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OPTIMALES RAUMKLIMA SCHAFFEN

Die Außenbedingungen beeinflussen uns und unsere Gebäude ständig. Häufig sind das negative Einwirkungen, die unseren Komfort beeinträchtigen. Im Forschungspark „Viva“ untersucht man die Mitwirkung der Baumaterialien auf diese Einflüsse und findet man genauere Aufschlüsse über:

• die Wirkung der Wärmdämmsysteme auf den Wohnkomfort;
• detaillierte Beobachtung der Schallschutz, Akustik und Wärmedämmkapazität der einzelnen Baustoffe;
• die Puffereingenschaft verschiedener Wandarten und Innenbeschichtungen und deren Fähigkeiten Energie zu speichern.

Nach den Antworten folgender Fragen suchen die Forscher:

Wie können die Innenputze und Wärmedämmung für die Schaffung vom optimalen Raumklima eingesetzt werden?
Im Forschungspark „Viva“ sollen spezielle Messungen der Luftfeuchtigkeit im Inneren Aufschluss geben wie gut unterschiedliche Wandkonstruktionen Dampf aufnehmen können. In den Häusern wird das reguläre Nutzungsverhalten (kochen, duschen, lüften u.s.w) durch Einsatz von Luftbefeuchtern und vorbestimmtes Einblasen von Luft nachgebildet.

Ergebnisse:

• Die mineralischen atmenden Beschichtungen auf Kalkbasis puffern die Feuchtigkeit effizienter und schneller ab und sind zur Schaffung eines balancierten Raumklima ideal geeignet;
• Die beste Feuchtepufferung erreicht man mit einer Schichtdicke des Innenputzes von ca. 1,5 cm;
• Dämmung hat einen positiven Effekt auf die relative Luftfeuchtigkeit im Raum. Mangelnde Dämmung verursacht Wärmeverluste, die durch verstärktes Heizen ausgeglichen werden, was eine Voraussetzung für trockene Raumluft ist.

Welche Baukonstruktionen gewährleisten angenehme Raumtemperaturen? Wie bekämpft man die sommerliche Überhitzung?
Wie warm oder wie kalt wir einen Raum empfinden, ist abhängig von der operativen Temperatur (gefühlte Temperatur). Diese wird definiert durch die Faktoren Lufttemperatur und Oberflächentemperatur (Strahlung). Um herauszufinden, welche Bauweisen den besten Schutz gegen Winterkälte und Sommerhitze bieten, wurden die Oberflächentemperaturen der Innenwände der Forschungshäuser kontinuierlich über einen Winterzeitraum und zwei Sommerzeiträume gemessen und analysiert.

Ergebnisse über Schwankungen der Oberflächentemperatur:

• Betonhäuser weisen die geringsten Schwankungen auf;
• Die Backsteinhäuser und das Massivholzhäuser zeigen mittlere Schwankungen;
• Häuser mit einer Holzrahmenkonstruktion zeigten starke Schwankungen;
• Das nicht gedämmte Backsteinhaus zeigt die höchsten Schwankungen.

Je niedriger die Temperaturschwankungen, desto ausgeglichener die Raumtemperatur.

Zusätzlich zu Oberflächentemperaturmessungen wurden die Veränderungen bei der Raumtemperatur in den verschiedenen Jahreszeiten bestimmt.

Ergebnisse über die Raumtemperatur:

An den sommerlichen heißen Tagen ist die Wärmedämmung der effiziente Schutz vor Überhitzung. Das wurde anhand der Ergebnisse aus den extrem heißen Tagen bei Temperaturen von +35 – +40°C festgestellt. Die gedämmten Häuser wiesen mit 5°C niedrigerer Innenraumtemperatur im Vergleich zu den nicht gedämmten Häusern auf.

Insbesondere wurde bei den nicht gedämmten Häusern eine Innenraumtemperatur von mehr als 30 °C aufgezeichnet. Die Innentemperatur in Häusern aus Mauerwerk oder Beton mit einer Dämmung erreichten eine durchschnittliche Temperatur von 26°C; dies ist ein Wert innerhalb des Behaglichkeitsbereichs. Darüber hinauswurden die nach Süden zeigenden Fenster nicht mit Jalousien geschützt.

Wie die Dämmung hat auch die Speichermasse der Wandkonstruktion eine entscheidende Auswirkung auf die Raumtemperatur. Die wärmespeichernde Substanz der Wandkonstruktionen hat einen ausschlaggebenden Einfluss auf die Raumtemperatur. Die Messungen haben bestätigt, dass massive, schwere Wände die Sonnenhitze während des Tages speichern und diese in den kälteren Abend- und Nachtstunden abgeben. Dieser Effekt garantiert eine stabilere Innenraumtemperatur.

In den Wintermonaten wurde der Einfluss eines Heizungsausfalls auf Raumtemperaturen in den Häusern simuliert.
Um dies zu tun, wurde eine Heizungsunterbrechung für 48 Stunden imitiert. Die nachfolgenden Ergebnisse wurden nach zwei Tagen erreicht:

• Häuser, die aus 25 cm Mauerwerk oder Beton gebaut und gedämmt wurden, haben die Innenraumtemperatur am effektivsten beibehalten (+15° bis +17°C);
• Das Massivholzhaus, das 50 cm Mauerwerkhaus (mit Mineralwolle gedämmt) und die Holzrahmenhäuser zeigen Innenraumtemperaturen zwischen +11°C und +13°C;
• Nach 48 Stunden hat ein Backsteinhaus (nicht gedämmt) eine Raumtemperatur von nur +4°C.

Wie beeinflusst das gesunde Raumklima unsere Wohnkomfort?
Mi einer Analyse der Raumluftqualität (auf der Grundlage der Raumtemperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit) haben die Forscher der medizinischen Universität Wien die Faktoren in Bezug auf Raumklima und Struktur jedes einzelnen Gebäudes im Hinblick auf deren Auswirkungen auf Komfort und Wohlbefinden bewertet.

Das Ergebnis der umweltmedizinischen Analyse war eindeutig: die Bauart und die Auswahl der Baumaterialien haben einen entscheidenden Effekt auf den Wohnkomfort.

• Das höchste Maß an Behaglichkeit wurde bei einem gedämmten Haus aus Beton, Mauerwerk (25 cm) mit mineralischen Beschichtungen (Putze) und aus Massivholzerreicht;
• Gedämmte Häuser mit Holzriegelkonstruktion sowie 50 cm Mauerwerkhäuser schneiden mittelmäßig ab;
• Ein nicht gedämmtes Haus zeigt den niedrigsten Maß an Behaglichkeit und die größte Zahl an Schwankungen.

RAUMLUFTQUALITÄT

“Die Verbesserung von der Raumluftqualität hat wesentliche Auswirkung auf unseren Wohlbefinden und unsere Gesundheit. Dies fördert unsere kognitiven Fähigkeiten und beeinflusst positiv den nächtlichen Schlaf.”
OA Assoc. Prof. Priv.-Doz. Dipl.-Ing. Dr. med. Hans-Peter Hutter, Medizinische Universität – Wien

Menschen verbringen heutzutage 90% ihres Lebens in geschlossenen Räumen und atmen die unglaublichen 11 500 Liter (oder ca. 25 kg) Luft täglich ein. Deshalb hat die Luftqualität im Raum besonderen Einfluss und wesentliche Auswirkung auf unsere Gesundheit und Vitalität. Dies bedeutet, dass Luft unseren wichtigsten „Nährstoff“ ist.

Die Raumluftqualität wird durch verschiedene Faktoren wie Temperatur, Geruch, Staubgehalt, Bakteriengehalt etc. beeinflusst. Durch die Luft können Erkrankungen übertragen oder Allergien hervorgerufen werden. Anderseits kann eine gesunde Luft die Lebenskraft und Produktivität steigern.

Die gute Qualität der Raumluft ist wesentliche Voraussetzung für ein gesundes Wohn- und Arbeitsumfeld. Die Raumluftqualität wird durch verschiedene Faktoren charakterisiert: Raumluft wird vor allem als „gut“ bezeichnet, wenn diese einen hohen Sauerstoffgehalt aufweist, geruchsfrei ist, und niedrige Belastungswerte aufweist.

Die Ergebnisse der regelmäßig im „Viva“ Forschungspark durchgeführten Messungen zeigen das Ausmaß, in dem Baumaterialien das Raumklima beeinflussen können, und was man tun kann, um die Raumluftqualität zu verbessern.

In diesem Zusammenhang stellen sich vor den Forschern folgende Fragen auf:
Wie ist das Verhältnis zwischen Gerüchen und Bauarten?
Unerwünschte Gerüche durch Baumaterialien sind nicht nur ärgerlich, sondern können außerdem ein Indikator für die Verwendung von Schadstoffen sein. Gerüche werden generell durch eine Vielzahl von verschiedenen Substanzen verursacht.

Speziell ausgebildete Geruchsexperten haben über einen Zeitraum von 7 Monaten Tests durchgeführt.

Ergebnisse:

• Es besteht ein eindeutiger Zusammenhang zwischen wahrgenommenen Gerüchen und der gewählten Konstruktion;
• Alle Häuser aus Beton und Mauerwerk haben eine niedrige Geruchsintensität bei den Geruchsmessungen und können als „nicht spürbar“ klassifiziert werden;
• Massivholz- und Holzrahmenhäuser weisen selbst nach 14 Monate nach der Fertigstellung des Gebäudes eine hohe Geruchsbelastung auf und die Geruchsbelastung selbst wurde als unangenehm empfunden. Aus diesem Grund wurde diese als „bemerkbar“ klassifiziert.

Welche Baumaterialien weisen wirklich niedrige Schadstoffwerte auf?
Eine wohngesunde Umgebung macht das Thema Raumbelastung zunehmend wichtig. Um herauszufinden, wieviel Belastung jede Art von Baukonstruktion emittiert, wurden mehrmals Messungen im Hinblick auf flüchtige organische Verbindung (VOC*) und Formaldehydbelastung im Viva Forschungspark durchgeführt.

Ergebnisse:

• Gebäude aus Beton oder Ziegelstein mit einer mineralischen Innenbeschichtung waren überwiegend VOC-frei unmittelbar nach deren Fertigstellung. In diese massiven Häuser könnte man somit sofort nach deren Fertigstellung einziehen;
• Holzrahmenhäuser zeigten in den ersten Monaten nach deren Fertigstellung erhöhte VOC-Werte. Bei einem Haus in der Art der getesteten Holzrahmenkonstruktion sollten sensible Menschen, wenn möglich, einige Monaten warten, bevor sie einziehen;
• Das Holzblockhaus gibt holzspezifische Substanzen, wie Terpene, über einen langen Zeitraum hinweg in die Raumluft ab. Jeder, der ein Holzhaus baut, sollte in Betracht ziehen, dass unter bestimmten Umständen (abhängig von der Art und der Natur des Holzes) holzspezifische Substanzen über einen sehr langen Zeitraum hinweg in der Raumluft vorhanden sind.

Wie kann man die Raumluftqualität, z.B. mit Erhöhung der Mengen an darin erhaltene Luftionen verbessern?
Luftionen sind winzige, elektrisch aufgeladene natürlich vorkommende Partikel. Wissenschaftliche Studien haben herausgefunden, dass Luftionen einen positiven Effekt auf die Raumluftqualität haben, weil diese – unter anderem – die Konzentration von Pollen und Feinstaub in der Raumluft reduzieren. Darüber hinaus haben Experimente mit Versuchspersonen gezeigt, dass Luftionen positive Auswirkungen auf die mentale Leistung haben können.

Durch Verwendung einer speziellen Funktionsbeschichtung kann die Luftionenkonzentration in Räumen zielgerichtet erhöht werden.

Ergebnisse: die Messungen der Luftionen zeigten, dass die durchschnittliche Luftionenkonzentration ungefähr zweimal so hoch in Häusern mit einer speziellen Funktionsbeschichtung wie bei identisch konstruierten Häusern ohne Baumit Ionit lag.

SCHALLISOLIERUNG UND RAUMAKUSTIK

Schallisolierung und Raumakustik stellen relevante Qualitätsfaktoren für Gebäude dar und sind sehr wichtig für das Wohlbefinden und die Gesundheit der Nutzer.

Ein Mangel an Schallisolierung in einem Gebäude kann langfristig zu Stress und selbst zu Krankheit führen. Darum ist es wichtig, sich mit dem Thema Schall innerhalb der Planungsphase eines Bauprojekts auseinanderzusetzen.

Welche Konstruktionen bieten den effektivsten Schutz gegen Außenlärm?
Unter Lärm werden unerwünschte, störende und ärgerliche oder schädliche Geräusche verstanden. Lärm ist ein subjektiver Begriff und kann nur zu einem gewissen Umfang objektiv quantifiziert werden, indem man messbare Größen (z.B. Lautstärke, Signalkurve, Tonhöhe) misst.

Ein signifikanter Faktor, der zur Beschreibung einer Akustikqualität eines Raums beschrieben werden kann, ist Schallschutz. Der Grad der Reduzierung von Schallintensität der über die Luft übertragenen Geräuschemission bei Schallübertragung durch verschiedene Elemente der Baukonstruktion wird durch das so genannte Schalldämmmaß Rw, in Dezibel (dB) angegeben. Folgendes findet Anwendung auf Schallisolierung: je höher der Rw-Wert, desto besser die Schallisolierung von Stoff. Eine Erhöhung des Rw-Wertes um 10 dB wird als Verdoppelung der Lautstärke von Menschen wahrgenommen.

Es wurden Messungen zur Schallisolierung im Forschungspark „Viva“ durchgeführt, um herauszufinden, welches Baumaterial am effektivsten ist, um Außengeräusche fernzuhalten und um ruhige Räume zu gewährleisten.

Ergebnisse:

• Verputzte Wände aus Beton und Ziegelsteinen mit entsprechender Außendämmung und Vollholzkonstrukt haben die höchste Leistung in Bezug auf die Schallisolierung;
• Das Betonhaus mit Außenisolierung hat den höchsten Wert von 49 dB erreicht;
• Die Holzrahmenhäuser hatten den niedrigsten Wert von 40 dB. Das nicht gedämmte Backsteinhaus erreichte 42 dB;
• Je besser die Schallisolierung, desto höher das Komfortniveau.

Welche Auswirkungen haben Wandbeschichtungen auf die Akustik von Innenräumen (Raumakustik)?
Die Raumakustik beschreibt die Akustikeigenschaften von Innenräumen. Räume mit schlechter Akustik haben lange Nachhallzeiten, dies führt zu störenden Hintergrundgeräuschen und führt unter anderem dazu, dass Gesprochenes schlechter zu verstehen ist.

Der bekannteste Messparameter für Raumakustik ist die Nachhallzeit. Als generelle Richtlinie gilt: Je kürzer die Nachhallzeit, desto besser ist die Akustik.

Zur Ermittelung das Ausmaß, in welchem die Raumakustik von der Konstruktion abhängig ist, wurden in jedem Haus an 10 verschiedenen Stellen die Nachhallzeiten bei unterschiedlichen Frequenzen von 50 bis 10 000 Hz gemessen.

Ergebnisse:

• Es bestand kein großer Unterschied bei den mittleren und hohen Frequenzen (z.B. Musik);
• Bei den niedrigen Frequenzen (z.B. Stimmen) hatten die Holzrahmenhäuser und die Massivholzhäuser die kürzesten Nachhallzeiten. Bei den Mauerwerk- und die Stahlbetonhäusern wurden die längsten Nachhallzeiten gemessen.

In Wohnbereichen werden niedrige Frequenzen als unkritisch eingestuft, weil hier Nachhallzeiten generell durch Mobiliar neutralisiert werden können.

ABSCHIRMUNG GEGEN ELEKTROMAGNETISCHE FELDER

Welche Baumaterialien bieten die effektivste Abschirmung gegen Hochfrequenzfelder?
Hochfrequenzstrahlung wird von Antennen verbreitet und vor allem für die Kommunikationstechnologien verwenden. Andere Quellen von elektromagnetischer Strahlung sind die Fernseh- und Radiofunkanlagen. Wie heute bekannt ist, ist die Gesamtexposition elektromagnetischer Felder, denen Menschen ausgesetzt sind, relevant.

Im Forschungspark „Viva“ wurde die Abschirmungskapazität der Häuser gegen die drei gängigsten Mobilfunk-Frequenzen untersucht (900 MHz, 1.800 MHz und 2.600 MHz).

Ergebnisse:

• Betonhäuser und Massivholzhäuser gewährleisten eine nahezu komplette Abschirmung gegen die drei Mobilfund-Frequenzen;
• Holzrahmenkonstruktion und Häuser mit 50 cm Mauerwerk erreichten mittlere Werte;
• Häuser mit 25 cm Mauerwerk hatten niedrigen Abschirmkapazität.

Es sollte angemerkt werden, dass eine hohe Abschirmwirkung (Dämpfung) auch bedeutet, dass die Strahlung bei Nutzung von Mobiltelefonen in gut abgeschirmten Häusern höher ist.