Streichen anstatt Dämmen

Seit Jahren wird, staatlich verordnet nun die ganze Bundesrepublik gedämmt. Nach den gesetzlichen Vorschriften muss man ja, wenn man eine neue Heizung einbaut dafür sorgen das man die Vorschriften der EnV einhalten. Nach der Energieeinsparungsverordnung kommt man dann ohne weitere Maßnahmen zum Energiesparen in der Regel nicht aus. Eine dieser und so weit ich es sehe, die Populärste, ist es zu Dämmen. Das ist in den letzten Jahren in die Kritik gekommen. Nicht nur wegen der Brandgefahr von mit Polystyrol gedämmten Fassaden. Sie sind auch ein guter Nährboden für Schimmel, da sich in ihnen die Feuchtigkeit auskondensiert und sie halten auch nicht lange. Nach zwanzig bis 25 Jahren sind sie Sondermüll. Für mich unverständlich ist, warum der Gesetzgeber das Material überhaupt zulässt. Gibt es in Form von Glaswolle doch schon lange, eine teurere, aber bessere Alternative (öffentliche Gebäude dürfen übrigens nicht mit Polystyrol gedämmt werden).

In der Kritik ist nun auch, ob man überhaupt damit viel Energie einspart. Die meisten Energieverluste gibt es über das Dach. Bei der Wand ist es vergleichsweise wenig und dann auch noch abhängig von der Fensterfläche. Die Berechnungen der Industrie nehmen natürlich Best-Case Szenarien an die selten vorliegen. Sehr oft rechnet es sich zumindest für den eigenen Geldbeutel nicht.

Nun kommt aber Gegenwind von anderer Seite. Das Frauenhofer Insitut für Schicht und Oberflächentechnik (IST) sollte im Auftrag des Bundesumweltamtes prüfen, inwieweit das Anstreichen von Wänden den Weltenergieverbrauch senkt. Eine Empfehlung der US-Energiebehörde ergab hier ein großes Einsparpotenzial, weil man Klimaanlagen einsparen oder reduzieren kann. Diese lag zum Beschluss für die Vereinten Nationen als Empfehlung vor und das Bundesumweltamt hatte Zweifel, ob dies auch bei anderen Ländern so ist, zum einen wegen der anderen klimatischen Gegebenheiten, aber auch der Bausubstanz. Die ist in den USA im Durchschnitt bedeutend schlechter als bei uns.

Bei der Untersuchung stellten sich die Forscher aber auch die Frage, welchen Einfluss die Farbe oder der Reflexionsgrad generell hat. Der grundlegende Zusammenhang ist relativ einfach und seit Langem bekannt: Je dunkler ein Gegenstand ist, desto mehr Energie nimmt er aus der Sonneneinstrahlung auf und heizt sich auf. Im Sommer wird daher schwarzer Asphalt heißer als heller Sand und im Winter verschwindet der Schnee von dunklen Oberflächen schneller als von hellen. Da die Energieabgabe proportional zur vierten Potenz der Temperatur ist, wird ein dunkler Körper daher immer wärmer werden als ein heller, auch wenn er nachts und bei bedecktem Himmel mehr Wärme abstrahlt als ein weißer. Denn die Strahlung der Sonne entspricht einer Temperatur von 5770 K, dagegen erreichen Häuser selten eine Temperatur von mehr als 300 K.

Schaut man sich an wie in Europa gebaut wird, so fällt auch auf, das je weiter man nach Süden kommt um so heller die Oberfläche ist. Von rostbraun bis dunkelblau angestrichenen Häusern in Schweden bis hin zu weiß getünchten ind Süditalien und Griechenland.

Das IST hat sich der Problematik gewidmet und den Einfluss von Farbe, bzw. dem Reflexionsgrad auf Oberflächen zuerst im Labor, dann von 2013 bis 2015 über drei Jahre bei verschiedenen Häusern einer Reihenhaussiedlung untersucht.

Während man im Sommer den Einfluss sofort benennen kann – ein dunkel angestrichenes Haus heizt sich stärker auf als ein weiß oder helles angestrichenes – ist es im Winter deutlich komplizierter. Zum einen ist die Sonneneinstrahlung deutlich geringer, das begrenzt die Aufnahme von Energie. Zudem sind die Tage im Winter tendenziell stärker bewölkt. Die Abgabe einer dunklen Oberfläche ist aber nach dem Gesetz des schwarzen Strahlers auch deutlich höher, sodass die Forscher selbst zuerst von nur einem geringen Einfluss der Farbe bzw. des Reflexionsgrades der Oberfläche ausgingen. Zudem werden die Häuser beheizt und hier geben dann dunkle Oberflächen auch mehr Energie ab als helle Oberflächen.

Es zeigte sich sowohl im Laborversuch, wie auch bei der Messung von realen Häusern, das die Zusammenhänge komplex sind. Eine Erkenntnis gab es recht rasch: gedämmte Oberflächen sollten weiß angestrichen werden. Die Schicht nimmt zwar Wärme auf, durch die Dämmung wird sie aber nur langsam nach innen geleitet. Bevor ein nennenswerter Teil des Mauerwerks erwärmt ist, ist der kurze Wintertag vorbei und nun kühlt eine dunkle Oberfläche stärker aus als eine Helle, da sie mehr Wärme abstrahlt. Die Temperaturen sinken so an der Oberfläche um 2-4 Grad stärker über Nacht ab als bei einer hellen Oberfläche.

Deutlich schwerer zu benennen sind die Verhältnisse bei ungedämmten Oberflächen. Während es im Laborversuch noch relativ eindeutige Ergebnisse gab, war die Situation im Realversuch deutlich komplexer. Einige Zusammenhänge gab es aber. Zum einen ist der Effekt von Bewölkung deutlich geringer als angenommen. Ein Sonnentag reicht aus, das eine Fassade so viel Wärme aufnimmt, wie sie in zwei Tagen bei bewölktem Himmel wieder abstrahlt. Bei drei oder mehr Sonnentagen sind es sogar drei Tage. Wenn aber wie geschehen im Winter 2012/2013 es wochenlang bewölkt ist, gibt eine dunkel gestrichene Fassade mehr Energie ab als eine helle.

Noch komplexer wird es, wenn man die Bausubstanz miteinbezieht. Für die Aufheizung des Mauerwerks und damit Reduktion des Energieverbrauchs am besten geeignet ist Stahlbeton. Er leitet die Energie am schnellsten von der Oberfläche ab. Er kühlt allerdings auch am schnellsten wieder aus. Am geringsten ist der Einfluss bei Gasbeton oder anderen Materialen die viel Luft enthalten. Eine Überraschung gab es bei den klassischen Ziegelmauern. Sie erweisen sich als fast genauso gut wie Stahlbeton, was die Aufnahme der Energie betrifft, aber sie gaben die Energie erheblich langsamer wieder ab. Dies wird darauf zurückgeführt, das die Ziegelsteine sehr gut die Wärme speichern und die Fugen aus Mörtel sie schnell ins Innere leiten und gleichmäßig verteilen.

In der Summe, das ergaben die Versuche im Freiland, könnte man mit einem völlig schwarz angestrichenen Haus (dafür mischte man käuflicher schwarzer Farbe sogar noch 10% Graphit zu, da die käufliche Farbe kein vollkommenes Schwarz ergab) zwischen 10 und 20% Energie im Winter einsparen. Der niedrigste Wert wurde 2012/2013 erreicht, einem Winter mit vielen trüben Tagen. Als optimales Mauerwerk entpuppte sich eine Ziegelsteinmauer. Ihr Effekt kann noch verbessert werden, wenn die Innenräume dann von einem Gipsputz anstatt Tapeten überzogen werden. Der weiße Gips reflektiert die Wärmestrahlung besonders gut, die raue Oberfläche gibt die gespeicherte Wärme besser an den Raum ab.

Allerdings, das gaben auch die Forscher zu, ist das System bei uns nicht praxistauglich. Außer dem ästhetischen Aspekt heizen sich die dunklen Häuser im Sommer extrem auf, 5-7 Grad mehr als weiß angestrichene Häuser.

Drei der Beteiligten lies das aber keine Ruhe und sie machen sich selbstständig und gründeten eine eigene Firma. Das erste Produkt steht schon vor der Marktreife. Es hat jedoch mit der Fassadenfarbe nichts zu tun sondern ist eine Dünnfilmfolie für Fenster. Sie wird auf der Innenseite aufgezogen und reflektiert Infrarotstrahlen. Bei Gebäuden mit großen Glasfassaden wie Bürokomplexen spart diese bis zu 35% der Energie, indem sie Wärmestrahlung nicht passieren lässt. Sie verdunkelt das Licht um etwa 10% und verändert das Spektrum nicht. Allerdings müsste sie nach derzeitigem Stand im Sommer entfernt werden oder man öffnet die Fenster oder verhindert die Lichtaufnahme durch Rollos. Beides geht vor allem bei größeren Büros nicht. Derzeit wird daran gearbeitet, die Folie im Preis zu verbilligen und die Aufbringung zu vereinfachen, sodass dies jeder kann, ohne einen Handwerker zu benötigen. In einem zweiten Schritt soll eine zweite Schicht folgen, die thermochrom ist. Sie soll, wenn im Sommer die Fenster sich aufheizen, den Großteil des Lichtes wieder reflektieren. Das dunkelt dann stärker ab, doch im Sommer gibt es so viel Licht das dies kein Nachteil ist. Solche thermochrome Materialen gibt es schon. Nur die Temperaturselektivität ist noch nicht so weit wie gewünscht. Heutige Materialen würden schon bei 15°C anfangen die Fenster zu verdunkeln, also einer Temperatur, bei der dies noch nicht nötig ist. Andere Materialen wirken dagegen erst bei mehr als 29 Grad, also einer Temperatur, die schon wieder zu hoch ist.

Interessanter ist jedoch eine zweite Entwicklung, an der zur Zeit gearbeitet wird. Da ein dunkles Haus nur im Winter Energie spart, arbeitet die Firma nun an einer Möglichkeit schnell ein Haus „umzulackieren“. Man setzt dabei auf Hochdruckreiniger die mit einer neuen Pistole, die Farbe dünn und flächendeckend aufbringt. Schließlich soll die Prozedur jedes Jahr erfolgen und da darf es nicht Tage dauern. Es dauerte schon lange, bis man eine dünnflüssige Farblösung hatte. Die Lösung bestand schließlich in einer Pigment-Stärkelösung. Diese muss aber noch vor und während des Auftragens gerührt werden. Stärke ist eine thixotrope Flüssigkeit wird sie langsam bewegt, so ist sie dünnflüssig. Wird sie schnell beschleunigt, oder in diesem Falle neim treffen auf die Wand abgebremst, so wird sie fest. Man erhält so eine dünnflüssige Lösung, die trotzdem beim Auftragen auf die Wand zähflüssig wird. Allerdings deckt sie nicht besonders gut. Es sind zwei Durchgänge nötig um das Schwarz in Weiß umzuwandeln. Nach dem ersten Durchgang erhält man nur ein Dunkelgrau, das zudem meist fleckig ist. Bei einigen sehr glatten Fassadentypen kann auch ein dritter Durchgang nötig sein. Dies kann aber auch ein Vorteil sein, weil man so im Frühjahr stufenweise die Farbe anpassen kann, zudem sind so auch Zwischenfarben möglich.

Die Stärke ist auch verantwortlich, dass man im Herbst die Lösung wieder entfernen kann. Dazu wird ein Gemisch aus Pilzenzymen und Tensiden versprüht. Nach einem Tag haben die Enzyme die Stärke abgebaut und man kann mit normalen Wasser die Farbe absprühen.

Sollte man das vergessen, so wird die weiße Farbe nach und nach durch die Umwelt abgebaut. Bei unserer Witterung dürfte nach zwei bis drei Jahren die schwarze Farbe wieder zum Vorschein kommen. Leider kann dies in Form von fleckigen Aufhellungen auch nach einem durchgeregneten Sommer schon der Fall sein.

Mit Hochdruck wird derzeit aber an farbigen Mischungen gearbeitet. Die Firma meint (und da hat sie wohl recht) das selbst Energiesparen die Leute nicht dazu bringen kann ihr Haus Schwarz oder sonst wie dunkel wie dunkelblau oder Dunkelgrün zu streichen. Die Möglichkeit aber sein Haus innerhalb eines Tages neu zu streichen, ohne eine Firma bemühen zu müssen, wäre eine Sache die viele vielleicht gerne haben würden. So könnte man alle paar Monate den Anstrich wechseln oder für bestimmte Gelegenheiten wie Geburtstage oder Feste. Leider ergeben sich mit Farbpigmenten noch größere Probleme als mit Weiß. Sprich man hat nach einem Anstrich, auch wenn dies über Weiß als Basisfarbe geschieht, ein fleckiges Ergebnis. Es sind bei Farbe mindestens drei Durchgänge nötig, sofern man eine gleichmäßige Färbung erreichen will. Akzeptiert man die unterschiedliche Farbdichte, so sind bemerkenswerte Farbeffekte möglich. So gibt es, wenn man in drei Durchgängen die drei Grundfarben aufträgt, ein Braun mit Flecken in Blau, Grün, Rot, Lila, Türkis, Orange.

Ohne Gerüst sind derzeit aber nur Einfamilienhäuser vom Hausbesitzer selbst „einfärbbar“. Für größere Gebäude wäre ein mobiler Kran mit einem Hochleistungs-Hochdruckreiniger eine Möglichkeit. Dieser müsste zwar gemietet werden, doch wenn die Auftragezeit kurz ist, soll sich dies trotzdem lohnen. Dafür muss aber die Mischung soweit perfektioniert werden, dass sie mit einer Auftragung auskommt. Die Behandlung muss nur auf den Wänden erfolgen, die auch von der Sonne beschienen werden, also es würde bei vielen Häusern reichen die Südwand zu streichen.

Ob dies den Dämmwahnsinn bremsen wird? Wohl nicht. Die Einsparungen sind zwar vergleichbar mit dem Dämmen, aber nur wenn man eine Fassage aus Ziegelsteinen hat. Die ist teurer als billiger Beton. Bei Stahlbeton liegen die Einsparungen etwas darunter und bei schon dämmenden Mauerwerk wie aus Gasbeton ist das Einfärben der Fassade wirkungslos. Es ist aber für Neubauten eine Alternative, da man mit Ziegelmauern und Dunklem/Schwarzen Anstrich dasselbe Ergebnis wie mit Dämmung erreicht ohne dessen Nachteile.