uran begrenzt sind. Zudem ergibt sich eine umstrittene Umwelt- und Sicherheitsproblematik. Zurück zum ABC Kernfussion Eine Variante mit der sich Kernenergie nutzen lässt. Der Fussionsprozess läuft z.B. natürlich in der Sonne ab, technologisch ist er aber schwer zugänglich und Gegenstand aktueller Forschung und Entwicklung. Entscheidende Ergebnisse sind nach Angaben von Fachleuten nicht vor 2050 zu erwarten, es bestehen noch eine Vielzahl ungelöster Problemstellungen. Zurück zum ABC Klimawandel Schlagwort in der gegenwärtigen Diskussion. Gibt es eine globale Erwärmung? Handelt es sich hierbei um eine vom Menschen verursachte Erwärmung? Ist insbesondere das durch Verbrennung fossiler Energieträger erzeugte Klimagas Kohlendioxid für die Erwärmung verantwortlich? Das sind nur drei Fragen, die sich stellen und diskutiert werden. Der globale Temperaturanstieg seit Auswertung der ersten verfügbaren Messdaten (Quelle: NASA bzw. Hadley Centre) von 1880 war schrittweise relativ gering und bewegte sich immer im zehntel Gradbereich. Von 1920-1940 stieg demnach die Temperatur um 0,3K an, von 1940 bis 1980 war sie dann in etwa konstant oder sank leicht, seit 1980 stieg sie wieder um 0,5K. Die Streuung der Messwerte zwischen den Jahren war hoch (Kurven daher in Darstellung oft geglättet, z.B. über 11 Jahre) und betrug immer wieder einige zehntel Kelvin. Als Ursachen für eine globale Erwärmung werden, sowohl natürliche Faktoren wie Veränderung der Sonnenaktivität, als auch die vermehrte Produktion von Treibhausgasen wie Kohlendioxid, angeführt. Sinnvoll erscheint eine Überlagerung der verschiedenen Effekte, wie sie u.a. von Rahmstorf und Schellnhuber (berät zur Zeit auch die Bundesregierung) vertreten wird. Neben der globalen Erwärmung, die aufgrund ihrer Ausprägung nicht von allen Experten/Lobbyisten etc. geteilt wird, gibt es auch einen lokalen Klimawandel in Deutschland. Dieser lässt sich eindeutig an Vegetationserscheinungen festmachen. Damit jedoch automatisch auf einen globalen Klimawandel zu schließen, wäre unwissenschaftlich und falsch. Denn das Klima unterlag in der Vergangenheit immer wieder lokal-temporären Schwankungen. Es sprechen viele Argumente für einen durch den Menschen verursachten globalen Klimawandel, entscheidend ist jedoch wie genau die gemessenen weltweiten Temperaturdaten sind. Theoretische Modelle lassen sich dann immer wieder schnell anpassen. Klimadiskussion hin oder her, eines ist klar. Vermeidung von Kohlendioxid aus fossilen Ursprung macht auf alle Fälle Sinn, denn die fossilen Ressourcen wie Erdöl oder -gas sind begrenzt und der Energieträger der Zukunft wird nicht aus der Erde gepumpt. Zurück zum ABC Kohlendioxid Sog. Klimagas, das für den Klimawandel verantwortlich gemacht wird. Kohlendioxid entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoff und Kohlenwasserstoffen, wie sie in fossilen Energieträgern (Erdölprodukte, Erdgas, Kohle,...) und Holz vorkommen. Im Gegensatz zu den fossilen Energieträgern nimmt Holz das entstandene Kohlendioxid beim Nachwachsen in einem längeren Zyklus wieder auf. Immer mehr an Bedeutung gewinnt das im Bereich Verkehr erzeugte Kohlendioxid, insbesondere im Flugverkehr. Zwar ist dort die erzeugte Menge pro Passagier und km etwwas geringer als z.B. beim PKW, mit großen Flugstrecken wird sie aber enorm. Durch wenige Langstreckenflüge kann man so leicht die vielfache Menge Kohlendioxid verursachen, die im Jahr für Gebäudebeheizung und PKW anfällt. Fluggesellschaften wissen das und haben reagiert, sie bieten Fluggästen deshalb die Förderung von Projekten mit regenerativer Energieerzeugung etc. an. Dies soll die Flugteilnahme kompensieren, beruhigt aber nur das Gewissen. Effektiv helfen kann aber nur Einschränkung oder Verzicht auf überflüssige Flugreisen. Die Tendenz weist leider eine andere Richtung. Ein Umdenken in dieser Richtung würde mehr bringen als viele technologische Ansätze. Zurück zum ABC Kohlekraftwerke Kraftwerke, die potentionell heimische Energieträger wie Braun- oder Steinkohle verbrennen und dadurch zur Kohlendioxidemission beitragen. In Deutschland haben sie etwa einen Anteil von 25% an der Stromerzeugung. Zurück zum ABC Kohlenwasserstoffe Chemische Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff, die in fossilen Energieträgern vorkommen. Bei der Verbrennung dieser Verbindungen entsteht u.a. Kohlendioxid und Wasser. Zurück zum ABC Konvektion Wärmetransportmechanismus in Flüssigkeiten oder Gasen. Man unterscheidet natürliche oder erzwungene Konvektion. Erzwungene Konvektion wäre z.B. die Bewegung von Luft mit einem Ventilator. Der Konvektor, ein häufig eingesetzter Heizkörper hat an der Innenseite Luftkanäle und nützt damit die natürliche Konvektion. Er saugt an der Unterseite die ankommende Luft an, erwärmt sie und befördert sie dadurch nach oben (Grund: warme Luft ist wegen geringerer Dichte leichter). Dadurch kommt es zur Ausbildung einer sog. Konvektionswalze, die den gesamten Raum mit warmer Luft versorgen und beheizen kann. Zurück zum ABC Luftfeuchtigkeit Luft nimmt Wasser in Form von Wasserdampf auf. Anders als häufig die Vorstellung, geschieht dies nicht durch chemische Bindung, sondern durch einen statistischen Prozess, der von der kinetischen Energie der Gasteilchen bestimmt wird. Zur Erklärung: Luft kann in guter Näherung als ideales Gas (überwiegend Sauerstoff und Stickstoffteichen) betrachtet werden, und die Energie seiner einzelnen Teilchen ist im thermischen Gleichgewicht gemäß der maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung gegeben. Diese Geschwindigkeitsverteilung gilt auch für Wasser bzw. die Wassermoleküle. Es gibt daher immer wieder Wassermoleküle an der Luft-Wasser-Grenzfläche, die genügend kinetische Energie besitzen ihre eigene Bindungsenergie zu überwinden und in die Luft übergehen können. Die Energie für diesen Abtrennprozess hat das System in Form von Verdamfungswärme (Verdampfungsenthalpie) aufzuwenden. Folglich sinkt die Temperatur der Wassergrenzfläche und sug. des Wassers. (Das selbe Prinzip gilt auch bei sog. alten Verdampfungskühlern bei Verbrennungsmotoren.) Gleichzeitig gehen in einem zweiten Prozess immer wieder Wassermoleküle aus der Luft Bindungen mit dem Wasser an der Luft-Wasser-Grenzfläche ein. Bei höherer kinetischer Energie oder Temperatur der Teilchen ist dies unwahrscheinlicher, da hier die Bindungsenergie leicht überwunden wird, jedoch nimmt mit der Anzahl der Wasserteilchen in der Luft auch die Wahrscheinlichkeit einer Bindung zu. Kommt es zur Bindung entsteht Kondensationswärme, die zum Temperaturanstieg im Wasser führt. Von der Lufttemperatur und der Menge der Wassermoleküle in der Luft (Luftfeuchte) hängt es nun ab, welcher Prozess dominiert. Warme Luft kann wegen der höheren kinetischen Energie mehr Wassermoleküle aufnehmen als kalte, die Kondensationskeime sind ebenfalls entscheidend. Gerne wird zum leichteren Verständnis der Begriff der sog. relativen Luftfeuchtigkeit verwendet. Luft mit 100% relativer Luftfeuchte hat die Sättigungskonzentration erreicht (Kondensation und Verdunstung sind im Gleichgewicht), sonst dominiert die Kondensation und es fällt Tauwasser aus (z.B. an Fensternscheiben). Hierzu sind aber auch Kondensationskeime (geladene Flächen und Teilchen, Staubteilchen, Aerosole in Luft) notwendig, sonst kann Luft auch um mehrere hundert Prozent übersättigt werden, ehe es zur sog. spontanen Kondensation kommt. Schimmelpilz in Wohnungen kann bei 80% relativer Luftfeuchte auftreten. Hat Luft bei einer Temperatur von 20°C z.B. eine relative Luftfeuchte von 50% (d.h. es könnte mindestens doppelt soviel Wasser aufnehmen) und man kühlt diese Luft z.B. an einer Grenzfläche ab, dann ist ab einer Temperatur von 12,6°C eine relative Luftfeuchte von 100% erreicht und es kommt zur Tauwasserbildung. In Gebäuden ist deshalb warme feuchte Luft, die auf kalte Stellen trifft oft ein Problem. Wichtig ist dies insbesondere für Wärmebrücken im Wohnbereich, Aufbau von Wänden und Decken, Außenwände mit Wärmedämmung, etc. Die Luftfeuchte in Wohnräumen hängt bei fester Raumtemperatur immer von verschiedenen Faktoren ab. Einmal von der Menge an Wasser- und Wasserdampfquellen wie z.B. Zimmerbrunnen und -pflanzen oder Bewohner, zum anderen vom Luftvolumen, von der Beschaffenheit der Wände, Böden und Decken, von der Inneneinrichtung und maßgeblich auch vom Lüftungsverhalten (Siehe Lüftung). Eine für den Menschen gesunde Luftfeuchte wäre bei ca. 40-65% gegeben (ideale Atemluft), ab ca. 80% kann die Luftfeuchte z.B. über Schimmelpilzwachstum schon wieder zum Problem werden. Je nach Bauart und Nutzung von Gebäuden treten fallweise zu hohe wie zu niedrige relative Luftfeuchtigkeiten auf. Als Abhilfe werden dabei Luftbefeuchter bzw. Lüftungsanlagen eingesetzt. Zurück zum ABC Lüftung Lüftung ist in bewohnten Gebäuden zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit und zur Aufrechterhaltung der Raumluftqualität notwendig. Bei der Raumluftqualität geht es vor allem darum, verbrauchte Raumluft mit zuviel Kohlendioxid sowie mit toxischen Gefahrstoffen (von Einrichtungsgegenständen und Gebäudeteilen abgegebenen) aus dem Wohnraum zu befördern. Lüftung kann durch verschiedene Techniken der natürlichen Lüftung (z.B. Stoß- oder Querlüftung über Fenster und Türen) sowie maschinell über Lüftungsanlagen geschehen, siehe Lüftungsanlagen. Zurück zum ABC Lüftungsanlagen Lüftungsanlagen regeln u.a. die Lüftung in Wohnräumen und sorgen für den nötigen Luftwechsel. In der kalten Jahreszeit können Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung dafür sorgen, dass ein Teil der Wärme, die beim natürlichen Lüften verloren geht, wieder als Raumwärme genutzt wird. Weiterhin lassen sich auch Gefahrstoffe von außen wie z.B. Pollen durch Filter bekämpfen. Lüftungsanlagen bedeuten aber auch einen zusätzlichen Investitionsaufwand sowie laufende Kosten für Wartung und Strombedarf. Zurück zum ABC Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe können für Gebrauchsgegenstände, Dämmstoffe, Schmierstoffe, etc. aber auch als/für Kraftstoffe verwendet werden. Diese bestehen chemisch oft aus Zellulose, einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung. Vorteil der nachwachsenden Rohstoffe im Kraftstoffbereich ist, dass diese sich nachhaltig gewinnen lassen und nicht auf endliche Ressourcen beschränkt sind. Besonders geeignet sind nachwachsende Rohstoffe dann, wenn ihr Anbau nicht in Konkurrenz zur Nahrungsschiene von Mensch und Tier steht. Abfallstoffe aus Stroh oder auch Holz in verschiedenster Form sind damit aussichtsreiche Kandidaten. Zurück zum ABC Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Holzpellet Grundstoff mit dem sich sog. Pelletheizungen (i.d.R. Niedertemperaturheizungen) betreiben lassen. Von der Anlagentechnik und von der Brennstoffbeschaffung her sind solche Systeme aufwendiger als Stückholzheizungen, aber dafür auch benutzerfreundlicher. Zurück zum ABC Hydraulischer Abgleich Begriff aus der Heizungstechnik, speziell bei Warmwasserzentralheizungen. Durch Regelung, Dimensionierung und Planung wird versucht , die Durchflussmenge von Wassers durch das Verteilsystem (Heizungsrohre) so zu regeln, dass bei einer bestimmten Vorlauftemperatur an jedem Heizkörper oder -kreis die gewünschte Raumtemperatur erreicht wird. Technisch oft sehr aufwendig, besonders wichtig bei größeren und weitreichenden Heizungssytemen. Zurück zum ABC Kernenergie Energie, die bei Kernspaltung oder Kernfussion frei wird. Bedeutung für die technologische Energieerzeugung hat gegenwärtig nur die Kernspaltung. In Kernkraftwerken (auch Atomkraftwerke genannt) wird damit in der BRD seit den 60er Jahren vermehrt ''Strom'' erzeugt. Kernkraft war politisch immer sehr umstritten, bis vor einigen Jahren ein Ausstieg beschlossen wurde – Wiedereinstieg ist noch immer Gegenstand politischer Diskussionen. Gegenwärtig hat die Kernkraft einen Anteil von etwa 30% bei der Stromerzeugung, bzw. 13% beim gesamten Primärenergieverbrauch. Kernkraft hat grundsätzlich - wie andere konventionelle Energien auch - ein Ressourcen Problem, da natürliche Vorkommen an Uran begrenzt sind. Zudem ergibt sich eine umstrittene Umwelt- und Sicherheitsproblematik. Zurück zum ABC Kernfussion Eine Variante mit der sich Kernenergie nutzen lässt. Der Fussionsprozess läuft z.B. natürlich in der Sonne ab, technologisch ist er aber schwer zugänglich und Gegenstand aktueller Forschung und Entwicklung. Entscheidende Ergebnisse sind nach Angaben von Fachleuten nicht vor 2050 zu erwarten, es bestehen noch eine Vielzahl ungelöster Problemstellungen. Zurück zum ABC Klimawandel Schlagwort in der gegenwärtigen Diskussion. Gibt es eine globale Erwärmung? Handelt es sich hierbei um eine vom Menschen verursachte Erwärmung? Ist insbesondere das durch Verbrennung fossiler Energieträger erzeugte Klimagas Kohlendioxid für die Erwärmung verantwortlich? Das sind nur drei Fragen, die sich stellen und diskutiert werden. Der globale Temperaturanstieg seit Auswertung der ersten verfügbaren Messdaten (Quelle: NASA bzw. Hadley Centre) von 1880 war schrittweise relativ gering und bewegte sich immer im zehntel Gradbereich. Von 1920-1940 stieg demnach die Temperatur um 0,3K an, von 1940 bis 1980 war sie dann in etwa konstant oder sank leicht, seit 1980 stieg sie wieder um 0,5K. Die Streuung der Messwerte zwischen den Jahren war hoch (Kurven daher in Darstellung oft geglättet, z.B. über 11 Jahre) und betrug immer wieder einige zehntel Kelvin. Als Ursachen für eine globale Erwärmung werden, sowohl natürliche Faktoren wie Veränderung der Sonnenaktivität, als auch die vermehrte Produktion von Treibhausgasen wie Kohlendioxid, angeführt. Sinnvoll erscheint eine Überlagerung der verschiedenen Effekte, wie sie u.a. von Rahmstorf und Schellnhuber (berät zur Zeit auch die Bundesregierung) vertreten wird. Neben der globalen Erwärmung, die aufgrund ihrer Ausprägung nicht von allen Experten/Lobbyisten etc. geteilt wird, gibt es auch einen lokalen Klimawandel in Deutschland. Dieser lässt sich eindeutig an Vegetationserscheinungen festmachen. Damit jedoch automatisch auf einen globalen Klimawandel zu schließen, wäre unwissenschaftlich und falsch. Denn das Klima unterlag in der Vergangenheit immer wieder lokal-temporären Schwankungen. Es sprechen viele Argumente für einen durch den Menschen verursachten globalen Klimawandel, entscheidend ist jedoch wie genau die gemessenen weltweiten Temperaturdaten sind. Theoretische Modelle lassen sich dann immer wieder schnell anpassen. Klimadiskussion hin oder her, eines ist klar. Vermeidung von Kohlendioxid aus fossilen Ursprung macht auf alle Fälle Sinn, denn die fossilen Ressourcen wie Erdöl oder -gas sind begrenzt und der Energieträger der Zukunft wird nicht aus der Erde gepumpt. Zurück zum ABC Kohlendioxid Sog. Klimagas, das für den Klimawandel verantwortlich gemacht wird. Kohlendioxid entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoff und Kohlenwasserstoffen, wie sie in fossilen Energieträgern (Erdölprodukte, Erdgas, Kohle,...) und Holz vorkommen. Im Gegensatz zu den fossilen Energieträgern nimmt Holz das entstandene Kohlendioxid beim Nachwachsen in einem längeren Zyklus wieder auf. Immer mehr an Bedeutung gewinnt das im Bereich Verkehr erzeugte Kohlendioxid, insbesondere im Flugverkehr. Zwar ist dort die erzeugte Menge pro Passagier und km etwwas geringer als z.B. beim PKW, mit großen Flugstrecken wird sie aber enorm. Durch wenige Langstreckenflüge kann man so leicht die vielfache Menge Kohlendioxid verursachen, die im Jahr für Gebäudebeheizung und PKW anfällt. Fluggesellschaften wissen das und haben reagiert, sie bieten Fluggästen deshalb die Förderung von Projekten mit regenerativer Energieerzeugung etc. an. Dies soll die Flugteilnahme kompensieren, beruhigt aber nur das Gewissen. Effektiv helfen kann aber nur Einschränkung oder Verzicht auf überflüssige Flugreisen. Die Tendenz weist leider eine andere Richtung. Ein Umdenken in dieser Richtung würde mehr bringen als viele technologische Ansätze. Zurück zum ABC Kohlekraftwerke Kraftwerke, die potentionell heimische Energieträger wie Braun- oder Steinkohle verbrennen und dadurch zur Kohlendioxidemission beitragen. In Deutschland haben sie etwa einen Anteil von 25% an der Stromerzeugung. Zurück zum ABC Kohlenwasserstoffe Chemische Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff, die in fossilen Energieträgern vorkommen. Bei der Verbrennung dieser Verbindungen entsteht u.a. Kohlendioxid und Wasser. Zurück zum ABC Konvektion Wärmetransportmechanismus in Flüssigkeiten oder Gasen. Man unterscheidet natürliche oder erzwungene Konvektion. Erzwungene Konvektion wäre z.B. die Bewegung von Luft mit einem Ventilator. Der Konvektor, ein häufig eingesetzter Heizkörper hat an der Innenseite Luftkanäle und nützt damit die natürliche Konvektion. Er saugt an der Unterseite die ankommende Luft an, erwärmt sie und befördert sie dadurch nach oben (Grund: warme Luft ist wegen geringerer Dichte leichter). Dadurch kommt es zur Ausbildung einer sog. Konvektionswalze, die den gesamten Raum mit warmer Luft versorgen und beheizen kann. Zurück zum ABC Luftfeuchtigkeit Luft nimmt Wasser in Form von Wasserdampf auf. Anders als häufig die Vorstellung, geschieht dies nicht durch chemische Bindung, sondern durch einen statistischen Prozess, der von der kinetischen Energie der Gasteilchen bestimmt wird. Zur Erklärung: Luft kann in guter Näherung als ideales Gas (überwiegend Sauerstoff und Stickstoffteichen) betrachtet werden, und die Energie seiner einzelnen Teilchen ist im thermischen Gleichgewicht gemäß der maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung gegeben. Diese Geschwindigkeitsverteilung gilt auch für Wasser bzw. die Wassermoleküle. Es gibt daher immer wieder Wassermoleküle an der Luft-Wasser-Grenzfläche, die genügend kinetische Energie besitzen ihre eigene Bindungsenergie zu überwinden und in die Luft übergehen können. Die Energie für diesen Abtrennprozess hat das System in Form von Verdamfungswärme (Verdampfungsenthalpie) aufzuwenden. Folglich sinkt die Temperatur der Wassergrenzfläche und sug. des Wassers. (Das selbe Prinzip gilt auch bei sog. alten Verdampfungskühlern bei Verbrennungsmotoren.) Gleichzeitig gehen in einem zweiten Prozess immer wieder Wassermoleküle aus der Luft Bindungen mit dem Wasser an der Luft-Wasser-Grenzfläche ein. Bei höherer kinetischer Energie oder Temperatur der Teilchen ist dies unwahrscheinlicher, da hier die Bindungsenergie leicht überwunden wird, jedoch nimmt mit der Anzahl der Wasserteilchen in der Luft auch die Wahrscheinlichkeit einer Bindung zu. Kommt es zur Bindung entsteht Kondensationswärme, die zum Temperaturanstieg im Wasser führt. Von der Lufttemperatur und der Menge der Wassermoleküle in der Luft (Luftfeuchte) hängt es nun ab, welcher Prozess dominiert. Warme Luft kann wegen der höheren kinetischen Energie mehr Wassermoleküle aufnehmen als kalte, die Kondensationskeime sind ebenfalls entscheidend. Gerne wird zum leichteren Verständnis der Begriff der sog. relativen Luftfeuchtigkeit verwendet. Luft mit 100% relativer Luftfeuchte hat die Sättigungskonzentration erreicht (Kondensation und Verdunstung sind im Gleichgewicht), sonst dominiert die Kondensation und es fällt Tauwasser aus (z.B. an Fensternscheiben). Hierzu sind aber auch Kondensationskeime (geladene Flächen und Teilchen, Staubteilchen, Aerosole in Luft) notwendig, sonst kann Luft auch um mehrere hundert Prozent übersättigt werden, ehe es zur sog. spontanen Kondensation kommt. Schimmelpilz in Wohnungen kann bei 80% relativer Luftfeuchte auftreten. Hat Luft bei einer Temperatur von 20°C z.B. eine relative Luftfeuchte von 50% (d.h. es könnte mindestens doppelt soviel Wasser aufnehmen) und man kühlt diese Luft z.B. an einer Grenzfläche ab, dann ist ab einer Temperatur von 12,6°C eine relative Luftfeuchte von 100% erreicht und es kommt zur Tauwasserbildung. In Gebäuden ist deshalb warme feuchte Luft, die auf kalte Stellen trifft oft ein Problem. Wichtig ist dies insbesondere für Wärmebrücken im Wohnbereich, Aufbau von Wänden und Decken, Außenwände mit Wärmedämmung, etc. Die Luftfeuchte in Wohnräumen hängt bei fester Raumtemperatur immer von verschiedenen Faktoren ab. Einmal von der Menge an Wasser- und Wasserdampfquellen wie z.B. Zimmerbrunnen und -pflanzen oder Bewohner, zum anderen vom Luftvolumen, von der Beschaffenheit der Wände, Böden und Decken, von der Inneneinrichtung und maßgeblich auch vom Lüftungsverhalten (Siehe Lüftung). Eine für den Menschen gesunde Luftfeuchte wäre bei ca. 40-65% gegeben (ideale Atemluft), ab ca. 80% kann die Luftfeuchte z.B. über Schimmelpilzwachstum schon wieder zum Problem werden. Je nach Bauart und Nutzung von Gebäuden treten fallweise zu hohe wie zu niedrige relative Luftfeuchtigkeiten auf. Als Abhilfe werden dabei Luftbefeuchter bzw. Lüftungsanlagen eingesetzt. Zurück zum ABC Lüftung Lüftung ist in bewohnten Gebäuden zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit und zur Aufrechterhaltung der Raumluftqualität notwendig. Bei der Raumluftqualität geht es vor allem darum, verbrauchte Raumluft mit zuviel Kohlendioxid sowie mit toxischen Gefahrstoffen (von Einrichtungsgegenständen und Gebäudeteilen abgegebenen) aus dem Wohnraum zu befördern. Lüftung kann durch verschiedene Techniken der natürlichen Lüftung (z.B. Stoß- oder Querlüftung über Fenster und Türen) sowie maschinell über Lüftungsanlagen geschehen, siehe Lüftungsanlagen. Zurück zum ABC Lüftungsanlagen Lüftungsanlagen regeln u.a. die Lüftung in Wohnräumen und sorgen für den nötigen Luftwechsel. In der kalten Jahreszeit können Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung dafür sorgen, dass ein Teil der Wärme, die beim natürlichen Lüften verloren geht, wieder als Raumwärme genutzt wird. Weiterhin lassen sich auch Gefahrstoffe von außen wie z.B. Pollen durch Filter bekämpfen. Lüftungsanlagen bedeuten aber auch einen zusätzlichen Investitionsaufwand sowie laufende Kosten für Wartung und Strombedarf. Zurück zum ABC Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe können für Gebrauchsgegenstände, Dämmstoffe, Schmierstoffe, etc. aber auch als/für Kraftstoffe verwendet werden. Diese bestehen chemisch oft aus Zellulose, einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung. Vorteil der nachwachsenden Rohstoffe im Kraftstoffbereich ist, dass diese sich nachhaltig gewinnen lassen und nicht auf endliche Ressourcen beschränkt sind. Besonders geeignet sind nachwachsende Rohstoffe dann, wenn ihr Anbau nicht in Konkurrenz zur Nahrungsschiene von Mensch und Tier steht. Abfallstoffe aus Stroh oder auch Holz in verschiedenster Form sind damit aussichtsreiche Kandidaten. Zurück zum ABC Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Hydraulischer Abgleich Begriff aus der Heizungstechnik, speziell bei Warmwasserzentralheizungen. Durch Regelung, Dimensionierung und Planung wird versucht , die Durchflussmenge von Wassers durch das Verteilsystem (Heizungsrohre) so zu regeln, dass bei einer bestimmten Vorlauftemperatur an jedem Heizkörper oder -kreis die gewünschte Raumtemperatur erreicht wird. Technisch oft sehr aufwendig, besonders wichtig bei größeren und weitreichenden Heizungssytemen. Zurück zum ABC Kernenergie Energie, die bei Kernspaltung oder Kernfussion frei wird. Bedeutung für die technologische Energieerzeugung hat gegenwärtig nur die Kernspaltung. In Kernkraftwerken (auch Atomkraftwerke genannt) wird damit in der BRD seit den 60er Jahren vermehrt ''Strom'' erzeugt. Kernkraft war politisch immer sehr umstritten, bis vor einigen Jahren ein Ausstieg beschlossen wurde – Wiedereinstieg ist noch immer Gegenstand politischer Diskussionen. Gegenwärtig hat die Kernkraft einen Anteil von etwa 30% bei der Stromerzeugung, bzw. 13% beim gesamten Primärenergieverbrauch. Kernkraft hat grundsätzlich - wie andere konventionelle Energien auch - ein Ressourcen Problem, da natürliche Vorkommen an Uran begrenzt sind. Zudem ergibt sich eine umstrittene Umwelt- und Sicherheitsproblematik. Zurück zum ABC Kernfussion Eine Variante mit der sich Kernenergie nutzen lässt. Der Fussionsprozess läuft z.B. natürlich in der Sonne ab, technologisch ist er aber schwer zugänglich und Gegenstand aktueller Forschung und Entwicklung. Entscheidende Ergebnisse sind nach Angaben von Fachleuten nicht vor 2050 zu erwarten, es bestehen noch eine Vielzahl ungelöster Problemstellungen. Zurück zum ABC Klimawandel Schlagwort in der gegenwärtigen Diskussion. Gibt es eine globale Erwärmung? Handelt es sich hierbei um eine vom Menschen verursachte Erwärmung? Ist insbesondere das durch Verbrennung fossiler Energieträger erzeugte Klimagas Kohlendioxid für die Erwärmung verantwortlich? Das sind nur drei Fragen, die sich stellen und diskutiert werden. Der globale Temperaturanstieg seit Auswertung der ersten verfügbaren Messdaten (Quelle: NASA bzw. Hadley Centre) von 1880 war schrittweise relativ gering und bewegte sich immer im zehntel Gradbereich. Von 1920-1940 stieg demnach die Temperatur um 0,3K an, von 1940 bis 1980 war sie dann in etwa konstant oder sank leicht, seit 1980 stieg sie wieder um 0,5K. Die Streuung der Messwerte zwischen den Jahren war hoch (Kurven daher in Darstellung oft geglättet, z.B. über 11 Jahre) und betrug immer wieder einige zehntel Kelvin. Als Ursachen für eine globale Erwärmung werden, sowohl natürliche Faktoren wie Veränderung der Sonnenaktivität, als auch die vermehrte Produktion von Treibhausgasen wie Kohlendioxid, angeführt. Sinnvoll erscheint eine Überlagerung der verschiedenen Effekte, wie sie u.a. von Rahmstorf und Schellnhuber (berät zur Zeit auch die Bundesregierung) vertreten wird. Neben der globalen Erwärmung, die aufgrund ihrer Ausprägung nicht von allen Experten/Lobbyisten etc. geteilt wird, gibt es auch einen lokalen Klimawandel in Deutschland. Dieser lässt sich eindeutig an Vegetationserscheinungen festmachen. Damit jedoch automatisch auf einen globalen Klimawandel zu schließen, wäre unwissenschaftlich und falsch. Denn das Klima unterlag in der Vergangenheit immer wieder lokal-temporären Schwankungen. Es sprechen viele Argumente für einen durch den Menschen verursachten globalen Klimawandel, entscheidend ist jedoch wie genau die gemessenen weltweiten Temperaturdaten sind. Theoretische Modelle lassen sich dann immer wieder schnell anpassen. Klimadiskussion hin oder her, eines ist klar. Vermeidung von Kohlendioxid aus fossilen Ursprung macht auf alle Fälle Sinn, denn die fossilen Ressourcen wie Erdöl oder -gas sind begrenzt und der Energieträger der Zukunft wird nicht aus der Erde gepumpt. Zurück zum ABC Kohlendioxid Sog. Klimagas, das für den Klimawandel verantwortlich gemacht wird. Kohlendioxid entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoff und Kohlenwasserstoffen, wie sie in fossilen Energieträgern (Erdölprodukte, Erdgas, Kohle,...) und Holz vorkommen. Im Gegensatz zu den fossilen Energieträgern nimmt Holz das entstandene Kohlendioxid beim Nachwachsen in einem längeren Zyklus wieder auf. Immer mehr an Bedeutung gewinnt das im Bereich Verkehr erzeugte Kohlendioxid, insbesondere im Flugverkehr. Zwar ist dort die erzeugte Menge pro Passagier und km etwwas geringer als z.B. beim PKW, mit großen Flugstrecken wird sie aber enorm. Durch wenige Langstreckenflüge kann man so leicht die vielfache Menge Kohlendioxid verursachen, die im Jahr für Gebäudebeheizung und PKW anfällt. Fluggesellschaften wissen das und haben reagiert, sie bieten Fluggästen deshalb die Förderung von Projekten mit regenerativer Energieerzeugung etc. an. Dies soll die Flugteilnahme kompensieren, beruhigt aber nur das Gewissen. Effektiv helfen kann aber nur Einschränkung oder Verzicht auf überflüssige Flugreisen. Die Tendenz weist leider eine andere Richtung. Ein Umdenken in dieser Richtung würde mehr bringen als viele technologische Ansätze. Zurück zum ABC Kohlekraftwerke Kraftwerke, die potentionell heimische Energieträger wie Braun- oder Steinkohle verbrennen und dadurch zur Kohlendioxidemission beitragen. In Deutschland haben sie etwa einen Anteil von 25% an der Stromerzeugung. Zurück zum ABC Kohlenwasserstoffe Chemische Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff, die in fossilen Energieträgern vorkommen. Bei der Verbrennung dieser Verbindungen entsteht u.a. Kohlendioxid und Wasser. Zurück zum ABC Konvektion Wärmetransportmechanismus in Flüssigkeiten oder Gasen. Man unterscheidet natürliche oder erzwungene Konvektion. Erzwungene Konvektion wäre z.B. die Bewegung von Luft mit einem Ventilator. Der Konvektor, ein häufig eingesetzter Heizkörper hat an der Innenseite Luftkanäle und nützt damit die natürliche Konvektion. Er saugt an der Unterseite die ankommende Luft an, erwärmt sie und befördert sie dadurch nach oben (Grund: warme Luft ist wegen geringerer Dichte leichter). Dadurch kommt es zur Ausbildung einer sog. Konvektionswalze, die den gesamten Raum mit warmer Luft versorgen und beheizen kann. Zurück zum ABC Luftfeuchtigkeit Luft nimmt Wasser in Form von Wasserdampf auf. Anders als häufig die Vorstellung, geschieht dies nicht durch chemische Bindung, sondern durch einen statistischen Prozess, der von der kinetischen Energie der Gasteilchen bestimmt wird. Zur Erklärung: Luft kann in guter Näherung als ideales Gas (überwiegend Sauerstoff und Stickstoffteichen) betrachtet werden, und die Energie seiner einzelnen Teilchen ist im thermischen Gleichgewicht gemäß der maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung gegeben. Diese Geschwindigkeitsverteilung gilt auch für Wasser bzw. die Wassermoleküle. Es gibt daher immer wieder Wassermoleküle an der Luft-Wasser-Grenzfläche, die genügend kinetische Energie besitzen ihre eigene Bindungsenergie zu überwinden und in die Luft übergehen können. Die Energie für diesen Abtrennprozess hat das System in Form von Verdamfungswärme (Verdampfungsenthalpie) aufzuwenden. Folglich sinkt die Temperatur der Wassergrenzfläche und sug. des Wassers. (Das selbe Prinzip gilt auch bei sog. alten Verdampfungskühlern bei Verbrennungsmotoren.) Gleichzeitig gehen in einem zweiten Prozess immer wieder Wassermoleküle aus der Luft Bindungen mit dem Wasser an der Luft-Wasser-Grenzfläche ein. Bei höherer kinetischer Energie oder Temperatur der Teilchen ist dies unwahrscheinlicher, da hier die Bindungsenergie leicht überwunden wird, jedoch nimmt mit der Anzahl der Wasserteilchen in der Luft auch die Wahrscheinlichkeit einer Bindung zu. Kommt es zur Bindung entsteht Kondensationswärme, die zum Temperaturanstieg im Wasser führt. Von der Lufttemperatur und der Menge der Wassermoleküle in der Luft (Luftfeuchte) hängt es nun ab, welcher Prozess dominiert. Warme Luft kann wegen der höheren kinetischen Energie mehr Wassermoleküle aufnehmen als kalte, die Kondensationskeime sind ebenfalls entscheidend. Gerne wird zum leichteren Verständnis der Begriff der sog. relativen Luftfeuchtigkeit verwendet. Luft mit 100% relativer Luftfeuchte hat die Sättigungskonzentration erreicht (Kondensation und Verdunstung sind im Gleichgewicht), sonst dominiert die Kondensation und es fällt Tauwasser aus (z.B. an Fensternscheiben). Hierzu sind aber auch Kondensationskeime (geladene Flächen und Teilchen, Staubteilchen, Aerosole in Luft) notwendig, sonst kann Luft auch um mehrere hundert Prozent übersättigt werden, ehe es zur sog. spontanen Kondensation kommt. Schimmelpilz in Wohnungen kann bei 80% relativer Luftfeuchte auftreten. Hat Luft bei einer Temperatur von 20°C z.B. eine relative Luftfeuchte von 50% (d.h. es könnte mindestens doppelt soviel Wasser aufnehmen) und man kühlt diese Luft z.B. an einer Grenzfläche ab, dann ist ab einer Temperatur von 12,6°C eine relative Luftfeuchte von 100% erreicht und es kommt zur Tauwasserbildung. In Gebäuden ist deshalb warme feuchte Luft, die auf kalte Stellen trifft oft ein Problem. Wichtig ist dies insbesondere für Wärmebrücken im Wohnbereich, Aufbau von Wänden und Decken, Außenwände mit Wärmedämmung, etc. Die Luftfeuchte in Wohnräumen hängt bei fester Raumtemperatur immer von verschiedenen Faktoren ab. Einmal von der Menge an Wasser- und Wasserdampfquellen wie z.B. Zimmerbrunnen und -pflanzen oder Bewohner, zum anderen vom Luftvolumen, von der Beschaffenheit der Wände, Böden und Decken, von der Inneneinrichtung und maßgeblich auch vom Lüftungsverhalten (Siehe Lüftung). Eine für den Menschen gesunde Luftfeuchte wäre bei ca. 40-65% gegeben (ideale Atemluft), ab ca. 80% kann die Luftfeuchte z.B. über Schimmelpilzwachstum schon wieder zum Problem werden. Je nach Bauart und Nutzung von Gebäuden treten fallweise zu hohe wie zu niedrige relative Luftfeuchtigkeiten auf. Als Abhilfe werden dabei Luftbefeuchter bzw. Lüftungsanlagen eingesetzt. Zurück zum ABC Lüftung Lüftung ist in bewohnten Gebäuden zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit und zur Aufrechterhaltung der Raumluftqualität notwendig. Bei der Raumluftqualität geht es vor allem darum, verbrauchte Raumluft mit zuviel Kohlendioxid sowie mit toxischen Gefahrstoffen (von Einrichtungsgegenständen und Gebäudeteilen abgegebenen) aus dem Wohnraum zu befördern. Lüftung kann durch verschiedene Techniken der natürlichen Lüftung (z.B. Stoß- oder Querlüftung über Fenster und Türen) sowie maschinell über Lüftungsanlagen geschehen, siehe Lüftungsanlagen. Zurück zum ABC Lüftungsanlagen Lüftungsanlagen regeln u.a. die Lüftung in Wohnräumen und sorgen für den nötigen Luftwechsel. In der kalten Jahreszeit können Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung dafür sorgen, dass ein Teil der Wärme, die beim natürlichen Lüften verloren geht, wieder als Raumwärme genutzt wird. Weiterhin lassen sich auch Gefahrstoffe von außen wie z.B. Pollen durch Filter bekämpfen. Lüftungsanlagen bedeuten aber auch einen zusätzlichen Investitionsaufwand sowie laufende Kosten für Wartung und Strombedarf. Zurück zum ABC Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe können für Gebrauchsgegenstände, Dämmstoffe, Schmierstoffe, etc. aber auch als/für Kraftstoffe verwendet werden. Diese bestehen chemisch oft aus Zellulose, einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung. Vorteil der nachwachsenden Rohstoffe im Kraftstoffbereich ist, dass diese sich nachhaltig gewinnen lassen und nicht auf endliche Ressourcen beschränkt sind. Besonders geeignet sind nachwachsende Rohstoffe dann, wenn ihr Anbau nicht in Konkurrenz zur Nahrungsschiene von Mensch und Tier steht. Abfallstoffe aus Stroh oder auch Holz in verschiedenster Form sind damit aussichtsreiche Kandidaten. Zurück zum ABC Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Kernenergie Energie, die bei Kernspaltung oder Kernfussion frei wird. Bedeutung für die technologische Energieerzeugung hat gegenwärtig nur die Kernspaltung. In Kernkraftwerken (auch Atomkraftwerke genannt) wird damit in der BRD seit den 60er Jahren vermehrt ''Strom'' erzeugt. Kernkraft war politisch immer sehr umstritten, bis vor einigen Jahren ein Ausstieg beschlossen wurde – Wiedereinstieg ist noch immer Gegenstand politischer Diskussionen. Gegenwärtig hat die Kernkraft einen Anteil von etwa 30% bei der Stromerzeugung, bzw. 13% beim gesamten Primärenergieverbrauch. Kernkraft hat grundsätzlich - wie andere konventionelle Energien auch - ein Ressourcen Problem, da natürliche Vorkommen an Uran begrenzt sind. Zudem ergibt sich eine umstrittene Umwelt- und Sicherheitsproblematik. Zurück zum ABC Kernfussion Eine Variante mit der sich Kernenergie nutzen lässt. Der Fussionsprozess läuft z.B. natürlich in der Sonne ab, technologisch ist er aber schwer zugänglich und Gegenstand aktueller Forschung und Entwicklung. Entscheidende Ergebnisse sind nach Angaben von Fachleuten nicht vor 2050 zu erwarten, es bestehen noch eine Vielzahl ungelöster Problemstellungen. Zurück zum ABC Klimawandel Schlagwort in der gegenwärtigen Diskussion. Gibt es eine globale Erwärmung? Handelt es sich hierbei um eine vom Menschen verursachte Erwärmung? Ist insbesondere das durch Verbrennung fossiler Energieträger erzeugte Klimagas Kohlendioxid für die Erwärmung verantwortlich? Das sind nur drei Fragen, die sich stellen und diskutiert werden. Der globale Temperaturanstieg seit Auswertung der ersten verfügbaren Messdaten (Quelle: NASA bzw. Hadley Centre) von 1880 war schrittweise relativ gering und bewegte sich immer im zehntel Gradbereich. Von 1920-1940 stieg demnach die Temperatur um 0,3K an, von 1940 bis 1980 war sie dann in etwa konstant oder sank leicht, seit 1980 stieg sie wieder um 0,5K. Die Streuung der Messwerte zwischen den Jahren war hoch (Kurven daher in Darstellung oft geglättet, z.B. über 11 Jahre) und betrug immer wieder einige zehntel Kelvin. Als Ursachen für eine globale Erwärmung werden, sowohl natürliche Faktoren wie Veränderung der Sonnenaktivität, als auch die vermehrte Produktion von Treibhausgasen wie Kohlendioxid, angeführt. Sinnvoll erscheint eine Überlagerung der verschiedenen Effekte, wie sie u.a. von Rahmstorf und Schellnhuber (berät zur Zeit auch die Bundesregierung) vertreten wird. Neben der globalen Erwärmung, die aufgrund ihrer Ausprägung nicht von allen Experten/Lobbyisten etc. geteilt wird, gibt es auch einen lokalen Klimawandel in Deutschland. Dieser lässt sich eindeutig an Vegetationserscheinungen festmachen. Damit jedoch automatisch auf einen globalen Klimawandel zu schließen, wäre unwissenschaftlich und falsch. Denn das Klima unterlag in der Vergangenheit immer wieder lokal-temporären Schwankungen. Es sprechen viele Argumente für einen durch den Menschen verursachten globalen Klimawandel, entscheidend ist jedoch wie genau die gemessenen weltweiten Temperaturdaten sind. Theoretische Modelle lassen sich dann immer wieder schnell anpassen. Klimadiskussion hin oder her, eines ist klar. Vermeidung von Kohlendioxid aus fossilen Ursprung macht auf alle Fälle Sinn, denn die fossilen Ressourcen wie Erdöl oder -gas sind begrenzt und der Energieträger der Zukunft wird nicht aus der Erde gepumpt. Zurück zum ABC Kohlendioxid Sog. Klimagas, das für den Klimawandel verantwortlich gemacht wird. Kohlendioxid entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoff und Kohlenwasserstoffen, wie sie in fossilen Energieträgern (Erdölprodukte, Erdgas, Kohle,...) und Holz vorkommen. Im Gegensatz zu den fossilen Energieträgern nimmt Holz das entstandene Kohlendioxid beim Nachwachsen in einem längeren Zyklus wieder auf. Immer mehr an Bedeutung gewinnt das im Bereich Verkehr erzeugte Kohlendioxid, insbesondere im Flugverkehr. Zwar ist dort die erzeugte Menge pro Passagier und km etwwas geringer als z.B. beim PKW, mit großen Flugstrecken wird sie aber enorm. Durch wenige Langstreckenflüge kann man so leicht die vielfache Menge Kohlendioxid verursachen, die im Jahr für Gebäudebeheizung und PKW anfällt. Fluggesellschaften wissen das und haben reagiert, sie bieten Fluggästen deshalb die Förderung von Projekten mit regenerativer Energieerzeugung etc. an. Dies soll die Flugteilnahme kompensieren, beruhigt aber nur das Gewissen. Effektiv helfen kann aber nur Einschränkung oder Verzicht auf überflüssige Flugreisen. Die Tendenz weist leider eine andere Richtung. Ein Umdenken in dieser Richtung würde mehr bringen als viele technologische Ansätze. Zurück zum ABC Kohlekraftwerke Kraftwerke, die potentionell heimische Energieträger wie Braun- oder Steinkohle verbrennen und dadurch zur Kohlendioxidemission beitragen. In Deutschland haben sie etwa einen Anteil von 25% an der Stromerzeugung. Zurück zum ABC Kohlenwasserstoffe Chemische Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff, die in fossilen Energieträgern vorkommen. Bei der Verbrennung dieser Verbindungen entsteht u.a. Kohlendioxid und Wasser. Zurück zum ABC Konvektion Wärmetransportmechanismus in Flüssigkeiten oder Gasen. Man unterscheidet natürliche oder erzwungene Konvektion. Erzwungene Konvektion wäre z.B. die Bewegung von Luft mit einem Ventilator. Der Konvektor, ein häufig eingesetzter Heizkörper hat an der Innenseite Luftkanäle und nützt damit die natürliche Konvektion. Er saugt an der Unterseite die ankommende Luft an, erwärmt sie und befördert sie dadurch nach oben (Grund: warme Luft ist wegen geringerer Dichte leichter). Dadurch kommt es zur Ausbildung einer sog. Konvektionswalze, die den gesamten Raum mit warmer Luft versorgen und beheizen kann. Zurück zum ABC Luftfeuchtigkeit Luft nimmt Wasser in Form von Wasserdampf auf. Anders als häufig die Vorstellung, geschieht dies nicht durch chemische Bindung, sondern durch einen statistischen Prozess, der von der kinetischen Energie der Gasteilchen bestimmt wird. Zur Erklärung: Luft kann in guter Näherung als ideales Gas (überwiegend Sauerstoff und Stickstoffteichen) betrachtet werden, und die Energie seiner einzelnen Teilchen ist im thermischen Gleichgewicht gemäß der maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung gegeben. Diese Geschwindigkeitsverteilung gilt auch für Wasser bzw. die Wassermoleküle. Es gibt daher immer wieder Wassermoleküle an der Luft-Wasser-Grenzfläche, die genügend kinetische Energie besitzen ihre eigene Bindungsenergie zu überwinden und in die Luft übergehen können. Die Energie für diesen Abtrennprozess hat das System in Form von Verdamfungswärme (Verdampfungsenthalpie) aufzuwenden. Folglich sinkt die Temperatur der Wassergrenzfläche und sug. des Wassers. (Das selbe Prinzip gilt auch bei sog. alten Verdampfungskühlern bei Verbrennungsmotoren.) Gleichzeitig gehen in einem zweiten Prozess immer wieder Wassermoleküle aus der Luft Bindungen mit dem Wasser an der Luft-Wasser-Grenzfläche ein. Bei höherer kinetischer Energie oder Temperatur der Teilchen ist dies unwahrscheinlicher, da hier die Bindungsenergie leicht überwunden wird, jedoch nimmt mit der Anzahl der Wasserteilchen in der Luft auch die Wahrscheinlichkeit einer Bindung zu. Kommt es zur Bindung entsteht Kondensationswärme, die zum Temperaturanstieg im Wasser führt. Von der Lufttemperatur und der Menge der Wassermoleküle in der Luft (Luftfeuchte) hängt es nun ab, welcher Prozess dominiert. Warme Luft kann wegen der höheren kinetischen Energie mehr Wassermoleküle aufnehmen als kalte, die Kondensationskeime sind ebenfalls entscheidend. Gerne wird zum leichteren Verständnis der Begriff der sog. relativen Luftfeuchtigkeit verwendet. Luft mit 100% relativer Luftfeuchte hat die Sättigungskonzentration erreicht (Kondensation und Verdunstung sind im Gleichgewicht), sonst dominiert die Kondensation und es fällt Tauwasser aus (z.B. an Fensternscheiben). Hierzu sind aber auch Kondensationskeime (geladene Flächen und Teilchen, Staubteilchen, Aerosole in Luft) notwendig, sonst kann Luft auch um mehrere hundert Prozent übersättigt werden, ehe es zur sog. spontanen Kondensation kommt. Schimmelpilz in Wohnungen kann bei 80% relativer Luftfeuchte auftreten. Hat Luft bei einer Temperatur von 20°C z.B. eine relative Luftfeuchte von 50% (d.h. es könnte mindestens doppelt soviel Wasser aufnehmen) und man kühlt diese Luft z.B. an einer Grenzfläche ab, dann ist ab einer Temperatur von 12,6°C eine relative Luftfeuchte von 100% erreicht und es kommt zur Tauwasserbildung. In Gebäuden ist deshalb warme feuchte Luft, die auf kalte Stellen trifft oft ein Problem. Wichtig ist dies insbesondere für Wärmebrücken im Wohnbereich, Aufbau von Wänden und Decken, Außenwände mit Wärmedämmung, etc. Die Luftfeuchte in Wohnräumen hängt bei fester Raumtemperatur immer von verschiedenen Faktoren ab. Einmal von der Menge an Wasser- und Wasserdampfquellen wie z.B. Zimmerbrunnen und -pflanzen oder Bewohner, zum anderen vom Luftvolumen, von der Beschaffenheit der Wände, Böden und Decken, von der Inneneinrichtung und maßgeblich auch vom Lüftungsverhalten (Siehe Lüftung). Eine für den Menschen gesunde Luftfeuchte wäre bei ca. 40-65% gegeben (ideale Atemluft), ab ca. 80% kann die Luftfeuchte z.B. über Schimmelpilzwachstum schon wieder zum Problem werden. Je nach Bauart und Nutzung von Gebäuden treten fallweise zu hohe wie zu niedrige relative Luftfeuchtigkeiten auf. Als Abhilfe werden dabei Luftbefeuchter bzw. Lüftungsanlagen eingesetzt. Zurück zum ABC Lüftung Lüftung ist in bewohnten Gebäuden zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit und zur Aufrechterhaltung der Raumluftqualität notwendig. Bei der Raumluftqualität geht es vor allem darum, verbrauchte Raumluft mit zuviel Kohlendioxid sowie mit toxischen Gefahrstoffen (von Einrichtungsgegenständen und Gebäudeteilen abgegebenen) aus dem Wohnraum zu befördern. Lüftung kann durch verschiedene Techniken der natürlichen Lüftung (z.B. Stoß- oder Querlüftung über Fenster und Türen) sowie maschinell über Lüftungsanlagen geschehen, siehe Lüftungsanlagen. Zurück zum ABC Lüftungsanlagen Lüftungsanlagen regeln u.a. die Lüftung in Wohnräumen und sorgen für den nötigen Luftwechsel. In der kalten Jahreszeit können Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung dafür sorgen, dass ein Teil der Wärme, die beim natürlichen Lüften verloren geht, wieder als Raumwärme genutzt wird. Weiterhin lassen sich auch Gefahrstoffe von außen wie z.B. Pollen durch Filter bekämpfen. Lüftungsanlagen bedeuten aber auch einen zusätzlichen Investitionsaufwand sowie laufende Kosten für Wartung und Strombedarf. Zurück zum ABC Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe können für Gebrauchsgegenstände, Dämmstoffe, Schmierstoffe, etc. aber auch als/für Kraftstoffe verwendet werden. Diese bestehen chemisch oft aus Zellulose, einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung. Vorteil der nachwachsenden Rohstoffe im Kraftstoffbereich ist, dass diese sich nachhaltig gewinnen lassen und nicht auf endliche Ressourcen beschränkt sind. Besonders geeignet sind nachwachsende Rohstoffe dann, wenn ihr Anbau nicht in Konkurrenz zur Nahrungsschiene von Mensch und Tier steht. Abfallstoffe aus Stroh oder auch Holz in verschiedenster Form sind damit aussichtsreiche Kandidaten. Zurück zum ABC Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Kernfussion Eine Variante mit der sich Kernenergie nutzen lässt. Der Fussionsprozess läuft z.B. natürlich in der Sonne ab, technologisch ist er aber schwer zugänglich und Gegenstand aktueller Forschung und Entwicklung. Entscheidende Ergebnisse sind nach Angaben von Fachleuten nicht vor 2050 zu erwarten, es bestehen noch eine Vielzahl ungelöster Problemstellungen. Zurück zum ABC Klimawandel Schlagwort in der gegenwärtigen Diskussion. Gibt es eine globale Erwärmung? Handelt es sich hierbei um eine vom Menschen verursachte Erwärmung? Ist insbesondere das durch Verbrennung fossiler Energieträger erzeugte Klimagas Kohlendioxid für die Erwärmung verantwortlich? Das sind nur drei Fragen, die sich stellen und diskutiert werden. Der globale Temperaturanstieg seit Auswertung der ersten verfügbaren Messdaten (Quelle: NASA bzw. Hadley Centre) von 1880 war schrittweise relativ gering und bewegte sich immer im zehntel Gradbereich. Von 1920-1940 stieg demnach die Temperatur um 0,3K an, von 1940 bis 1980 war sie dann in etwa konstant oder sank leicht, seit 1980 stieg sie wieder um 0,5K. Die Streuung der Messwerte zwischen den Jahren war hoch (Kurven daher in Darstellung oft geglättet, z.B. über 11 Jahre) und betrug immer wieder einige zehntel Kelvin. Als Ursachen für eine globale Erwärmung werden, sowohl natürliche Faktoren wie Veränderung der Sonnenaktivität, als auch die vermehrte Produktion von Treibhausgasen wie Kohlendioxid, angeführt. Sinnvoll erscheint eine Überlagerung der verschiedenen Effekte, wie sie u.a. von Rahmstorf und Schellnhuber (berät zur Zeit auch die Bundesregierung) vertreten wird. Neben der globalen Erwärmung, die aufgrund ihrer Ausprägung nicht von allen Experten/Lobbyisten etc. geteilt wird, gibt es auch einen lokalen Klimawandel in Deutschland. Dieser lässt sich eindeutig an Vegetationserscheinungen festmachen. Damit jedoch automatisch auf einen globalen Klimawandel zu schließen, wäre unwissenschaftlich und falsch. Denn das Klima unterlag in der Vergangenheit immer wieder lokal-temporären Schwankungen. Es sprechen viele Argumente für einen durch den Menschen verursachten globalen Klimawandel, entscheidend ist jedoch wie genau die gemessenen weltweiten Temperaturdaten sind. Theoretische Modelle lassen sich dann immer wieder schnell anpassen. Klimadiskussion hin oder her, eines ist klar. Vermeidung von Kohlendioxid aus fossilen Ursprung macht auf alle Fälle Sinn, denn die fossilen Ressourcen wie Erdöl oder -gas sind begrenzt und der Energieträger der Zukunft wird nicht aus der Erde gepumpt. Zurück zum ABC Kohlendioxid Sog. Klimagas, das für den Klimawandel verantwortlich gemacht wird. Kohlendioxid entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoff und Kohlenwasserstoffen, wie sie in fossilen Energieträgern (Erdölprodukte, Erdgas, Kohle,...) und Holz vorkommen. Im Gegensatz zu den fossilen Energieträgern nimmt Holz das entstandene Kohlendioxid beim Nachwachsen in einem längeren Zyklus wieder auf. Immer mehr an Bedeutung gewinnt das im Bereich Verkehr erzeugte Kohlendioxid, insbesondere im Flugverkehr. Zwar ist dort die erzeugte Menge pro Passagier und km etwwas geringer als z.B. beim PKW, mit großen Flugstrecken wird sie aber enorm. Durch wenige Langstreckenflüge kann man so leicht die vielfache Menge Kohlendioxid verursachen, die im Jahr für Gebäudebeheizung und PKW anfällt. Fluggesellschaften wissen das und haben reagiert, sie bieten Fluggästen deshalb die Förderung von Projekten mit regenerativer Energieerzeugung etc. an. Dies soll die Flugteilnahme kompensieren, beruhigt aber nur das Gewissen. Effektiv helfen kann aber nur Einschränkung oder Verzicht auf überflüssige Flugreisen. Die Tendenz weist leider eine andere Richtung. Ein Umdenken in dieser Richtung würde mehr bringen als viele technologische Ansätze. Zurück zum ABC Kohlekraftwerke Kraftwerke, die potentionell heimische Energieträger wie Braun- oder Steinkohle verbrennen und dadurch zur Kohlendioxidemission beitragen. In Deutschland haben sie etwa einen Anteil von 25% an der Stromerzeugung. Zurück zum ABC Kohlenwasserstoffe Chemische Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff, die in fossilen Energieträgern vorkommen. Bei der Verbrennung dieser Verbindungen entsteht u.a. Kohlendioxid und Wasser. Zurück zum ABC Konvektion Wärmetransportmechanismus in Flüssigkeiten oder Gasen. Man unterscheidet natürliche oder erzwungene Konvektion. Erzwungene Konvektion wäre z.B. die Bewegung von Luft mit einem Ventilator. Der Konvektor, ein häufig eingesetzter Heizkörper hat an der Innenseite Luftkanäle und nützt damit die natürliche Konvektion. Er saugt an der Unterseite die ankommende Luft an, erwärmt sie und befördert sie dadurch nach oben (Grund: warme Luft ist wegen geringerer Dichte leichter). Dadurch kommt es zur Ausbildung einer sog. Konvektionswalze, die den gesamten Raum mit warmer Luft versorgen und beheizen kann. Zurück zum ABC Luftfeuchtigkeit Luft nimmt Wasser in Form von Wasserdampf auf. Anders als häufig die Vorstellung, geschieht dies nicht durch chemische Bindung, sondern durch einen statistischen Prozess, der von der kinetischen Energie der Gasteilchen bestimmt wird. Zur Erklärung: Luft kann in guter Näherung als ideales Gas (überwiegend Sauerstoff und Stickstoffteichen) betrachtet werden, und die Energie seiner einzelnen Teilchen ist im thermischen Gleichgewicht gemäß der maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung gegeben. Diese Geschwindigkeitsverteilung gilt auch für Wasser bzw. die Wassermoleküle. Es gibt daher immer wieder Wassermoleküle an der Luft-Wasser-Grenzfläche, die genügend kinetische Energie besitzen ihre eigene Bindungsenergie zu überwinden und in die Luft übergehen können. Die Energie für diesen Abtrennprozess hat das System in Form von Verdamfungswärme (Verdampfungsenthalpie) aufzuwenden. Folglich sinkt die Temperatur der Wassergrenzfläche und sug. des Wassers. (Das selbe Prinzip gilt auch bei sog. alten Verdampfungskühlern bei Verbrennungsmotoren.) Gleichzeitig gehen in einem zweiten Prozess immer wieder Wassermoleküle aus der Luft Bindungen mit dem Wasser an der Luft-Wasser-Grenzfläche ein. Bei höherer kinetischer Energie oder Temperatur der Teilchen ist dies unwahrscheinlicher, da hier die Bindungsenergie leicht überwunden wird, jedoch nimmt mit der Anzahl der Wasserteilchen in der Luft auch die Wahrscheinlichkeit einer Bindung zu. Kommt es zur Bindung entsteht Kondensationswärme, die zum Temperaturanstieg im Wasser führt. Von der Lufttemperatur und der Menge der Wassermoleküle in der Luft (Luftfeuchte) hängt es nun ab, welcher Prozess dominiert. Warme Luft kann wegen der höheren kinetischen Energie mehr Wassermoleküle aufnehmen als kalte, die Kondensationskeime sind ebenfalls entscheidend. Gerne wird zum leichteren Verständnis der Begriff der sog. relativen Luftfeuchtigkeit verwendet. Luft mit 100% relativer Luftfeuchte hat die Sättigungskonzentration erreicht (Kondensation und Verdunstung sind im Gleichgewicht), sonst dominiert die Kondensation und es fällt Tauwasser aus (z.B. an Fensternscheiben). Hierzu sind aber auch Kondensationskeime (geladene Flächen und Teilchen, Staubteilchen, Aerosole in Luft) notwendig, sonst kann Luft auch um mehrere hundert Prozent übersättigt werden, ehe es zur sog. spontanen Kondensation kommt. Schimmelpilz in Wohnungen kann bei 80% relativer Luftfeuchte auftreten. Hat Luft bei einer Temperatur von 20°C z.B. eine relative Luftfeuchte von 50% (d.h. es könnte mindestens doppelt soviel Wasser aufnehmen) und man kühlt diese Luft z.B. an einer Grenzfläche ab, dann ist ab einer Temperatur von 12,6°C eine relative Luftfeuchte von 100% erreicht und es kommt zur Tauwasserbildung. In Gebäuden ist deshalb warme feuchte Luft, die auf kalte Stellen trifft oft ein Problem. Wichtig ist dies insbesondere für Wärmebrücken im Wohnbereich, Aufbau von Wänden und Decken, Außenwände mit Wärmedämmung, etc. Die Luftfeuchte in Wohnräumen hängt bei fester Raumtemperatur immer von verschiedenen Faktoren ab. Einmal von der Menge an Wasser- und Wasserdampfquellen wie z.B. Zimmerbrunnen und -pflanzen oder Bewohner, zum anderen vom Luftvolumen, von der Beschaffenheit der Wände, Böden und Decken, von der Inneneinrichtung und maßgeblich auch vom Lüftungsverhalten (Siehe Lüftung). Eine für den Menschen gesunde Luftfeuchte wäre bei ca. 40-65% gegeben (ideale Atemluft), ab ca. 80% kann die Luftfeuchte z.B. über Schimmelpilzwachstum schon wieder zum Problem werden. Je nach Bauart und Nutzung von Gebäuden treten fallweise zu hohe wie zu niedrige relative Luftfeuchtigkeiten auf. Als Abhilfe werden dabei Luftbefeuchter bzw. Lüftungsanlagen eingesetzt. Zurück zum ABC Lüftung Lüftung ist in bewohnten Gebäuden zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit und zur Aufrechterhaltung der Raumluftqualität notwendig. Bei der Raumluftqualität geht es vor allem darum, verbrauchte Raumluft mit zuviel Kohlendioxid sowie mit toxischen Gefahrstoffen (von Einrichtungsgegenständen und Gebäudeteilen abgegebenen) aus dem Wohnraum zu befördern. Lüftung kann durch verschiedene Techniken der natürlichen Lüftung (z.B. Stoß- oder Querlüftung über Fenster und Türen) sowie maschinell über Lüftungsanlagen geschehen, siehe Lüftungsanlagen. Zurück zum ABC Lüftungsanlagen Lüftungsanlagen regeln u.a. die Lüftung in Wohnräumen und sorgen für den nötigen Luftwechsel. In der kalten Jahreszeit können Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung dafür sorgen, dass ein Teil der Wärme, die beim natürlichen Lüften verloren geht, wieder als Raumwärme genutzt wird. Weiterhin lassen sich auch Gefahrstoffe von außen wie z.B. Pollen durch Filter bekämpfen. Lüftungsanlagen bedeuten aber auch einen zusätzlichen Investitionsaufwand sowie laufende Kosten für Wartung und Strombedarf. Zurück zum ABC Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe können für Gebrauchsgegenstände, Dämmstoffe, Schmierstoffe, etc. aber auch als/für Kraftstoffe verwendet werden. Diese bestehen chemisch oft aus Zellulose, einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung. Vorteil der nachwachsenden Rohstoffe im Kraftstoffbereich ist, dass diese sich nachhaltig gewinnen lassen und nicht auf endliche Ressourcen beschränkt sind. Besonders geeignet sind nachwachsende Rohstoffe dann, wenn ihr Anbau nicht in Konkurrenz zur Nahrungsschiene von Mensch und Tier steht. Abfallstoffe aus Stroh oder auch Holz in verschiedenster Form sind damit aussichtsreiche Kandidaten. Zurück zum ABC Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Klimawandel Schlagwort in der gegenwärtigen Diskussion. Gibt es eine globale Erwärmung? Handelt es sich hierbei um eine vom Menschen verursachte Erwärmung? Ist insbesondere das durch Verbrennung fossiler Energieträger erzeugte Klimagas Kohlendioxid für die Erwärmung verantwortlich? Das sind nur drei Fragen, die sich stellen und diskutiert werden. Der globale Temperaturanstieg seit Auswertung der ersten verfügbaren Messdaten (Quelle: NASA bzw. Hadley Centre) von 1880 war schrittweise relativ gering und bewegte sich immer im zehntel Gradbereich. Von 1920-1940 stieg demnach die Temperatur um 0,3K an, von 1940 bis 1980 war sie dann in etwa konstant oder sank leicht, seit 1980 stieg sie wieder um 0,5K. Die Streuung der Messwerte zwischen den Jahren war hoch (Kurven daher in Darstellung oft geglättet, z.B. über 11 Jahre) und betrug immer wieder einige zehntel Kelvin. Als Ursachen für eine globale Erwärmung werden, sowohl natürliche Faktoren wie Veränderung der Sonnenaktivität, als auch die vermehrte Produktion von Treibhausgasen wie Kohlendioxid, angeführt. Sinnvoll erscheint eine Überlagerung der verschiedenen Effekte, wie sie u.a. von Rahmstorf und Schellnhuber (berät zur Zeit auch die Bundesregierung) vertreten wird. Neben der globalen Erwärmung, die aufgrund ihrer Ausprägung nicht von allen Experten/Lobbyisten etc. geteilt wird, gibt es auch einen lokalen Klimawandel in Deutschland. Dieser lässt sich eindeutig an Vegetationserscheinungen festmachen. Damit jedoch automatisch auf einen globalen Klimawandel zu schließen, wäre unwissenschaftlich und falsch. Denn das Klima unterlag in der Vergangenheit immer wieder lokal-temporären Schwankungen. Es sprechen viele Argumente für einen durch den Menschen verursachten globalen Klimawandel, entscheidend ist jedoch wie genau die gemessenen weltweiten Temperaturdaten sind. Theoretische Modelle lassen sich dann immer wieder schnell anpassen. Klimadiskussion hin oder her, eines ist klar. Vermeidung von Kohlendioxid aus fossilen Ursprung macht auf alle Fälle Sinn, denn die fossilen Ressourcen wie Erdöl oder -gas sind begrenzt und der Energieträger der Zukunft wird nicht aus der Erde gepumpt. Zurück zum ABC Kohlendioxid Sog. Klimagas, das für den Klimawandel verantwortlich gemacht wird. Kohlendioxid entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoff und Kohlenwasserstoffen, wie sie in fossilen Energieträgern (Erdölprodukte, Erdgas, Kohle,...) und Holz vorkommen. Im Gegensatz zu den fossilen Energieträgern nimmt Holz das entstandene Kohlendioxid beim Nachwachsen in einem längeren Zyklus wieder auf. Immer mehr an Bedeutung gewinnt das im Bereich Verkehr erzeugte Kohlendioxid, insbesondere im Flugverkehr. Zwar ist dort die erzeugte Menge pro Passagier und km etwwas geringer als z.B. beim PKW, mit großen Flugstrecken wird sie aber enorm. Durch wenige Langstreckenflüge kann man so leicht die vielfache Menge Kohlendioxid verursachen, die im Jahr für Gebäudebeheizung und PKW anfällt. Fluggesellschaften wissen das und haben reagiert, sie bieten Fluggästen deshalb die Förderung von Projekten mit regenerativer Energieerzeugung etc. an. Dies soll die Flugteilnahme kompensieren, beruhigt aber nur das Gewissen. Effektiv helfen kann aber nur Einschränkung oder Verzicht auf überflüssige Flugreisen. Die Tendenz weist leider eine andere Richtung. Ein Umdenken in dieser Richtung würde mehr bringen als viele technologische Ansätze. Zurück zum ABC Kohlekraftwerke Kraftwerke, die potentionell heimische Energieträger wie Braun- oder Steinkohle verbrennen und dadurch zur Kohlendioxidemission beitragen. In Deutschland haben sie etwa einen Anteil von 25% an der Stromerzeugung. Zurück zum ABC Kohlenwasserstoffe Chemische Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff, die in fossilen Energieträgern vorkommen. Bei der Verbrennung dieser Verbindungen entsteht u.a. Kohlendioxid und Wasser. Zurück zum ABC Konvektion Wärmetransportmechanismus in Flüssigkeiten oder Gasen. Man unterscheidet natürliche oder erzwungene Konvektion. Erzwungene Konvektion wäre z.B. die Bewegung von Luft mit einem Ventilator. Der Konvektor, ein häufig eingesetzter Heizkörper hat an der Innenseite Luftkanäle und nützt damit die natürliche Konvektion. Er saugt an der Unterseite die ankommende Luft an, erwärmt sie und befördert sie dadurch nach oben (Grund: warme Luft ist wegen geringerer Dichte leichter). Dadurch kommt es zur Ausbildung einer sog. Konvektionswalze, die den gesamten Raum mit warmer Luft versorgen und beheizen kann. Zurück zum ABC Luftfeuchtigkeit Luft nimmt Wasser in Form von Wasserdampf auf. Anders als häufig die Vorstellung, geschieht dies nicht durch chemische Bindung, sondern durch einen statistischen Prozess, der von der kinetischen Energie der Gasteilchen bestimmt wird. Zur Erklärung: Luft kann in guter Näherung als ideales Gas (überwiegend Sauerstoff und Stickstoffteichen) betrachtet werden, und die Energie seiner einzelnen Teilchen ist im thermischen Gleichgewicht gemäß der maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung gegeben. Diese Geschwindigkeitsverteilung gilt auch für Wasser bzw. die Wassermoleküle. Es gibt daher immer wieder Wassermoleküle an der Luft-Wasser-Grenzfläche, die genügend kinetische Energie besitzen ihre eigene Bindungsenergie zu überwinden und in die Luft übergehen können. Die Energie für diesen Abtrennprozess hat das System in Form von Verdamfungswärme (Verdampfungsenthalpie) aufzuwenden. Folglich sinkt die Temperatur der Wassergrenzfläche und sug. des Wassers. (Das selbe Prinzip gilt auch bei sog. alten Verdampfungskühlern bei Verbrennungsmotoren.) Gleichzeitig gehen in einem zweiten Prozess immer wieder Wassermoleküle aus der Luft Bindungen mit dem Wasser an der Luft-Wasser-Grenzfläche ein. Bei höherer kinetischer Energie oder Temperatur der Teilchen ist dies unwahrscheinlicher, da hier die Bindungsenergie leicht überwunden wird, jedoch nimmt mit der Anzahl der Wasserteilchen in der Luft auch die Wahrscheinlichkeit einer Bindung zu. Kommt es zur Bindung entsteht Kondensationswärme, die zum Temperaturanstieg im Wasser führt. Von der Lufttemperatur und der Menge der Wassermoleküle in der Luft (Luftfeuchte) hängt es nun ab, welcher Prozess dominiert. Warme Luft kann wegen der höheren kinetischen Energie mehr Wassermoleküle aufnehmen als kalte, die Kondensationskeime sind ebenfalls entscheidend. Gerne wird zum leichteren Verständnis der Begriff der sog. relativen Luftfeuchtigkeit verwendet. Luft mit 100% relativer Luftfeuchte hat die Sättigungskonzentration erreicht (Kondensation und Verdunstung sind im Gleichgewicht), sonst dominiert die Kondensation und es fällt Tauwasser aus (z.B. an Fensternscheiben). Hierzu sind aber auch Kondensationskeime (geladene Flächen und Teilchen, Staubteilchen, Aerosole in Luft) notwendig, sonst kann Luft auch um mehrere hundert Prozent übersättigt werden, ehe es zur sog. spontanen Kondensation kommt. Schimmelpilz in Wohnungen kann bei 80% relativer Luftfeuchte auftreten. Hat Luft bei einer Temperatur von 20°C z.B. eine relative Luftfeuchte von 50% (d.h. es könnte mindestens doppelt soviel Wasser aufnehmen) und man kühlt diese Luft z.B. an einer Grenzfläche ab, dann ist ab einer Temperatur von 12,6°C eine relative Luftfeuchte von 100% erreicht und es kommt zur Tauwasserbildung. In Gebäuden ist deshalb warme feuchte Luft, die auf kalte Stellen trifft oft ein Problem. Wichtig ist dies insbesondere für Wärmebrücken im Wohnbereich, Aufbau von Wänden und Decken, Außenwände mit Wärmedämmung, etc. Die Luftfeuchte in Wohnräumen hängt bei fester Raumtemperatur immer von verschiedenen Faktoren ab. Einmal von der Menge an Wasser- und Wasserdampfquellen wie z.B. Zimmerbrunnen und -pflanzen oder Bewohner, zum anderen vom Luftvolumen, von der Beschaffenheit der Wände, Böden und Decken, von der Inneneinrichtung und maßgeblich auch vom Lüftungsverhalten (Siehe Lüftung). Eine für den Menschen gesunde Luftfeuchte wäre bei ca. 40-65% gegeben (ideale Atemluft), ab ca. 80% kann die Luftfeuchte z.B. über Schimmelpilzwachstum schon wieder zum Problem werden. Je nach Bauart und Nutzung von Gebäuden treten fallweise zu hohe wie zu niedrige relative Luftfeuchtigkeiten auf. Als Abhilfe werden dabei Luftbefeuchter bzw. Lüftungsanlagen eingesetzt. Zurück zum ABC Lüftung Lüftung ist in bewohnten Gebäuden zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit und zur Aufrechterhaltung der Raumluftqualität notwendig. Bei der Raumluftqualität geht es vor allem darum, verbrauchte Raumluft mit zuviel Kohlendioxid sowie mit toxischen Gefahrstoffen (von Einrichtungsgegenständen und Gebäudeteilen abgegebenen) aus dem Wohnraum zu befördern. Lüftung kann durch verschiedene Techniken der natürlichen Lüftung (z.B. Stoß- oder Querlüftung über Fenster und Türen) sowie maschinell über Lüftungsanlagen geschehen, siehe Lüftungsanlagen. Zurück zum ABC Lüftungsanlagen Lüftungsanlagen regeln u.a. die Lüftung in Wohnräumen und sorgen für den nötigen Luftwechsel. In der kalten Jahreszeit können Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung dafür sorgen, dass ein Teil der Wärme, die beim natürlichen Lüften verloren geht, wieder als Raumwärme genutzt wird. Weiterhin lassen sich auch Gefahrstoffe von außen wie z.B. Pollen durch Filter bekämpfen. Lüftungsanlagen bedeuten aber auch einen zusätzlichen Investitionsaufwand sowie laufende Kosten für Wartung und Strombedarf. Zurück zum ABC Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe können für Gebrauchsgegenstände, Dämmstoffe, Schmierstoffe, etc. aber auch als/für Kraftstoffe verwendet werden. Diese bestehen chemisch oft aus Zellulose, einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung. Vorteil der nachwachsenden Rohstoffe im Kraftstoffbereich ist, dass diese sich nachhaltig gewinnen lassen und nicht auf endliche Ressourcen beschränkt sind. Besonders geeignet sind nachwachsende Rohstoffe dann, wenn ihr Anbau nicht in Konkurrenz zur Nahrungsschiene von Mensch und Tier steht. Abfallstoffe aus Stroh oder auch Holz in verschiedenster Form sind damit aussichtsreiche Kandidaten. Zurück zum ABC Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Kohlendioxid Sog. Klimagas, das für den Klimawandel verantwortlich gemacht wird. Kohlendioxid entsteht bei der Verbrennung von Kohlenstoff und Kohlenwasserstoffen, wie sie in fossilen Energieträgern (Erdölprodukte, Erdgas, Kohle,...) und Holz vorkommen. Im Gegensatz zu den fossilen Energieträgern nimmt Holz das entstandene Kohlendioxid beim Nachwachsen in einem längeren Zyklus wieder auf. Immer mehr an Bedeutung gewinnt das im Bereich Verkehr erzeugte Kohlendioxid, insbesondere im Flugverkehr. Zwar ist dort die erzeugte Menge pro Passagier und km etwwas geringer als z.B. beim PKW, mit großen Flugstrecken wird sie aber enorm. Durch wenige Langstreckenflüge kann man so leicht die vielfache Menge Kohlendioxid verursachen, die im Jahr für Gebäudebeheizung und PKW anfällt. Fluggesellschaften wissen das und haben reagiert, sie bieten Fluggästen deshalb die Förderung von Projekten mit regenerativer Energieerzeugung etc. an. Dies soll die Flugteilnahme kompensieren, beruhigt aber nur das Gewissen. Effektiv helfen kann aber nur Einschränkung oder Verzicht auf überflüssige Flugreisen. Die Tendenz weist leider eine andere Richtung. Ein Umdenken in dieser Richtung würde mehr bringen als viele technologische Ansätze. Zurück zum ABC Kohlekraftwerke Kraftwerke, die potentionell heimische Energieträger wie Braun- oder Steinkohle verbrennen und dadurch zur Kohlendioxidemission beitragen. In Deutschland haben sie etwa einen Anteil von 25% an der Stromerzeugung. Zurück zum ABC Kohlenwasserstoffe Chemische Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff, die in fossilen Energieträgern vorkommen. Bei der Verbrennung dieser Verbindungen entsteht u.a. Kohlendioxid und Wasser. Zurück zum ABC Konvektion Wärmetransportmechanismus in Flüssigkeiten oder Gasen. Man unterscheidet natürliche oder erzwungene Konvektion. Erzwungene Konvektion wäre z.B. die Bewegung von Luft mit einem Ventilator. Der Konvektor, ein häufig eingesetzter Heizkörper hat an der Innenseite Luftkanäle und nützt damit die natürliche Konvektion. Er saugt an der Unterseite die ankommende Luft an, erwärmt sie und befördert sie dadurch nach oben (Grund: warme Luft ist wegen geringerer Dichte leichter). Dadurch kommt es zur Ausbildung einer sog. Konvektionswalze, die den gesamten Raum mit warmer Luft versorgen und beheizen kann. Zurück zum ABC Luftfeuchtigkeit Luft nimmt Wasser in Form von Wasserdampf auf. Anders als häufig die Vorstellung, geschieht dies nicht durch chemische Bindung, sondern durch einen statistischen Prozess, der von der kinetischen Energie der Gasteilchen bestimmt wird. Zur Erklärung: Luft kann in guter Näherung als ideales Gas (überwiegend Sauerstoff und Stickstoffteichen) betrachtet werden, und die Energie seiner einzelnen Teilchen ist im thermischen Gleichgewicht gemäß der maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung gegeben. Diese Geschwindigkeitsverteilung gilt auch für Wasser bzw. die Wassermoleküle. Es gibt daher immer wieder Wassermoleküle an der Luft-Wasser-Grenzfläche, die genügend kinetische Energie besitzen ihre eigene Bindungsenergie zu überwinden und in die Luft übergehen können. Die Energie für diesen Abtrennprozess hat das System in Form von Verdamfungswärme (Verdampfungsenthalpie) aufzuwenden. Folglich sinkt die Temperatur der Wassergrenzfläche und sug. des Wassers. (Das selbe Prinzip gilt auch bei sog. alten Verdampfungskühlern bei Verbrennungsmotoren.) Gleichzeitig gehen in einem zweiten Prozess immer wieder Wassermoleküle aus der Luft Bindungen mit dem Wasser an der Luft-Wasser-Grenzfläche ein. Bei höherer kinetischer Energie oder Temperatur der Teilchen ist dies unwahrscheinlicher, da hier die Bindungsenergie leicht überwunden wird, jedoch nimmt mit der Anzahl der Wasserteilchen in der Luft auch die Wahrscheinlichkeit einer Bindung zu. Kommt es zur Bindung entsteht Kondensationswärme, die zum Temperaturanstieg im Wasser führt. Von der Lufttemperatur und der Menge der Wassermoleküle in der Luft (Luftfeuchte) hängt es nun ab, welcher Prozess dominiert. Warme Luft kann wegen der höheren kinetischen Energie mehr Wassermoleküle aufnehmen als kalte, die Kondensationskeime sind ebenfalls entscheidend. Gerne wird zum leichteren Verständnis der Begriff der sog. relativen Luftfeuchtigkeit verwendet. Luft mit 100% relativer Luftfeuchte hat die Sättigungskonzentration erreicht (Kondensation und Verdunstung sind im Gleichgewicht), sonst dominiert die Kondensation und es fällt Tauwasser aus (z.B. an Fensternscheiben). Hierzu sind aber auch Kondensationskeime (geladene Flächen und Teilchen, Staubteilchen, Aerosole in Luft) notwendig, sonst kann Luft auch um mehrere hundert Prozent übersättigt werden, ehe es zur sog. spontanen Kondensation kommt. Schimmelpilz in Wohnungen kann bei 80% relativer Luftfeuchte auftreten. Hat Luft bei einer Temperatur von 20°C z.B. eine relative Luftfeuchte von 50% (d.h. es könnte mindestens doppelt soviel Wasser aufnehmen) und man kühlt diese Luft z.B. an einer Grenzfläche ab, dann ist ab einer Temperatur von 12,6°C eine relative Luftfeuchte von 100% erreicht und es kommt zur Tauwasserbildung. In Gebäuden ist deshalb warme feuchte Luft, die auf kalte Stellen trifft oft ein Problem. Wichtig ist dies insbesondere für Wärmebrücken im Wohnbereich, Aufbau von Wänden und Decken, Außenwände mit Wärmedämmung, etc. Die Luftfeuchte in Wohnräumen hängt bei fester Raumtemperatur immer von verschiedenen Faktoren ab. Einmal von der Menge an Wasser- und Wasserdampfquellen wie z.B. Zimmerbrunnen und -pflanzen oder Bewohner, zum anderen vom Luftvolumen, von der Beschaffenheit der Wände, Böden und Decken, von der Inneneinrichtung und maßgeblich auch vom Lüftungsverhalten (Siehe Lüftung). Eine für den Menschen gesunde Luftfeuchte wäre bei ca. 40-65% gegeben (ideale Atemluft), ab ca. 80% kann die Luftfeuchte z.B. über Schimmelpilzwachstum schon wieder zum Problem werden. Je nach Bauart und Nutzung von Gebäuden treten fallweise zu hohe wie zu niedrige relative Luftfeuchtigkeiten auf. Als Abhilfe werden dabei Luftbefeuchter bzw. Lüftungsanlagen eingesetzt. Zurück zum ABC Lüftung Lüftung ist in bewohnten Gebäuden zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit und zur Aufrechterhaltung der Raumluftqualität notwendig. Bei der Raumluftqualität geht es vor allem darum, verbrauchte Raumluft mit zuviel Kohlendioxid sowie mit toxischen Gefahrstoffen (von Einrichtungsgegenständen und Gebäudeteilen abgegebenen) aus dem Wohnraum zu befördern. Lüftung kann durch verschiedene Techniken der natürlichen Lüftung (z.B. Stoß- oder Querlüftung über Fenster und Türen) sowie maschinell über Lüftungsanlagen geschehen, siehe Lüftungsanlagen. Zurück zum ABC Lüftungsanlagen Lüftungsanlagen regeln u.a. die Lüftung in Wohnräumen und sorgen für den nötigen Luftwechsel. In der kalten Jahreszeit können Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung dafür sorgen, dass ein Teil der Wärme, die beim natürlichen Lüften verloren geht, wieder als Raumwärme genutzt wird. Weiterhin lassen sich auch Gefahrstoffe von außen wie z.B. Pollen durch Filter bekämpfen. Lüftungsanlagen bedeuten aber auch einen zusätzlichen Investitionsaufwand sowie laufende Kosten für Wartung und Strombedarf. Zurück zum ABC Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe können für Gebrauchsgegenstände, Dämmstoffe, Schmierstoffe, etc. aber auch als/für Kraftstoffe verwendet werden. Diese bestehen chemisch oft aus Zellulose, einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung. Vorteil der nachwachsenden Rohstoffe im Kraftstoffbereich ist, dass diese sich nachhaltig gewinnen lassen und nicht auf endliche Ressourcen beschränkt sind. Besonders geeignet sind nachwachsende Rohstoffe dann, wenn ihr Anbau nicht in Konkurrenz zur Nahrungsschiene von Mensch und Tier steht. Abfallstoffe aus Stroh oder auch Holz in verschiedenster Form sind damit aussichtsreiche Kandidaten. Zurück zum ABC Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Kohlekraftwerke Kraftwerke, die potentionell heimische Energieträger wie Braun- oder Steinkohle verbrennen und dadurch zur Kohlendioxidemission beitragen. In Deutschland haben sie etwa einen Anteil von 25% an der Stromerzeugung. Zurück zum ABC Kohlenwasserstoffe Chemische Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff, die in fossilen Energieträgern vorkommen. Bei der Verbrennung dieser Verbindungen entsteht u.a. Kohlendioxid und Wasser. Zurück zum ABC Konvektion Wärmetransportmechanismus in Flüssigkeiten oder Gasen. Man unterscheidet natürliche oder erzwungene Konvektion. Erzwungene Konvektion wäre z.B. die Bewegung von Luft mit einem Ventilator. Der Konvektor, ein häufig eingesetzter Heizkörper hat an der Innenseite Luftkanäle und nützt damit die natürliche Konvektion. Er saugt an der Unterseite die ankommende Luft an, erwärmt sie und befördert sie dadurch nach oben (Grund: warme Luft ist wegen geringerer Dichte leichter). Dadurch kommt es zur Ausbildung einer sog. Konvektionswalze, die den gesamten Raum mit warmer Luft versorgen und beheizen kann. Zurück zum ABC Luftfeuchtigkeit Luft nimmt Wasser in Form von Wasserdampf auf. Anders als häufig die Vorstellung, geschieht dies nicht durch chemische Bindung, sondern durch einen statistischen Prozess, der von der kinetischen Energie der Gasteilchen bestimmt wird. Zur Erklärung: Luft kann in guter Näherung als ideales Gas (überwiegend Sauerstoff und Stickstoffteichen) betrachtet werden, und die Energie seiner einzelnen Teilchen ist im thermischen Gleichgewicht gemäß der maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung gegeben. Diese Geschwindigkeitsverteilung gilt auch für Wasser bzw. die Wassermoleküle. Es gibt daher immer wieder Wassermoleküle an der Luft-Wasser-Grenzfläche, die genügend kinetische Energie besitzen ihre eigene Bindungsenergie zu überwinden und in die Luft übergehen können. Die Energie für diesen Abtrennprozess hat das System in Form von Verdamfungswärme (Verdampfungsenthalpie) aufzuwenden. Folglich sinkt die Temperatur der Wassergrenzfläche und sug. des Wassers. (Das selbe Prinzip gilt auch bei sog. alten Verdampfungskühlern bei Verbrennungsmotoren.) Gleichzeitig gehen in einem zweiten Prozess immer wieder Wassermoleküle aus der Luft Bindungen mit dem Wasser an der Luft-Wasser-Grenzfläche ein. Bei höherer kinetischer Energie oder Temperatur der Teilchen ist dies unwahrscheinlicher, da hier die Bindungsenergie leicht überwunden wird, jedoch nimmt mit der Anzahl der Wasserteilchen in der Luft auch die Wahrscheinlichkeit einer Bindung zu. Kommt es zur Bindung entsteht Kondensationswärme, die zum Temperaturanstieg im Wasser führt. Von der Lufttemperatur und der Menge der Wassermoleküle in der Luft (Luftfeuchte) hängt es nun ab, welcher Prozess dominiert. Warme Luft kann wegen der höheren kinetischen Energie mehr Wassermoleküle aufnehmen als kalte, die Kondensationskeime sind ebenfalls entscheidend. Gerne wird zum leichteren Verständnis der Begriff der sog. relativen Luftfeuchtigkeit verwendet. Luft mit 100% relativer Luftfeuchte hat die Sättigungskonzentration erreicht (Kondensation und Verdunstung sind im Gleichgewicht), sonst dominiert die Kondensation und es fällt Tauwasser aus (z.B. an Fensternscheiben). Hierzu sind aber auch Kondensationskeime (geladene Flächen und Teilchen, Staubteilchen, Aerosole in Luft) notwendig, sonst kann Luft auch um mehrere hundert Prozent übersättigt werden, ehe es zur sog. spontanen Kondensation kommt. Schimmelpilz in Wohnungen kann bei 80% relativer Luftfeuchte auftreten. Hat Luft bei einer Temperatur von 20°C z.B. eine relative Luftfeuchte von 50% (d.h. es könnte mindestens doppelt soviel Wasser aufnehmen) und man kühlt diese Luft z.B. an einer Grenzfläche ab, dann ist ab einer Temperatur von 12,6°C eine relative Luftfeuchte von 100% erreicht und es kommt zur Tauwasserbildung. In Gebäuden ist deshalb warme feuchte Luft, die auf kalte Stellen trifft oft ein Problem. Wichtig ist dies insbesondere für Wärmebrücken im Wohnbereich, Aufbau von Wänden und Decken, Außenwände mit Wärmedämmung, etc. Die Luftfeuchte in Wohnräumen hängt bei fester Raumtemperatur immer von verschiedenen Faktoren ab. Einmal von der Menge an Wasser- und Wasserdampfquellen wie z.B. Zimmerbrunnen und -pflanzen oder Bewohner, zum anderen vom Luftvolumen, von der Beschaffenheit der Wände, Böden und Decken, von der Inneneinrichtung und maßgeblich auch vom Lüftungsverhalten (Siehe Lüftung). Eine für den Menschen gesunde Luftfeuchte wäre bei ca. 40-65% gegeben (ideale Atemluft), ab ca. 80% kann die Luftfeuchte z.B. über Schimmelpilzwachstum schon wieder zum Problem werden. Je nach Bauart und Nutzung von Gebäuden treten fallweise zu hohe wie zu niedrige relative Luftfeuchtigkeiten auf. Als Abhilfe werden dabei Luftbefeuchter bzw. Lüftungsanlagen eingesetzt. Zurück zum ABC Lüftung Lüftung ist in bewohnten Gebäuden zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit und zur Aufrechterhaltung der Raumluftqualität notwendig. Bei der Raumluftqualität geht es vor allem darum, verbrauchte Raumluft mit zuviel Kohlendioxid sowie mit toxischen Gefahrstoffen (von Einrichtungsgegenständen und Gebäudeteilen abgegebenen) aus dem Wohnraum zu befördern. Lüftung kann durch verschiedene Techniken der natürlichen Lüftung (z.B. Stoß- oder Querlüftung über Fenster und Türen) sowie maschinell über Lüftungsanlagen geschehen, siehe Lüftungsanlagen. Zurück zum ABC Lüftungsanlagen Lüftungsanlagen regeln u.a. die Lüftung in Wohnräumen und sorgen für den nötigen Luftwechsel. In der kalten Jahreszeit können Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung dafür sorgen, dass ein Teil der Wärme, die beim natürlichen Lüften verloren geht, wieder als Raumwärme genutzt wird. Weiterhin lassen sich auch Gefahrstoffe von außen wie z.B. Pollen durch Filter bekämpfen. Lüftungsanlagen bedeuten aber auch einen zusätzlichen Investitionsaufwand sowie laufende Kosten für Wartung und Strombedarf. Zurück zum ABC Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe können für Gebrauchsgegenstände, Dämmstoffe, Schmierstoffe, etc. aber auch als/für Kraftstoffe verwendet werden. Diese bestehen chemisch oft aus Zellulose, einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung. Vorteil der nachwachsenden Rohstoffe im Kraftstoffbereich ist, dass diese sich nachhaltig gewinnen lassen und nicht auf endliche Ressourcen beschränkt sind. Besonders geeignet sind nachwachsende Rohstoffe dann, wenn ihr Anbau nicht in Konkurrenz zur Nahrungsschiene von Mensch und Tier steht. Abfallstoffe aus Stroh oder auch Holz in verschiedenster Form sind damit aussichtsreiche Kandidaten. Zurück zum ABC Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Kohlenwasserstoffe Chemische Verbindungen aus Kohlenstoff und Wasserstoff, die in fossilen Energieträgern vorkommen. Bei der Verbrennung dieser Verbindungen entsteht u.a. Kohlendioxid und Wasser. Zurück zum ABC Konvektion Wärmetransportmechanismus in Flüssigkeiten oder Gasen. Man unterscheidet natürliche oder erzwungene Konvektion. Erzwungene Konvektion wäre z.B. die Bewegung von Luft mit einem Ventilator. Der Konvektor, ein häufig eingesetzter Heizkörper hat an der Innenseite Luftkanäle und nützt damit die natürliche Konvektion. Er saugt an der Unterseite die ankommende Luft an, erwärmt sie und befördert sie dadurch nach oben (Grund: warme Luft ist wegen geringerer Dichte leichter). Dadurch kommt es zur Ausbildung einer sog. Konvektionswalze, die den gesamten Raum mit warmer Luft versorgen und beheizen kann. Zurück zum ABC Luftfeuchtigkeit Luft nimmt Wasser in Form von Wasserdampf auf. Anders als häufig die Vorstellung, geschieht dies nicht durch chemische Bindung, sondern durch einen statistischen Prozess, der von der kinetischen Energie der Gasteilchen bestimmt wird. Zur Erklärung: Luft kann in guter Näherung als ideales Gas (überwiegend Sauerstoff und Stickstoffteichen) betrachtet werden, und die Energie seiner einzelnen Teilchen ist im thermischen Gleichgewicht gemäß der maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung gegeben. Diese Geschwindigkeitsverteilung gilt auch für Wasser bzw. die Wassermoleküle. Es gibt daher immer wieder Wassermoleküle an der Luft-Wasser-Grenzfläche, die genügend kinetische Energie besitzen ihre eigene Bindungsenergie zu überwinden und in die Luft übergehen können. Die Energie für diesen Abtrennprozess hat das System in Form von Verdamfungswärme (Verdampfungsenthalpie) aufzuwenden. Folglich sinkt die Temperatur der Wassergrenzfläche und sug. des Wassers. (Das selbe Prinzip gilt auch bei sog. alten Verdampfungskühlern bei Verbrennungsmotoren.) Gleichzeitig gehen in einem zweiten Prozess immer wieder Wassermoleküle aus der Luft Bindungen mit dem Wasser an der Luft-Wasser-Grenzfläche ein. Bei höherer kinetischer Energie oder Temperatur der Teilchen ist dies unwahrscheinlicher, da hier die Bindungsenergie leicht überwunden wird, jedoch nimmt mit der Anzahl der Wasserteilchen in der Luft auch die Wahrscheinlichkeit einer Bindung zu. Kommt es zur Bindung entsteht Kondensationswärme, die zum Temperaturanstieg im Wasser führt. Von der Lufttemperatur und der Menge der Wassermoleküle in der Luft (Luftfeuchte) hängt es nun ab, welcher Prozess dominiert. Warme Luft kann wegen der höheren kinetischen Energie mehr Wassermoleküle aufnehmen als kalte, die Kondensationskeime sind ebenfalls entscheidend. Gerne wird zum leichteren Verständnis der Begriff der sog. relativen Luftfeuchtigkeit verwendet. Luft mit 100% relativer Luftfeuchte hat die Sättigungskonzentration erreicht (Kondensation und Verdunstung sind im Gleichgewicht), sonst dominiert die Kondensation und es fällt Tauwasser aus (z.B. an Fensternscheiben). Hierzu sind aber auch Kondensationskeime (geladene Flächen und Teilchen, Staubteilchen, Aerosole in Luft) notwendig, sonst kann Luft auch um mehrere hundert Prozent übersättigt werden, ehe es zur sog. spontanen Kondensation kommt. Schimmelpilz in Wohnungen kann bei 80% relativer Luftfeuchte auftreten. Hat Luft bei einer Temperatur von 20°C z.B. eine relative Luftfeuchte von 50% (d.h. es könnte mindestens doppelt soviel Wasser aufnehmen) und man kühlt diese Luft z.B. an einer Grenzfläche ab, dann ist ab einer Temperatur von 12,6°C eine relative Luftfeuchte von 100% erreicht und es kommt zur Tauwasserbildung. In Gebäuden ist deshalb warme feuchte Luft, die auf kalte Stellen trifft oft ein Problem. Wichtig ist dies insbesondere für Wärmebrücken im Wohnbereich, Aufbau von Wänden und Decken, Außenwände mit Wärmedämmung, etc. Die Luftfeuchte in Wohnräumen hängt bei fester Raumtemperatur immer von verschiedenen Faktoren ab. Einmal von der Menge an Wasser- und Wasserdampfquellen wie z.B. Zimmerbrunnen und -pflanzen oder Bewohner, zum anderen vom Luftvolumen, von der Beschaffenheit der Wände, Böden und Decken, von der Inneneinrichtung und maßgeblich auch vom Lüftungsverhalten (Siehe Lüftung). Eine für den Menschen gesunde Luftfeuchte wäre bei ca. 40-65% gegeben (ideale Atemluft), ab ca. 80% kann die Luftfeuchte z.B. über Schimmelpilzwachstum schon wieder zum Problem werden. Je nach Bauart und Nutzung von Gebäuden treten fallweise zu hohe wie zu niedrige relative Luftfeuchtigkeiten auf. Als Abhilfe werden dabei Luftbefeuchter bzw. Lüftungsanlagen eingesetzt. Zurück zum ABC Lüftung Lüftung ist in bewohnten Gebäuden zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit und zur Aufrechterhaltung der Raumluftqualität notwendig. Bei der Raumluftqualität geht es vor allem darum, verbrauchte Raumluft mit zuviel Kohlendioxid sowie mit toxischen Gefahrstoffen (von Einrichtungsgegenständen und Gebäudeteilen abgegebenen) aus dem Wohnraum zu befördern. Lüftung kann durch verschiedene Techniken der natürlichen Lüftung (z.B. Stoß- oder Querlüftung über Fenster und Türen) sowie maschinell über Lüftungsanlagen geschehen, siehe Lüftungsanlagen. Zurück zum ABC Lüftungsanlagen Lüftungsanlagen regeln u.a. die Lüftung in Wohnräumen und sorgen für den nötigen Luftwechsel. In der kalten Jahreszeit können Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung dafür sorgen, dass ein Teil der Wärme, die beim natürlichen Lüften verloren geht, wieder als Raumwärme genutzt wird. Weiterhin lassen sich auch Gefahrstoffe von außen wie z.B. Pollen durch Filter bekämpfen. Lüftungsanlagen bedeuten aber auch einen zusätzlichen Investitionsaufwand sowie laufende Kosten für Wartung und Strombedarf. Zurück zum ABC Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe können für Gebrauchsgegenstände, Dämmstoffe, Schmierstoffe, etc. aber auch als/für Kraftstoffe verwendet werden. Diese bestehen chemisch oft aus Zellulose, einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung. Vorteil der nachwachsenden Rohstoffe im Kraftstoffbereich ist, dass diese sich nachhaltig gewinnen lassen und nicht auf endliche Ressourcen beschränkt sind. Besonders geeignet sind nachwachsende Rohstoffe dann, wenn ihr Anbau nicht in Konkurrenz zur Nahrungsschiene von Mensch und Tier steht. Abfallstoffe aus Stroh oder auch Holz in verschiedenster Form sind damit aussichtsreiche Kandidaten. Zurück zum ABC Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Konvektion Wärmetransportmechanismus in Flüssigkeiten oder Gasen. Man unterscheidet natürliche oder erzwungene Konvektion. Erzwungene Konvektion wäre z.B. die Bewegung von Luft mit einem Ventilator. Der Konvektor, ein häufig eingesetzter Heizkörper hat an der Innenseite Luftkanäle und nützt damit die natürliche Konvektion. Er saugt an der Unterseite die ankommende Luft an, erwärmt sie und befördert sie dadurch nach oben (Grund: warme Luft ist wegen geringerer Dichte leichter). Dadurch kommt es zur Ausbildung einer sog. Konvektionswalze, die den gesamten Raum mit warmer Luft versorgen und beheizen kann. Zurück zum ABC Luftfeuchtigkeit Luft nimmt Wasser in Form von Wasserdampf auf. Anders als häufig die Vorstellung, geschieht dies nicht durch chemische Bindung, sondern durch einen statistischen Prozess, der von der kinetischen Energie der Gasteilchen bestimmt wird. Zur Erklärung: Luft kann in guter Näherung als ideales Gas (überwiegend Sauerstoff und Stickstoffteichen) betrachtet werden, und die Energie seiner einzelnen Teilchen ist im thermischen Gleichgewicht gemäß der maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung gegeben. Diese Geschwindigkeitsverteilung gilt auch für Wasser bzw. die Wassermoleküle. Es gibt daher immer wieder Wassermoleküle an der Luft-Wasser-Grenzfläche, die genügend kinetische Energie besitzen ihre eigene Bindungsenergie zu überwinden und in die Luft übergehen können. Die Energie für diesen Abtrennprozess hat das System in Form von Verdamfungswärme (Verdampfungsenthalpie) aufzuwenden. Folglich sinkt die Temperatur der Wassergrenzfläche und sug. des Wassers. (Das selbe Prinzip gilt auch bei sog. alten Verdampfungskühlern bei Verbrennungsmotoren.) Gleichzeitig gehen in einem zweiten Prozess immer wieder Wassermoleküle aus der Luft Bindungen mit dem Wasser an der Luft-Wasser-Grenzfläche ein. Bei höherer kinetischer Energie oder Temperatur der Teilchen ist dies unwahrscheinlicher, da hier die Bindungsenergie leicht überwunden wird, jedoch nimmt mit der Anzahl der Wasserteilchen in der Luft auch die Wahrscheinlichkeit einer Bindung zu. Kommt es zur Bindung entsteht Kondensationswärme, die zum Temperaturanstieg im Wasser führt. Von der Lufttemperatur und der Menge der Wassermoleküle in der Luft (Luftfeuchte) hängt es nun ab, welcher Prozess dominiert. Warme Luft kann wegen der höheren kinetischen Energie mehr Wassermoleküle aufnehmen als kalte, die Kondensationskeime sind ebenfalls entscheidend. Gerne wird zum leichteren Verständnis der Begriff der sog. relativen Luftfeuchtigkeit verwendet. Luft mit 100% relativer Luftfeuchte hat die Sättigungskonzentration erreicht (Kondensation und Verdunstung sind im Gleichgewicht), sonst dominiert die Kondensation und es fällt Tauwasser aus (z.B. an Fensternscheiben). Hierzu sind aber auch Kondensationskeime (geladene Flächen und Teilchen, Staubteilchen, Aerosole in Luft) notwendig, sonst kann Luft auch um mehrere hundert Prozent übersättigt werden, ehe es zur sog. spontanen Kondensation kommt. Schimmelpilz in Wohnungen kann bei 80% relativer Luftfeuchte auftreten. Hat Luft bei einer Temperatur von 20°C z.B. eine relative Luftfeuchte von 50% (d.h. es könnte mindestens doppelt soviel Wasser aufnehmen) und man kühlt diese Luft z.B. an einer Grenzfläche ab, dann ist ab einer Temperatur von 12,6°C eine relative Luftfeuchte von 100% erreicht und es kommt zur Tauwasserbildung. In Gebäuden ist deshalb warme feuchte Luft, die auf kalte Stellen trifft oft ein Problem. Wichtig ist dies insbesondere für Wärmebrücken im Wohnbereich, Aufbau von Wänden und Decken, Außenwände mit Wärmedämmung, etc. Die Luftfeuchte in Wohnräumen hängt bei fester Raumtemperatur immer von verschiedenen Faktoren ab. Einmal von der Menge an Wasser- und Wasserdampfquellen wie z.B. Zimmerbrunnen und -pflanzen oder Bewohner, zum anderen vom Luftvolumen, von der Beschaffenheit der Wände, Böden und Decken, von der Inneneinrichtung und maßgeblich auch vom Lüftungsverhalten (Siehe Lüftung). Eine für den Menschen gesunde Luftfeuchte wäre bei ca. 40-65% gegeben (ideale Atemluft), ab ca. 80% kann die Luftfeuchte z.B. über Schimmelpilzwachstum schon wieder zum Problem werden. Je nach Bauart und Nutzung von Gebäuden treten fallweise zu hohe wie zu niedrige relative Luftfeuchtigkeiten auf. Als Abhilfe werden dabei Luftbefeuchter bzw. Lüftungsanlagen eingesetzt. Zurück zum ABC Lüftung Lüftung ist in bewohnten Gebäuden zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit und zur Aufrechterhaltung der Raumluftqualität notwendig. Bei der Raumluftqualität geht es vor allem darum, verbrauchte Raumluft mit zuviel Kohlendioxid sowie mit toxischen Gefahrstoffen (von Einrichtungsgegenständen und Gebäudeteilen abgegebenen) aus dem Wohnraum zu befördern. Lüftung kann durch verschiedene Techniken der natürlichen Lüftung (z.B. Stoß- oder Querlüftung über Fenster und Türen) sowie maschinell über Lüftungsanlagen geschehen, siehe Lüftungsanlagen. Zurück zum ABC Lüftungsanlagen Lüftungsanlagen regeln u.a. die Lüftung in Wohnräumen und sorgen für den nötigen Luftwechsel. In der kalten Jahreszeit können Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung dafür sorgen, dass ein Teil der Wärme, die beim natürlichen Lüften verloren geht, wieder als Raumwärme genutzt wird. Weiterhin lassen sich auch Gefahrstoffe von außen wie z.B. Pollen durch Filter bekämpfen. Lüftungsanlagen bedeuten aber auch einen zusätzlichen Investitionsaufwand sowie laufende Kosten für Wartung und Strombedarf. Zurück zum ABC Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe können für Gebrauchsgegenstände, Dämmstoffe, Schmierstoffe, etc. aber auch als/für Kraftstoffe verwendet werden. Diese bestehen chemisch oft aus Zellulose, einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung. Vorteil der nachwachsenden Rohstoffe im Kraftstoffbereich ist, dass diese sich nachhaltig gewinnen lassen und nicht auf endliche Ressourcen beschränkt sind. Besonders geeignet sind nachwachsende Rohstoffe dann, wenn ihr Anbau nicht in Konkurrenz zur Nahrungsschiene von Mensch und Tier steht. Abfallstoffe aus Stroh oder auch Holz in verschiedenster Form sind damit aussichtsreiche Kandidaten. Zurück zum ABC Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Luftfeuchtigkeit Luft nimmt Wasser in Form von Wasserdampf auf. Anders als häufig die Vorstellung, geschieht dies nicht durch chemische Bindung, sondern durch einen statistischen Prozess, der von der kinetischen Energie der Gasteilchen bestimmt wird. Zur Erklärung: Luft kann in guter Näherung als ideales Gas (überwiegend Sauerstoff und Stickstoffteichen) betrachtet werden, und die Energie seiner einzelnen Teilchen ist im thermischen Gleichgewicht gemäß der maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung gegeben. Diese Geschwindigkeitsverteilung gilt auch für Wasser bzw. die Wassermoleküle. Es gibt daher immer wieder Wassermoleküle an der Luft-Wasser-Grenzfläche, die genügend kinetische Energie besitzen ihre eigene Bindungsenergie zu überwinden und in die Luft übergehen können. Die Energie für diesen Abtrennprozess hat das System in Form von Verdamfungswärme (Verdampfungsenthalpie) aufzuwenden. Folglich sinkt die Temperatur der Wassergrenzfläche und sug. des Wassers. (Das selbe Prinzip gilt auch bei sog. alten Verdampfungskühlern bei Verbrennungsmotoren.) Gleichzeitig gehen in einem zweiten Prozess immer wieder Wassermoleküle aus der Luft Bindungen mit dem Wasser an der Luft-Wasser-Grenzfläche ein. Bei höherer kinetischer Energie oder Temperatur der Teilchen ist dies unwahrscheinlicher, da hier die Bindungsenergie leicht überwunden wird, jedoch nimmt mit der Anzahl der Wasserteilchen in der Luft auch die Wahrscheinlichkeit einer Bindung zu. Kommt es zur Bindung entsteht Kondensationswärme, die zum Temperaturanstieg im Wasser führt. Von der Lufttemperatur und der Menge der Wassermoleküle in der Luft (Luftfeuchte) hängt es nun ab, welcher Prozess dominiert. Warme Luft kann wegen der höheren kinetischen Energie mehr Wassermoleküle aufnehmen als kalte, die Kondensationskeime sind ebenfalls entscheidend. Gerne wird zum leichteren Verständnis der Begriff der sog. relativen Luftfeuchtigkeit verwendet. Luft mit 100% relativer Luftfeuchte hat die Sättigungskonzentration erreicht (Kondensation und Verdunstung sind im Gleichgewicht), sonst dominiert die Kondensation und es fällt Tauwasser aus (z.B. an Fensternscheiben). Hierzu sind aber auch Kondensationskeime (geladene Flächen und Teilchen, Staubteilchen, Aerosole in Luft) notwendig, sonst kann Luft auch um mehrere hundert Prozent übersättigt werden, ehe es zur sog. spontanen Kondensation kommt. Schimmelpilz in Wohnungen kann bei 80% relativer Luftfeuchte auftreten. Hat Luft bei einer Temperatur von 20°C z.B. eine relative Luftfeuchte von 50% (d.h. es könnte mindestens doppelt soviel Wasser aufnehmen) und man kühlt diese Luft z.B. an einer Grenzfläche ab, dann ist ab einer Temperatur von 12,6°C eine relative Luftfeuchte von 100% erreicht und es kommt zur Tauwasserbildung. In Gebäuden ist deshalb warme feuchte Luft, die auf kalte Stellen trifft oft ein Problem. Wichtig ist dies insbesondere für Wärmebrücken im Wohnbereich, Aufbau von Wänden und Decken, Außenwände mit Wärmedämmung, etc. Die Luftfeuchte in Wohnräumen hängt bei fester Raumtemperatur immer von verschiedenen Faktoren ab. Einmal von der Menge an Wasser- und Wasserdampfquellen wie z.B. Zimmerbrunnen und -pflanzen oder Bewohner, zum anderen vom Luftvolumen, von der Beschaffenheit der Wände, Böden und Decken, von der Inneneinrichtung und maßgeblich auch vom Lüftungsverhalten (Siehe Lüftung). Eine für den Menschen gesunde Luftfeuchte wäre bei ca. 40-65% gegeben (ideale Atemluft), ab ca. 80% kann die Luftfeuchte z.B. über Schimmelpilzwachstum schon wieder zum Problem werden. Je nach Bauart und Nutzung von Gebäuden treten fallweise zu hohe wie zu niedrige relative Luftfeuchtigkeiten auf. Als Abhilfe werden dabei Luftbefeuchter bzw. Lüftungsanlagen eingesetzt. Zurück zum ABC Lüftung Lüftung ist in bewohnten Gebäuden zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit und zur Aufrechterhaltung der Raumluftqualität notwendig. Bei der Raumluftqualität geht es vor allem darum, verbrauchte Raumluft mit zuviel Kohlendioxid sowie mit toxischen Gefahrstoffen (von Einrichtungsgegenständen und Gebäudeteilen abgegebenen) aus dem Wohnraum zu befördern. Lüftung kann durch verschiedene Techniken der natürlichen Lüftung (z.B. Stoß- oder Querlüftung über Fenster und Türen) sowie maschinell über Lüftungsanlagen geschehen, siehe Lüftungsanlagen. Zurück zum ABC Lüftungsanlagen Lüftungsanlagen regeln u.a. die Lüftung in Wohnräumen und sorgen für den nötigen Luftwechsel. In der kalten Jahreszeit können Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung dafür sorgen, dass ein Teil der Wärme, die beim natürlichen Lüften verloren geht, wieder als Raumwärme genutzt wird. Weiterhin lassen sich auch Gefahrstoffe von außen wie z.B. Pollen durch Filter bekämpfen. Lüftungsanlagen bedeuten aber auch einen zusätzlichen Investitionsaufwand sowie laufende Kosten für Wartung und Strombedarf. Zurück zum ABC Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe können für Gebrauchsgegenstände, Dämmstoffe, Schmierstoffe, etc. aber auch als/für Kraftstoffe verwendet werden. Diese bestehen chemisch oft aus Zellulose, einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung. Vorteil der nachwachsenden Rohstoffe im Kraftstoffbereich ist, dass diese sich nachhaltig gewinnen lassen und nicht auf endliche Ressourcen beschränkt sind. Besonders geeignet sind nachwachsende Rohstoffe dann, wenn ihr Anbau nicht in Konkurrenz zur Nahrungsschiene von Mensch und Tier steht. Abfallstoffe aus Stroh oder auch Holz in verschiedenster Form sind damit aussichtsreiche Kandidaten. Zurück zum ABC Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Lüftung Lüftung ist in bewohnten Gebäuden zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit und zur Aufrechterhaltung der Raumluftqualität notwendig. Bei der Raumluftqualität geht es vor allem darum, verbrauchte Raumluft mit zuviel Kohlendioxid sowie mit toxischen Gefahrstoffen (von Einrichtungsgegenständen und Gebäudeteilen abgegebenen) aus dem Wohnraum zu befördern. Lüftung kann durch verschiedene Techniken der natürlichen Lüftung (z.B. Stoß- oder Querlüftung über Fenster und Türen) sowie maschinell über Lüftungsanlagen geschehen, siehe Lüftungsanlagen. Zurück zum ABC Lüftungsanlagen Lüftungsanlagen regeln u.a. die Lüftung in Wohnräumen und sorgen für den nötigen Luftwechsel. In der kalten Jahreszeit können Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung dafür sorgen, dass ein Teil der Wärme, die beim natürlichen Lüften verloren geht, wieder als Raumwärme genutzt wird. Weiterhin lassen sich auch Gefahrstoffe von außen wie z.B. Pollen durch Filter bekämpfen. Lüftungsanlagen bedeuten aber auch einen zusätzlichen Investitionsaufwand sowie laufende Kosten für Wartung und Strombedarf. Zurück zum ABC Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe können für Gebrauchsgegenstände, Dämmstoffe, Schmierstoffe, etc. aber auch als/für Kraftstoffe verwendet werden. Diese bestehen chemisch oft aus Zellulose, einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung. Vorteil der nachwachsenden Rohstoffe im Kraftstoffbereich ist, dass diese sich nachhaltig gewinnen lassen und nicht auf endliche Ressourcen beschränkt sind. Besonders geeignet sind nachwachsende Rohstoffe dann, wenn ihr Anbau nicht in Konkurrenz zur Nahrungsschiene von Mensch und Tier steht. Abfallstoffe aus Stroh oder auch Holz in verschiedenster Form sind damit aussichtsreiche Kandidaten. Zurück zum ABC Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Lüftungsanlagen Lüftungsanlagen regeln u.a. die Lüftung in Wohnräumen und sorgen für den nötigen Luftwechsel. In der kalten Jahreszeit können Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung dafür sorgen, dass ein Teil der Wärme, die beim natürlichen Lüften verloren geht, wieder als Raumwärme genutzt wird. Weiterhin lassen sich auch Gefahrstoffe von außen wie z.B. Pollen durch Filter bekämpfen. Lüftungsanlagen bedeuten aber auch einen zusätzlichen Investitionsaufwand sowie laufende Kosten für Wartung und Strombedarf. Zurück zum ABC Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe können für Gebrauchsgegenstände, Dämmstoffe, Schmierstoffe, etc. aber auch als/für Kraftstoffe verwendet werden. Diese bestehen chemisch oft aus Zellulose, einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung. Vorteil der nachwachsenden Rohstoffe im Kraftstoffbereich ist, dass diese sich nachhaltig gewinnen lassen und nicht auf endliche Ressourcen beschränkt sind. Besonders geeignet sind nachwachsende Rohstoffe dann, wenn ihr Anbau nicht in Konkurrenz zur Nahrungsschiene von Mensch und Tier steht. Abfallstoffe aus Stroh oder auch Holz in verschiedenster Form sind damit aussichtsreiche Kandidaten. Zurück zum ABC Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Nachwachsende Rohstoffe Nachwachsende Rohstoffe können für Gebrauchsgegenstände, Dämmstoffe, Schmierstoffe, etc. aber auch als/für Kraftstoffe verwendet werden. Diese bestehen chemisch oft aus Zellulose, einer Kohlenstoff-Wasserstoff-Sauerstoff-Verbindung. Vorteil der nachwachsenden Rohstoffe im Kraftstoffbereich ist, dass diese sich nachhaltig gewinnen lassen und nicht auf endliche Ressourcen beschränkt sind. Besonders geeignet sind nachwachsende Rohstoffe dann, wenn ihr Anbau nicht in Konkurrenz zur Nahrungsschiene von Mensch und Tier steht. Abfallstoffe aus Stroh oder auch Holz in verschiedenster Form sind damit aussichtsreiche Kandidaten. Zurück zum ABC Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Nennwärmeleistung Die vom Hersteller angegebene maximale Leistung eines Geräts. Bei Elektrogeräten handelt es sich hierbei üblicherweise um die aufgenommene Leistung. Für Heizungsanlagen ist dagegen die im Dauerbetrieb maximal abgegebene Leistung gemeint. Zurück zum ABC Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Niedertemperaturheizung Heizungstyp mit Nachheizflächen bei dem es nicht, wie bei der Brennwerttechnik zu einer Abgas-Wasserdampfkondensation in den Nachheizflächen oder im Wärmetauscher kommt. Folglich kann hier die Kondensationswärme aus dem Abgas nicht genutzt werden. Im Kaminbereich kann es jedoch zur Kondensation kommen. Bei alten Schornsteinen droht damit ein Versotten, dies gilt es durch Maßnahmen, wie dem Einbau zusätzlicher Kaminrohre zu verhindern. Zurück zum ABC Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Perimeterdämmung Bauphysik: Als Perimeterdämmung wird die außenseitige Wärmedämmung von erdberührenden Bauteilen wie Bodenplatte oder Kellerwänden bezeichnet. Der Aufbau muss folglich wasser- und druckbeständig sein. Zurück zum ABC Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Photovoltaik Grundsätzlich vielversprechende Technologie, die aus solarer Einstrahlung elektrische Energie erzeugt. Der theoretische Wirkungsgrad für single-gap Solarzellen (z.B. monokristallin Silizium) liegt bei ca. 30%. Im Labor wurden für monokristalline Si-Zellen schon Wirkungsgrade bis ca. 25% erreicht, in der Praxis am Modul meist 12-17%, die im Laufe der Zeit durch Degradation noch etwas absinkt. Herkömmlich werden von den Herstellern Lebensdauern von 20-25 Jahren angegeben, in dieser der Wirkungsgrad um ca. 10% abnehmen soll. Mit der Herstellung, sind neben dem Energieverbrauch, zum Teil stark gesundheits- und umweltschädliche chemische Prozesse verbunden. Neue Entwicklungstypen wie Dünnschichtsolarzellen konnten sich bisher nicht etablieren. Hier besteht noch eine Menge an Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die gegenwärtige Politik im Energieeinspeisegesetz besteht für die Hersteller aber kein Handlungsbedarf. Trotz der relativ schwachen energetischen Ausbeute und der Umweltproblematik erhalten die Betreiber für ''Strom'' aus Photovoltaik eine Vergütung von 25 -50 Cent/kWh. Photovoltaik, wird in Hoffnung auf die Zukunft den anderen regenerativen Energien deutlich bevorzugt. Die Gegenleistung fehlt bisher noch - die Entwicklung ist jedoch positiv. Zurück zum ABC PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
PKW In Deutschland dominierende Verkehrsmittel für kleinere und mittlere Entfernungen, werden meist von Otto(Benzin)- und Dieselmotoren angetrieben, wobei der selbstzündende Dieselmotor die energetisch effektivere Variante darstellt. Durch die Gleichdruckverbrennung kann dieser Motor die Energie aus der Verbrennung gleichmäßiger aufnehmen. Der Wirkungsgrad liegt deshalb bei 30-45% im Gegensatz zu ca. 25-30% beim Ottomotor. Elektro- und Hybridantriebe (d.h. Otto- oder Dieselmotor mit Elektromotor) werden in Zukunft wohl an Bedeutung gewinnen. Wobei der Hybridantrieb in erster Linie für den Stadtverkehr Vorteile bringt, denn hier fällt häufig Bremsenergie an, die genutzt werden kann. Im Überlandverkehr oder auf der Autobahn ergibt sich kaum ein energetischer Vorteil. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge werden von einzelnen Herstellern immer wieder propagiert, auch aus Gründen des Marketings. Diese Fahrzeuge lösen zwar das Emissionsproblem am Ort der Verbrennung besser als andere Verfahren, aber nicht das Energieproblem. Fast das selbe gilt für Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methan gespeist einen Elektromotor antreiben. Grundsätzlich stehen diese beiden Antriebsvarianten aber noch am Anfang ihrer Entwicklung. Viele Fachleute sehen in einer Umstellung auf Biokraftstoffe (wie Biodiesel, Bioethanol) und Dieselaggregaten den Königsweg, hier muss nicht das gesamte Fahrzeug- und das Tankstellensystem neu konzipiert werden. Obwohl in den letzten Jahrzehnten die Motorenentwicklung im Bereich Otto- und Dieselantrieb deutliche Fortschritte gemacht hat, ist der durchschnittliche Verbrauch kaum gesunken. Warum? Die PKW haben deutlich mehr Zusatzausstattung (wie Klimaanlage, diverse Elektroantriebe,...), die den Fahrkomfort erhöht, aber auch den Verbrauch. Zudem geht teilweise auch der Trend hin zu verbrauchsintensiven Modefahrzeugen wie sog. ''Offroadern''. Zurück zum ABC Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Primärenergie Als Primärenergie bezeichnet man die Energie, die an natürlichen Energieträgern zur Verfügung steht - also fossile Energie, Kernenergie und alle Formen der erneuerbaren Energien. Energien aus erneuerbaren Brennstoffen werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) im sog. Primärenergiefaktor besonders günstig bewertet. D.h. hier wird nur der Anteil an konventioneller Energie berücksichtigt (fossile Energie, Kernenergie), der zur Herstellung benötigt wird. Für andere Energien wie Heizöl werden die gesamten Prozessketten berücksichtigt. Der Verbrauch von Primärenergie bedeutet deshalb im Zusammenhang mit der EnEV faktisch den Verbrauch an Ressourcen wie fossiler Energie und Kernenergie. Zurück zum ABC Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Regenerative Energien Auch erneuerbare Energien genannt. Energien aus solarer Einstrahlung, Wind, Wasserkraft, Biomasse und Erdwärme, die nachhaltig genutzt werden können, d.h. keine fossilen Energieträger oder Uran. Zurück zum ABC Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Rohdichte Scheinbare Dichte poröser Festkörper, für Baustoffe wie Holz, Mauersteine, Beton, etc. gebräuchlich. Die Rohdichte spielt u.a. eine wichtige Rolle bei der bauphysikalischen Behaglichkeit von Gebäuden. Denn mit der Rohdichte steigt auch die Wärmekapazität von Baustoffen. Baustoffe mit hohen Rohdichten bewirken deshalb u.a., dass Gebäude auch im Sommer leichter angenehm kühl bleiben können. Zurück zum ABC Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Solarenergie Sonnenenergie, d.h. die durch die Sonne abgestrahlte und auf die Erde einfallende Energie. Im allgemeinen Sprachgebrauch auch Nutzungformen der Sonnenenergie wie Photovoltaik oder verschiedene Formen der thermischen Nutzung, u.a. thermische Solarkraftwerke, thermische Solarkollektoren etc.. Faktisch sind Wind, Wasserkraft oder Biomasse auch Formen der Solarenergie - im weiteren Sinne sogar fossile Energien, dies sind vor langer Zeit gespeicherte Formen der Solarenergie. Zurück zum ABC Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Stirlingmotor Eine Wärmekraftmaschine, im speziellen ein Heißgas- oder Heißluftmotor mit abgeschlossenen Arbeitsmedium. Seine Bedeutung dürfte im Bereich der thermischen Solarenergie und für die Nutzung regenerative Energien ansteigen. Der Stirlingmotor benötigt keinen Verbrennungsprozess im Inneren, er kann eine externe Wärmequelle nutzen. Zurück zum ABC Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Strahlungswärme Strahlungswärme oder Wärmestrahlung bezeichnet umgangssprachlich die Infrarotstrahlung, die ein Körper abgibt oder aufnimmt. Strahlungswärme nimmt im Gegensatz zu anderen Wärmeleitungsmechanismen wie Gaswärmeleitung, Festkörperwärmeleitung oder Konvektion den direkten Weg vom Erzeuger zum Verbraucher und benötigt kein Medium. Die Strahlungswärme einer Wärmequelle wird in der Regel als Behaglich empfunden. Aus der Strahlungswärme lässt sich die Temperatur eines Körpers bestimmen, siehe Thermografie. Zurück zum ABC Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Taupunkt Temperatur, bei der es zu einer Kondensation der Luftfeuchtigkeit an einer Grenzfläche kommt - auch Tauwasserausfall genannt, siehe Luftfeuchtigkeit. Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Thermische Hüllfläche Begriff aus der Bauphysik, der die wärmeübertragende Hüllfläche eines Gebäudes angibt. Also alle Wände, Böden, Decken, Dach etc., die einen beheizten Raum einschließen. Aus thermischer Hüllfläche und zugehörigen Gebäudevolumen wird das sog. A/V-Verhältnis, ein Maß für die ''Kompaktheit'' des Gebäudes berechnet. Zurück zum ABC Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Thermografie Infrarot-Messtechnik, die berührungslos arbeitet und mit der sich die Temperatur eines Körpers bestimmen lässt. Sukzessive sind damit auch Aussagen über Energiehaushalt und Wärmeleitfähigkeit eines Körpers möglich.(Siehe unsere Webseite) Zurück zum ABC Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Treibhauseffekt Bezeichnet umgangssprachlich die zusätzliche Erwärmung unseres Planeten durch eine veränderte Erdatmosphäre bzw. durch sog. Treibhausgase. Die Erdoberfläche wird durch die Erdatmosphäre vor der Auskühlung geschützt (im wesentlichen Reflexion der infraroten Wärmestrahlung), dies wird bereits durch einfache Rechenmodelle klar (Siehe auch unser *pdf zum Thema). Wie entscheidend der Anteil, des durch Verbrennung fossiler Energieträger entstandenen zusätzlichen Kohlendioxid am Treibhauseffekt ist, wird gegenwärtig erforscht - und ist entgegen der überwiegenden öffentlichen Meinung keinesfalls sicher belegt. Den größten Einfluss auf den Treibhauseffekt hat Wasserdampf (auch Wolkenbildung) in der Atmosphäre. Alle Prozesse in diesem Zusammenhang sind äußerst komplex und nur modellhaft in mathematischen Simulationen wiederzugeben. Im weiteren wird der Treibhauseffekt auch durch globale Satelliten-Infrarotmessungen untersucht. Über die Frage, welcher Weg das komplexe System besser beschreiben kann, bzw. mehr Aussagekraft hat, wird auch wissenschaftlich intensiv diskutiert. Zurück zum ABC U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
U-Wert Früher k-Wert. Der U-Wert beschreibt als Wärmedurchgangskoeffizient den Wärmetransport von Bauteilen in der Bauphysik. Er gibt die Wärmemenge in Joule an, die pro Sekunde und pro qm bei einem Temperaturunterschied von 1K vom Rauminneren nach Außen gelangt. Neben den Wärmeleitfähigkeiten des Bauteils gehen in den Wert auch die Wärmeübergangswiderstände zwischen Wandoberfläche und Luft (Innen- und Außen) ein. Der U-Wert gibt die Wärmeleitung über Festkörperwärmeleitung, Konvektion und Strahlungsenergie wieder, jedoch keine Speichereffekte. Für eine ordentliche messtechnische Bestimmung des U-Wertes sind in der Regel Langzeitmessungen von mind. 3 Wochen notwendig, nur dann herrschen mittlere Umgebungsbedingungen und auch Wärmespeichereffekte heben sich weitgehend auf. Schnelle Messungen über wenige Tage sind nur grobe Abschätzungen und daher mit Vorsicht zu genießen. Zurück zum ABC Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Wärmebrücken Wärmebrücken sind in der Bauphysik u.a. Bereiche, an denen Wärme schneller nach Außen transportiert wird als in der unmittelbaren Umgebung. Technisch werden die Bereiche dadurch definiert, dass sie einen geforderten bautechnischen Standard nicht erfüllen (DIN 4108). Man unterscheidet konstruktive und geometrische Wärmebrücken. Geometrische Wärmebrücken wären z.B. Außenecken, konstruktive z.B. Stahlbetondecken für Balkone ohne entsprechende Wärmedämmung. Wärmebrücken lassen sich messtechnisch gut über die sog. Infrarot Thermografie erfassen und sind bei einem durchschnittlichen Gebäude für einen Wärmeverlust von 10-20% verantwortlich. Zurück zum ABC Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Wärmedämmung U.a. Maßnahme, um die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteils etc. mit Hilfe von Wärmedämmstoffen zu erhöhen. Wird zur Erhöhung des U-Werts oder zur Vermeidung von Wärmebrücken angewandt. Zurück zum ABC Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Wärmepumpe Wärmepumpen (Wp) sind in umgekehrter Richtung betriebene Wärmekraftmaschinen, die durch einem Carnot-Prozess beschrieben werden können. Sie benötigen neben einer Antriebsenergie (Kraftstoff, elektrischer Strom) auch ein Wärmedepot, das sie abkühlen und diese Wärme in einen Heizkreis etc. mit höherer Temperatur speisen. Üblich sind elektrisch getriebene Wärmepumpen. Der Wirkungskrad von Wp hängt von der erzeugten Temperatur im Heizkreis ab. Desto größer der Temperaturunterschied zwischen Wärmedepot und Heizkreis, desto geringer wird der Wirksgrad. Angegeben wird dieser mit der sog. Leistungszahl. Eine Leistungszahl von 5 besagt beispielsweise, das für 1 kWh elektrische Energie, 5 kWh Wärmeenergie erzeugt werden. Entscheidend für die Wirkungsgrad jedoch ist - und das wird von den Herstellern gerne verschwiegen - die sog. Jahresarbeitszahl einer Wp. Diese liegt meist in der Gegend von 3 und damit ist eine Wp , was den Primärenergieverbrauch angeht, nur geringfügig besser als eine Niedertemperatur- oder Brennwertheizung. Mit höherem technischen Aufwand wie z.B. dem Einbau von Erdkollektoren oder Erdwärmesonden steigt die Jahresarbeitszahl an und kann in der Praxis auch Werte von 4 oder etwas mehr erreichen. Im Gegensatz zu den elektrisch betriebenen Wp, wären mit Öl oder Erdgas betriebene deutlich effektiver. Auf dem Markt findet man jedoch solche Systeme für kleinere Leistungen nicht. Obwohl sie von der Primärenergieseite her nur wenig Vorteile bringen, können Wp für Gebäude mit geringen Energieverbrauch durchaus sinnvoll sein. Die Wp ist ein sehr bequemes und platzsparendes Heizsystem, das von den Energieversorgern durch günstigeren Strompreis unterstützt wird. Zum Teil berechtigt, da bei einer Wp-Heizungsanlage (mit Pufferspreicher) nicht zu festen Zeiten Wärme erzeugt werden muss und die Einspeisung teilweise dem Energieversorger überlassen wird. Würde die Verbreitung der Wp auch den Ausbau von konventionellen Großkraftwerken bedingen, wäre das ganze energiepolitisch kontraproduktiv und würde den Strom-Verbraucher nur abhängiger bzw. die Atomkraft noch unverzichtbarer machen. Zurück zum ABC Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Wasserdampfdiffusion (siehe Dampfdiffusion) Zurück zum ABC Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Windenergie Seit dem Altertum bekannte Methode der Energiegewinnung. In Deutschland wird etwa 5-10% des verbrauchten Stromes als Windenergie gewonnen und durch das Energieeinspeisegesetz mit ca. 9 Cent/kWh vergütet. Es kann von einem maximalen Potential von 30-40% Windenergie an der gesamten ''Stromproduktion'' ausgegangen werden. Wirtschaftlich sinnvoll ist die Nutzung besonders in windreichen Standorten in küstennähe oder auf Anhöhen. Hohe Windanlagen mit größerer Leistung sind effektiver, da die mittlere Windgeschwindigkeit mit der Entfernung vom Erdboden zunimmt. Dennoch ist Windenergie gegenwärtig teuerer als konventionell produzierter Strom, der für ca. 5 Cent/kWh erzeugt wird. Windenergie ist wie Solarenergie witterungsabhängig, d.h. die Versorgung ist ohne besseres Kraftwerksmanagement oder Zwischenspeicherung mit folgender permanenter Einspeisung weniger gefragt. Auch wird sie wegen des Landschaftsbildes und Störeffekten wie der Rotorabschattung etc. teilweise abgelehnt. Sog. ''Offshore'' Kraftwerke werden deshalb favorisiert. Windenergie ist mit Wasserkraft zur Zeit, die wohl technologisch am besten entwickelte alternative Energieform. Das lässt sich auch daran erkennen, dass die Einspeisevergütung nur wenig höher liegt als der Preis für konventionellen Strom - im Gegensatz zu Strom aus Biomasse (15-20 Cent/kWh) oder gar Photovoltaik (25-50 Cent/kWh). Zurück zum ABC Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Wirkungsgrad Als Wirkungsgrad bezeichnet man das Verhältnis von zugeführter und abgegebener Leistung bzw. Energie. Er hat einem Wert zwischen 0 und 1, bzw. er liegt zwischen 0 und 100%. Ausnahmen mit möglichen Werten über 100% bilden in der Technik z.B. Wirkungsgrade von Brennwerttechnik bzw. Wärmepumpen. Diese Werte sind allerdings jeweils definitionsbedingt – physikalisch kann von einem System nie mehr Energie abgeführt werden als zugeführt wurde. In der Heiztechnik wird z.B. die zugeführte Energie meist über den Heizwert und nicht wie es richtig wäre, über den Brennwert definiert. Bei Wärmepumpen wird dagegen richtigerweise zur Veranschaulichung nur die zugeführte elektrische Energie berücksichtigt. Außer für energetische Prozesse lassen sich auch für verschiedene andere Abläufe Wirkungsgrade definieren. Zurück zum ABC Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Zirkulationspumpe Zirkulationspumpen werden auch oft als Umwälzpumpen bezeichnet. Diese Pumpen sorgen u.a. für die Umwälzung des Wärmeübertragungsmediums (Wasser,...) in einem Heizsystem. Neue Zirkulationspumpen sind mit deutlich kleinerer elektrischer Leistung und auch leistungsgeregelt erhältlich. Dies führt wegen der langen Betriebsdauer zu deutlicher Reduzierung der ''Stromkosten''. Zurück zum ABC Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
Zukünftige Wohngebäude Die Frage wie das Haus der Zukunft aussehen wird oder soll ist sicherlich nicht eindeutig - jeder wird andere Schwerpunkte setzen. Aus ökologischer und energetischer Sicht ergibt sich aber doch eine Richtung. Einmal wird das Haus der Zukunft eine sicherlich sehr gut wärmegedämmte Hüllfläche (Boden, Außenwände, Dach, Fenster, Türen,..) haben. Dies ist heute bei Neubauten schon Trend und die sog. Transmissionswärmeverluste werden damit gegen Null gehen. Bleiben die Lüftungswärmeverluste, die lassen sich wenn es die Wärmebilanz erfordert, z.B. durch Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung und geringem ''Stromverbrauch'' stark reduzieren. Was sicherlich noch wichtig sein wird, ist die Behaglichkeit im Gebäude, d.h. im Sommer angenehm kühl und im Winter angenehm warm. Dies lässt sich durch schwere Bauweise und sog. Latentspeicher im Gebäude erreichen. Wärme wird dadurch im Sommer gespeichert und im Winter wieder abgeben. Ein Heizsystem ist nicht vorgesehen, denn durch solare Wärmegewinne über die Fenster und interne Wärmequellen etc. fällt in der Gesamtbilanz kein Heizwärmebedarf mehr an. Die Warmwasserbereitung ist gut über thermische Solarkollektoren möglich. Es bleibt ein geringer ''Strombedarf'' für Gebäude- und Kommunikationstechnik. Das Gebäude sollte zudem wartungsarm konzipiert sein und gesundheitlich bedenkliche, bzw. pot. schwierige Baustoffe vermeiden. Zurück zum ABC
