Das Interhyp-Prinzip

Die Stommel-Wände, deren Wärmeleitfähigkeit und die wirtschaftlichen Folgen

By , 23. Februar 2013 09:26

Stommel Haus, so weiß es der geneigte Interessent, bietet drei verschiedene Wandkonstruktionen an, die sich hinsichtlich des Aussehens aber auch hinsichtlich des Aufbaus, des zu bezahlenden Preises und der Wärmeleitfähigkeit unterscheiden.
(alle Daten stammen von hier, Stand 20.02.2013)

Die Außenwände bei Stommel Haus

Die folgenden Wände bietet Stommel Haus für seine Bauten an:

Klassik-Wand

  • Ergibt das Aussehen eines rustikalen Blockhauses
  • Querliegende Bohlen
  • Außen wie innen ausschließlich Holz

Elementar-Wand

  • Ermöglicht sehr moderne Häuser aber auch klassische Holzhäuser
  • Querliegende Bohlen
  • Außen wie innen wahlweise Holz oder verputzt bzw. Fermacell-beplankt

Patent-Wand

  • Ergibt klassische Holzhäuser
  • Senkrecht stehende Bohlen
  • Außen wie innen ausschließlich Holz

Die gestalterischen Möglichkeiten und Entscheidungskriterien möchte ich hier gar nicht erst antasten, das muss jeder für sich selbst entscheiden. 😉

Was mich viel mehr interessiert und am Anfang unserer Planungen auch eine gewisse Rolle gespielt hat, ist, wie teuer die Wände sind und wie gut sie isoliert sind.

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Der Wärmedämmwert

Zunächst zu der Wärmeisolierung.

Die Fähigkeit einer Wand, den warmen Innenraum gegen den kalten Außenbereich zu isolieren, nennt sich Wärmedämmwert oder auch Wärmedurchgangskoeffizient. Dieser auch U-Wert genannte Wert gibt an, wie viel Wärme eine Wand verliert.
Abhängig ist er von zwei Faktoren:

  • Fläche der Wand
    Je größer eine Wand ist, desto mehr Wärme kann abgestrahlt werden.
    Einheit sind Quadratmeter (qm oder m^2)
  • Temperaturunterschied zwischen Innen und Außen
    Je größer ein Temperaturunterschied ist, desto schneller wird er ausgeglichen. Anders ausgedrückt ist ein Unterschied von 99° schneller auf 98° gesunken als ein Unterschied von 5° auf 4°.
    Einheit sind Grad Kelvin (K). Grad Kelvin sind nichts anders als Grad Celsius, nur dass sie beim absoluten Nullpunkt beginnen. Es gilt also °C = °K – 273 (die Nachkommastellen spare ich mir mal).

Die Energie wird in Watt gemessen. Damit erhält man dann, dass der U-Wert berechnet wird als U = W/(qm*K).

Was bedeutet das nun für die Stommel-Werte? Nun, Stommel Haus gibt (mit leicht falscher Einheit) folgende Werte auf der Homepage an:

  • Klassik-Wand: 0,19 W/qm*K
  • Elementar-Wand: 0,198 W/qm*K
  • Patent-Wand: 0,16 W/qm*K

Zum Vergleich: Fenster haben einen U-Wert zwischen 0,6 (Dreifach-Verglasung wie bei Stommel) und >1 (zweifach-Verglasung oder schlechter). Mit einer großen Fensterfront, die nach Norden ausgerichtet ist, kann man sich also ganz leicht die gesamte Energiebilanz des Hauses zunichte machen.

Als Vergleich die Werte einiger anderer Wände, die ich auf die Schnelle gefunden habe. Manche Firmen geben diese Details leider gar nicht erst an.

  • allkauf, Effizienzwand: 0,147 W/qm*K (Quelle)
  • Danwood, Standard-Wand: 0,13 W/qm*K (Quelle)
  • Fingerhaus, ThermoPlus-Wand: 0,147 W/qm*K (Quelle)
  • Kampa, Passivhauswand: 0,109 W/qm*K (Quelle)
  • Schwörer, KfW70-Haus („WärmeDirektHaus“): 0,16 W/qm*K (Quelle)
  • Schwörer, KfW55-Haus („WärmeDirektHaus ISO+“): 0,134 W/qm*K (Quelle)
  • Schwörer, KfW40-Haus („Passivhaus“): 0,11 W/qm*K (Quelle)

Kleine Anmerkung: selbst mit der Stommel-Elementar-Wand kann man sehr leicht ein KfW70-Haus bauen…

Das Rechenmodell

Die Unterschiede sehen sehr gering aus, skalieren aber mit der Fläche. Da braucht es wohl ein Rechenbeispiel. Ich nehme mal eine Annäherung mit unseren Hausabmessungen vor:

  • Breite = 12m, Länge = 13m
  • Firsthöhe = 4,70m
  • Traufhöhe = 2,70m

Dann ergeben sich unter Berücksichtigung, dass wir ein Satteldach haben, folgende Wandflächen:

  • Vorne und hinten: 2*13m*2,7m = 70,2qm
  • Seitenwände: 2*(12*2,7 + 12*2*0,5) = 88,8qm
    Anmerkung: bei den Seitenwänden kommt noch das obere Dreieck dazu, was ich mit den 12*2*0,5 berechnet habe)

In Summe erhalte ich also eine Wandfläche von 159qm, was eine ausreichend gute Annäherung an die echten Werte ist, ohne hier die Seiten mit Formeln zu füllen.
Dabei lasse ich Fenster bewusst außen vor. Ich will ja nicht den Energiebedarf des Hauses berechnen sondern nur die Wände vergleichen. Die Verlustleistung des Daches, der Bodenplatte oder der Kellerwände kann deshalb ebenfalls außen vor bleiben. Die vollständige Berechnung findet sich natürlich auch im Wärme- und Energiebedarfsnachweis.

Der Wärmeverlust der stommel’schen Außenwände

Diese Wandfläche kann ich jetzt in die Formel einsetzen und bekomme einen Modell-spezifischen U-Wert:

  • Klassik-Wand: 0,19 W/qm*K * 159qm = 30,21 W/qm
  • Elementar-Wand: 0,198 W/qm*K * 159qm = 31,482 W/qm
  • Patent-Wand: 0,16 W/qm*K * 159qm = 25,44 W/qm

Diese Werte bedeuten, dass mein Modellhaus zwischen ca. 25 und 31 Watt pro Grad Temperaturunterschied abstrahlt.

Konkretisieren wir das doch für verschiedene Wetterlagen. Hier nehme ich verschiedene Außentemperaturen an und eine feste Innentemperatur. Dabei sind weniger die konkreten Temperaturen wichtig als vielmehr die Differenz, denn diese geht in die Formel von oben ein. Wegen der Verwendung der Differenz kann ich auch munter zwischen Kelvin und Celsius wechseln, ohne dass das die Werte verfälscht.

Mildes Wetter

Außentemperatur = 15°C, Innentemperatur = 20°C, Differenz = 5°C

  • Klassik-Wand: 30,21 W/K * 5 K = 151,05 W
  • Elementar-Wand: 31,482 W/K * 5 K = 157,41 W
  • Patent-Wand: 25,44 W/K * 5 K = 127,2 W

Kaltes Wetter

Außentemperatur = 5°C, Innentemperatur = 20°C, Differenz = 15°C

  • Klassik-Wand: 30,21 W/K * 15 K = 453,15 W
  • Elementar-Wand: 31,482 W/K * 15 K = 472,23 W
  • Patent-Wand: 25,44 W/K * 15 K = 381,6 W

Frostiges Wetter

Außentemperatur = 0°C, Innentemperatur = 20°C, Differenz = 20°C

  • Klassik-Wand: 30,21 W/K * 20 K = 604,2 W
  • Elementar-Wand: 31,482 W/K * 20 K = 629,64 W
  • Patent-Wand: 25,44 W/K * 20 K = 508,8 W

Arktisches Wetter

Außentemperatur = -15°C, Innentemperatur = 20°C, Differenz = 35°C

  • Klassik-Wand: 30,21 W/K * 35 K = 1.057,35 W
  • Elementar-Wand: 31,482 W/K * 35 K = 1.101,87 W
  • Patent-Wand: 25,44 W/K * 35 K = 890,4 W

Nur gut, dass wir es in Deutschland ein wenig milder haben. Bei diesen Werten könnte man auch einen Heizstrahler nach draußen stellen. Aber bleiben wir doch mal bei dem durchschnittlichen Klima, wie es in Deutschland herrscht.

Jahresdurchschnittstemperatur in Deutschland

Einen Jahresdurchschnitt zu verwenden ist natürlich im Sinne eines Energieausweises nicht zulässig, da dort die monatlichen Mittelwerte verwendet werden. Aber wie schon oben, möchte ich hier nicht den Energieausweis nachrechnen sondern vergleichen, wie unterschiedlich die Stommel-Wände ausfallen.

Außentemperatur = 9,2°C, Innentemperatur = 20°C, Differenz = 10,8°C (Quelle: Wikipedia)

  • Klassik-Wand: 30,21 W/K * 10,8 K = 326,628 W
  • Elementar-Wand: 31,482 W/K * 10,8 K = 340,0056 W
  • Patent-Wand: 25,44 W/K * 10,8 K = 274,752 W

Wärmebedarfsdeckung

Tolles Wort, oder? „Wärmebedarfsdeckung“… 😀

Egal, was ich sagen wollte: welchen Aufwand muss ich eigentlich treiben, um die oben berechneten Werte zu decken?

Hier mal ein paar Vergleichswerte von Heizleistungen:

  • Kerze: 50-100 W
  • Mensch 70-80 W, bei körperlicher Aktivität auch > 100 W
  • Verschiedene elektrische Geräte (TV, Kühlschrank, PC, Staubsauger): 100 – 500 W
  • Haartrockner: 1.000 W
  • Herdplatte 1.800 – 2.000 W
  • Kleiner Kaminofen: 5.000 W
  • Großer Kamin: 10.000 W

Im Jahresdurchschnitt reicht es also bei einer vierköpfigen Familie eine Kerze anzuzünden, um den Abstrahlverlust der Stommel-Außenwände (!) auszugleichen. Cool, oder?
Zu dumm nur, dass ich wegen Dach, Fenster und Keller dann doch ein bisschen mehr als eine Kerze brauche. Und zu viert sind wir auch nicht. 😉

Amortisationsrechnung der stommel’schen Außenwände

Die Klassik-Wand schied für uns wegen des Ausehens aus. So rustikal sollte unser Haus dann doch nicht werden (ohne hier jemandem zu nahe treten zu wollen, der sich für diese Wand entschieden hat).
Blieb also die Entscheidung zwischen Elementar- und Patent-Wand. Die monetäre Komponente dieser Entscheidung sähe dann in etwa so aus:

  • Die Elementar-Wand hat (für unser Modellhaus!) eine um ca. 65,3 W stärkere Verlustleistung.
  • Auf das Jahr gerechnet macht das 65,3 W * 24h * 365 Tage = 572 kWh mehr an Strahlungsverlust aus.
  • Rechne ich wiederum mit einem COP von 4,0 für die Erdwärmepumpe, benötige ich 143 kWh Strom, um diesen Verlust auszugleichen
  • Bei einem angenommenen Preis von 25Cent/kWh kostet der benötigte Strom 35,75€ pro Jahr

Mit der Patent-Wand könnte ich also rund 36€ pro Jahr sparen.

Jetzt fehlt nur noch, was die Patent-Wand an Aufpreis kostet. Wir haben ganz am Anfang mal danach gefragt und erhielten als Auskunft, dass die Patent-Wand ca. 10% Aufpreis kosten würde.
Nehmen wir mal an, dass der Aufpreis sich auf 10.000€ belaufen würde (was die Rechnung in Richtung Patent-Wand verschiebt, ich würde einen höheren Aufpreis erwarten), erhalten wir, dass sich die Patent-Wand nach 10.000 € / 35,75 €/Jahr = 279 Jahren amortisiert hat.

Das nenne ich mal langfristige Investition! 😀

Festzuhalten bleibt, dass sich die Patent-Wand aus meiner Sicht nicht lohnt, wenn man damit Energie sparen möchte! Die Anschaffungskosten lassen sich mit diesen Werten nie reinholen.
Etwas anderes ist es, wenn man sie aus ästhetischen, gestalterischen oder ökologischen Gründe bauen möchte.

Der Fairness halber muss ich hier aber auch sagen, dass Stommel Haus uns gegenüber nie den Eindruck erweckt hätte, dass die Patent-Wand sich energetisch amortisieren könnte. Ganz im Gegenteil hat unser Berater von Anfang an betont, dass die Unterschiede in Bezug auf die Wärmedämmung minimal seien. Der Anteil der Stommel-Bauherren, die die Patent-Wand wählen, ist wohl auch sehr gering.

Ich hoffe, ihr fandet diese Betrachtungen interessant. Mir haben die Berechnungen jedenfalls dabei geholfen, den Blick aufs Detail zu stärken, die wirklichen Energiefresser zu erkennen und auch den Energieausweis optimal zu verstehen. Ein Aufwand, der sich für jeden Bauherren und jede Bauherrin lohnt, damit man später auch weiss, was und wo man optimieren kann, wann die Heizung laufen muss und ob evtl. die Heizkosten zu hoch sind.

5 Responses to “Die Stommel-Wände, deren Wärmeleitfähigkeit und die wirtschaftlichen Folgen”

  1. connie sagt:

    Superinteressant, Danke christoph!

  2. Anja sagt:

    Ich glaube, du hast echte Langeweile. 😉
    Aber schön, wenn einer es mal in Zahlen ausdrückt, dann können alle andere nun von dem Ergebnis profitieren. (Und wir waren gestern auf der Nord-Haus-Messe und haben wieder 1Millionen neue Eindrücke gewonnen. 🙂 )

    Grüße zum Montag!

  3. Alex sagt:

    Ja, das ist in der Tat sehr interessant. Du hast Dir schwer Mühe gegeben und gerechnet, gerechnet, gerechnet… Oder doch vielleicht ein (Geheim)Tool verwendet? 😉

    http://www.u-wert.net/

    Gruß

    Alex

    • Christoph sagt:

      Den u-Wert-Rechner kenne ich auch. Für meine Rechnungen von oben brauche ich den aber weniger. So kompliziert war das nun auch nicht. 🙂
      Ich könnte höchstens mal den u-Wert der Stommel-Wände nachrechnen und schauen, ob das so stimmt… Du bringst mich auf Ideen. 😉

      • Alex sagt:

        Das habe ich auch mal gemacht, habe mich dann aber erschrocken, weil der Taupunkt mitten in der Wand lag. Aber Kommando zurück, ich habe das Dampfbremspapier (nicht Dampfsperre, Stommel baut ja diffusionsoffen) vergessen. Also alles gut… 😉

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