Hochspannungsleitung

Mit Hilfe von Hochspannungsleitung wird elektrische Energie (Elektrizität,Strom) über große Entfernungen transportiert.

Um die beim Verteilen von Strom zwangsläufig anfallenden Leitungsverluste geringzuhalten, wird die elektrische Spannung vor dem Verteilen in einem Umspannwerk auf 110 kV, 220 kV, 380 kV oder gar 800 kV hochgespannt (Transformator). Zum weiträumigen Verteilen werden heute das 220-kV- und v.a. das 380-kV-Netz verwendet (Gesamtlänge 220/380 kV-Netz 1988 (Westdeutschland): 29.000 km).

Umweltbelastungen: Das zentrale Erzeugen und weiträumige Verteilen von Strom ist energieverschwendend und damit umweltbelastend (Kraftwerk, Kraft-Wärme-Kopplung, dezentrale Energieversorgung). Auf 100 km Leitung gehen zwischen 1,5% und 6% der elektrischen Energie verloren, dies ist mehr als z.B. beim Eisenbahntransport von Steinkohle an Energie verlorengeht. Erst mit den noch seltenen Höchstspannungsleitungen (800 kV) ist ein relativ verlustfreier (0,5% auf 100 km) Stromtransport über größere Entfernungen möglich.

Strittig ist, ob die von Hochspannungsleitung ausgehenden elektrischen und magnetischen Felder bei Anwohnern Gesundheitsschäden verursachen (Elektrosmog). Die in Deutschland zulässige elektrische Feldstärke liegt bei 20 kV/m. Die Weltgesundheitsorganisation empfiehlt 5 kV/m, und Kritiker fordern einen Grenzwert von 2,5 kV/m. In der Regel liegen die unter einer Hochspannungsleitung auftretenden elektrischen Felder in Deutschland bei 3-8 kV/m und die magnetischen Felder bei einigen mycroTesla. Es ist schwierig, allgemeine Empfehlungen für den Abstand von Wohnhäusern zu Hochspannungsleitung zu geben, da je nach Spannung, Stromstärke und Leiteranordnung höchst unterschiedliche Felder in der Umgebung auftreten.

Will man den von Baubiologen vorgeschlagenen Grenzwert von 2,5 kV/m für das elektrische Feld einhalten, so ist bei einer 380 kV-Trasse ein Mindestabstand von 30 bis 60 m erforderlich (oder aufwendige, von Fachleuten installierte Abschirmungen). Die auftretenden Magnetfelder hängen unmittelbar von der Stromstärke ab, die sich über den Tagesverlauf ändert. Der Mindestabstand ergibt sich aus Vollastbetrieb und wird bei einer 380 kV-Trasse mit etwa 120 bis 200 m angegeben. Genaue Werte über die Feldstärken an einem konkreten Ort können nur durch Messungen (zu Vollastzeiten) ermittelt werden.

Ein besonderes Problem stellen hier die Hochspannungsleitung der Eisen-, S- und Straßenbahnen dar, die durch dichtbesiedelte Stadtgebiete führen.
Es liegen aus den USA mehrere Studien vor, die Leukämie, Lymphomen und Hirntumoren bei Kindern übereinstimmend in Zusammenhang mit elektromagnetischen Feldern bringen. Das Leukämierisiko für Kinder, die im direkten Umfeld von Hochspannungsleitung wohnen, liegt nach einer Studie, die 1988 im Auftrag der New Yorker Gesundheitsbehörde durchgeführt wurde, doppelt so hoch wie normal. Ebenso werden Auswirkungen auf die Tier- und Pflanzenwelt unter Hochspannungsleitung diskutiert.

In Deutschland sind knapp 1% der Gesamtfläche mit Hochspannungsleitung überspannt (Flächennutzung). Neben der optischen Belastung wird die Umweltbelastung v.a. durch die indirekte Flächeninanspruchnahme und die damit verbundenen landschaftlichen und ökologischen Stör- und Zerschneidefunktionen verursacht. Hinzu kommt eine starke Bodenbelastung durch Zink im Bereich des Mastfußes, weil dort der vom Regen abgewaschene zinkhaltige Grundierungsanstrich eingetragen wird. Fernwandernde Vögel können durch Aufprall gegen die Leitungen getötet werden. Indirekt sind Vögel durch Hochspannungsleitung durch das Zerschneiden von Biotopen und Naturschutzgebieten betroffen (Artensterben). Die Bildung von Ozon an den Hochspannungsleitung scheint zum Waldsterben beizutragen.

Hochspannungsleitung können nur bedingt durch Erdkabel ersetzt werden. Erdkabel sind technisch sehr aufwendig, schwer recyclebar, bis zu 15mal teurer und weisen höhere Verteilungsverluste auf. Von den in Westdeutschland insgesamt verlegten Stromkabeln der öffentlichen Versorgung (1.189.325 km) sind 65% Erdkabel und 35% Freileitungen. Im Hochspannungsbereich (110-380 kV) liegt der Anteil der Freileitungen allerdings bei 95%.
Die bei zentraler Erzeugung von Strom notwendige großflächige Verteilung von Strom kann durch dezentrale Energieversorgung und Stromeinsparungen reduziert werden.

Lit.: Ökologische Briefe 22.1.91, Krebs durch Stromtrassen, BINE Nr.12/1990, Raumbelastung durch Hochspannungsleitungen

Heizwerk

Trockenmauerwerk

T. besteht aus versetzt aufgeschichteten natürlichen oder künstlichen Steinen, die unvermörtelt bleiben.

Die Erstellung von Naturstein-T. z.B. für Gartenmauern und Weinbergterrassen ist eine fast ausgestorbene Kunst, die sehr viel handwerkliches Können und Augenmaß erfordert. Dagegen wird T. aus künstlichen Steinen neuerdings vermehrt im Wohnungsbau eingesetzt. Viele Steinhersteller bieten heute speziell angefertige Steinformate an, die unvermörtelt versetzt werden können. Diese sind besonders passgenau gearbeitet und sind an der Stoßfuge so geformt, dass sie verzahnt gesetzt werden können.
Eine Zwischenstufe zwischen Mauerwerk und T. bilden die Steinarten, bei denen nur die Lagerfuge (horizontale Steinauflage), nicht aber die Stoßfuge vermörtelt wird. T. bzw. Mauerwerk mit unvermörtelter Stoßfuge aus gut wärmedämmenden Steinen wie Leichtbetonsteinen oder Porenbetonstein besitzt einen geringeren k-Wert als vermörteltes Mauerwerk und ist schneller und damit kostengünstiger herzustellen.
Inzwischen experimentiert man auch damit, die Lagerfugen unvermörtelt zu belassen. Das heute schon praktizierte Verkleben ist ein Zwischenschritt zwischen Mörtel- und Trockenfuge. Der Nachteil ist, dass beim anschließenden Verputzen die Wand rißanfällig wird und wegen der fehlenden Dämpfungswirkung in der Fuge, die Wand den Schall gut weiterleitet.

siehe auch: Bauphysik, Kalksandstein, Ziegel, Steinen

Trittschall

Transparente Wärmedämmung

Unter T. fasst man Materialien zusammen, die gleichzeitig eine hohe Energiedurchlässigkeit für Sonnenstrahlung und gute Wärmedämmeigenschaften (Wärmedämmung) aufweisen.

T. wird bei Häusern außen vor das Mauerwerk aufgebracht. Die Sonnenstrahlung durchdringt die T. und wird an der Wandoberfläche des Mauerwerks in Wärme umgewandelt. Bedingt durch den Wärmewiderstand von T. geht der Großteil der gewonnenen Wärme durch das Mauerwerk nach innen und wird als Strahlungswärme an den Raum abgegeben. Die Mauer dient gleichzeitig als Wärmespeicher und bestimmt - in Abhängigkeit von Material und Dicke - die Zeitverzögerung beim Wärmetransport in das Gebäudeinnere.
Zur Gebäudeheizung mit T. sind nur Häuser mit massiven Außenwänden geeignet. Je nach Ausrichtung, Wandaufbau und Dimensionierung von T. ist ein Energiegewinn von 100-200 kWh/m2 und Heizperiode erreichbar (passive Solarenergienutzung, Solararchitektur). So kann mit ergänzenden Maßnahmen der Heizenergieverbrauch um bis zu 80% gesenkt werden.
Um im Sommer Überhitzungen zu vermeiden, ist ein temporärer Wärmeschutz (z.B. Rollos) erforderlich, der vollautomatisch vor die T. gefahren wird. Für T. kommen sowohl verschiedene Materialien wie auch verschiedene Strukturen in Frage, wie z.B. Kapillar- oder Wabenmaterial, Aerogelgranulat oder Acrylglasschaum (Acrylatharz).
Die bislang in Demonstrationsobjekten realisierten Fassaden mit T. sind Prototypen, eine bewährte Standardlösung ist noch nicht gefunden. Standardisiert und preisgünstig könnte T. eine entscheidende Rolle im zukünftigen Häuserbau spielen.

siehe auch: Niedrigenergiehaus

Träger öffentlicher Belange

Nach §4, Absatz 1 Baugesetzbuch (BauGB) sind die T. bei der Bauleitplanung zu beteiligen.

T. sind zuvorderst, aber nicht notwendigerweise Behörden und benachbarte Gemeinden. Durch die in §1, Absatz 4 und 5 BauGB genannten, bei der Bauleitplanung zu berücksichtigenden Ziele kann der Kreis der T. sachlich abgegrenzt werden. Auch haben die Länder insofern Verwaltungsvorschriften erlassen. Keine T. sind grundsätzlich Vereine oder sonstige Organisationen. Es ist den Gemeinden allerdings nicht verwehrt, diese zu beteiligen.

Torf

T. ist der Sammelbegriff für im Wasser zersetztes pflanzliches Material.

T. besitzt eine faserige bis bröckelige Struktur und enthält in frischem Zustand 75-90% Wasser ist eine Verbindung von zwei Wasserstoff- und einem Sauerstoffatom. Die Bezeichnung Wasser wird v.a. für den flüssigen Aggregatzustand verwendet, im festen, also gefrorenen Zustand wird es Eis genannt, im gasförmigen Zustand Wasserdampf Wasser bedeckt rund 2/3 der Erdoberfläche und befindet sich in einem ständigen Kreislauf.Wasser. In früheren Erdzeitaltern stellte T. in Mooren die erste Stufe der Umwandlung zu Kohle dar. Unter weitergehendem Ausschluß von Sauerstoff und bei

einem niedrigen pH-Wert ist der mikrobielle Abbau der abgestorbenen Pflanzenteile gehemmt - ein Inkohlungsprozeß, der zur T.-Bildung führt, beginnt. Heute findet man T. in Moorgebieten in Schichten, die einige Meter dick sind und jährlich ca. 1 mm wachsen. Moore entstehen in Feuchtgebieten (Moor).
Durch landwirtschaftliche Nutzung (Niedermoore), T.-Abbau (Hochmoore) und Trockenlegung sind in den letzten 100 Jahren über 90% der ehemaligen Moorgebiete in Westdeutschland zerstört worden. Entsprechend sind heute zahlreiche Moortiere und -pflanzen vom Aussterben bedroht (Artensterben). Hierzu zählen u.a. die T.-Moose der Hochmoore und über 50% der in Mooren brütenden Vogelarten.
Jährlich werden 400-1.000 ha Hochmoorfläche, dies entspricht 13 Mio m3 T., abgetorft. 90% der abbauwürdigen T.-Vorräte in Westdeutschland liegen in Niedersachsen (Moor). Bei gleichbleibendem Verbrauch wird der Weiß-T. in 30-40 Jahren, der Schwarz-T. in ca. 150 Jahren aufgebraucht und damit auch die letzten Moore und mit ihnen zahlreiche im Moor heimische Tiere und Pflanzen verschwunden sein. Europa: Große Mengen T. werden im östlichen Europa und in der Sowjetunion abgebaut und exportiert.
T. findet zu 90% im Gartenbau (T.-Mull), zur Herstellung von Aktivkohle (T.-Koks) und z.T. noch als Brennstoff Verwendung. Im Gegensatz zur landläufigen Meinung ist T. zudem zur Bodenverbesserung wenig geeignet, da er nährstoffarm ist, sich in Sandböden zersetzt, in schlecht durchlüfteten Böden verkohlt und durch seinen hohen Säuregehalt nachteilig auf den Boden wirken kann. Alternativen sind Rindenmulch und Rindenhumus (Baumrindenabfälle aus der Holzindustrie).

siehe auch: Melioration, Organische Böden, Kompostierung

Terpentinöl

Terpentinöl besteht überwiegend aus Terpenen der Formel C10H16. Terpentin zählt zu den mehr als 8.000 Terpenen und ist gut löslich und wird daher sind farben- und Lackindustie eingesetzt wird.

Terpentinöl wird durch Destillation des Harzausflusses von Kiefern gewonnen und wird heute wegen seines hohen Preises praktisch nur noch als Lösemittel in Lacken von Naturfarbenherstellern verwendet.

Es reizt Augen und Haut sowie die Schleimhäute der Atmungsorgane, außerdem kann es bei höheren Konzentrationen an Delta-3-Caren sensibilisierend wirken.
Terpentinöl verschiedener Kieferarten hat unterschiedliche eine Zusammensetzung, hauptsächlich aus Alpha- und Beta-Pinen bestehend. Terpentinöl alpiner Nadelhölzer ist in der österreichischen Kosmetik-Verordnung aufgeführt.

Teppichböden

T. sind textile Bodenbeläge, die sich aus der Nutzschicht, dem Trägermaterial und einer Rückenbeschichtung zusammensetzen.

In den letzten Jahren nahm der Marktanteil textiler Bodenbeläge immer mehr zu. T. können aus Naturfasern (Schurwolle, Ziegenhaar, Kokos, Sisal) oder Chemiefasern (Polyamid 6, Polyacryl, Polyester u.a.) bestehen. T. werden mit folgenden Zusatzausrüstungen behandelt: chemische Antistatika, Antisoiling-Präparate, Mottenschutzmittel, antimikrobielle Ausrüstung u.a. Die Rückenbeschichtung besteht aus geschäumtem oder ungeschäumtem PVC, Synthese-Latex, Natur-Latex oder Polyurethan.
Raumluftbelastungen (Raumklima) entstehen v.a. durch Ausgasungen aus der Rückenbeschichtung. Bei Laboruntersuchungen wurden Substanzen wie z.B. 4-Phenylcyclohexen, Ethylbenzol, Xylol, Trichlormethan u.a. gemessen. T. ohne Rückenbeschichtung hatten hingegen kaum Ausgasungen. T. werden i.d.R. vollflächig mit dem Untergrund verklebt. Aus den verwendeten Klebstoffen können gesundheitsgefährdende Stoffe ausgasen, weswegen T. vielfach wieder nach alter Methode verspannt werden.

Tausend-Dächer-Programm

Programm des Bundesforschungsministeriums (BMFT) zur Förderung von Photovoltaik-Anlagen (Solarzellen).

Das T. startete am 22.9.90 und soll Ende 1992 auslaufen.
Gefördert werden Photovoltaikanlagen von 1 bis maximal 5 kW Spitzenleistung, die im Netzverbund (Solarzelle) betrieben werden. Das BMFT zahlt einen Zuschuß in Höhe von 50%, die Bundesländer i.d.R. weitere 20%. Die Zuschüsse beziehen sich auf tatsächliche Kosten bis zu einer maximal förderfähigen Summe von 27.000 DM. Insgesamt sollen 2.250 Anlagen gefördert werden. Anfang 1992 lagen 30.000 Anfragen und 2.000 formelle Anträge vor.
Kritisiert wurden am T.: Die Fördermittel hätten erheblich effektiver für solare Warmwasserversorgung (Sonnenkollektoren) eingesetzt werden können, die in Deutschland die mit Abstand sinnvollste Nutzung der Solarenergie darstellt.
Ein weiterer Kritikpunkt war, dass ausschließlich Solarzellen aus deutscher Produktion förderungsfähig waren, wodurch sich das T. als Subventionsprogramm für AEG, Nukem und Siemens entpuppte. Diese Firmen hatten vor Inkrafttreten des T. ihre Preise deutlich angehoben. Seit 1992 gilt das T. auch für Hersteller aus anderen EG-Ländern.

Tapeten

T. sind Wandbeläge aus unterschiedlichen Materialien wie z.B. Papier, Kunststoffe, Kunstfaser, Naturfasern oder Metallfolien.

Durch T. mit einem hohen Kunststoffanteil wird die Wasserdampfdiffussionsfähigkeit (Diffusionswiderstand) der Wand beeinträchtigt; am wenigsten durch Papier-T. und am meisten durch Vinyl-T. Zur Erhöhung der Nassreißfestigkeit werden viele T. mit Kunstharzen hergestellt.
Durch T. kann das Raumklima nachteilig beeinflusst werden, z.B. Staubbildung, Ausgasungen chemischer Stoffe, Freisetzung von Weichmachern auf der T.-Oberfläche (bei Vinyl-T.), Schimmelpilzwachstum und Bakterien.

Tageslichtnutzung

Tageslicht ist der sichtbare Teil der Globalstrahlung im Wellenlängenbereich von 380-780 nm (Elektromagnetische Strahlung).

Optimierte T. wird eingesetzt, um in überwiegend tagsüber genutzten Gebäuden den Einsatz an künstlicher Beleuchtung (Licht, Strom) zu reduzieren. Es handelt sich hierbei nicht um eine technische Applikation, die jederzeit zu einem bestehenden Gebäudesystem addiert werden kann, sondern um einen integralen Entwurfsbestandteil aus dem Aufgabengebiet des Architekten. Das Ziel der T. ist eine gleichmäßigere Verteilung des Tageslichtes im Raum verbunden mit einer Anhebung der Tageslichtmenge in der Raumtiefe.
Konventionelle Seitenfenster in Fassaden bewirken eine hohe Lichtmenge in der Nähe des Fensters und sehr wenig natürliches Licht in der Raumtiefe. Verbesserungen dieser schlechten Lichtverteilung bieten folgende Maßnahmen: Zweiseitige Beleuchtung des Raumes, Heranziehen der Flachdachflächen zur Belichtung der oberen Geschosse eines Gebäudes und lichtlenkende Maßnahmen im Fensterbereich, die gleichzeitig Sonnenschutzfunktionen übernehmen (Lichtlenkung).
Gleichzeitig erfordert die optimierte T. Maßnahmen zur gezielten Steuerung der künstlichen Beleuchtung in Abhängigkeit der vorhandenen Tageslichtmenge an einem bestimmten Punkt im Raum. T. in Kombination mit tageslichtabhängiger Steuerung der künstlichen Beleuchtung kann bis zu 50% die Betriebskosten für die künstliche Beleuchtung reduzieren bei gleichzeitiger Verbesserung der Arbeitsplatzqualität.

siehe auch: Gesundheitliche Auswirkungen: Licht

Tabakrauch

Das Rauchen von Tabakwaren stellt nicht nur für den Rauchenden eine große Gesundheitsgefährdung dar, sondern erfüllt durch den Zwang zum Passivrauchen in Innenräumen den Tatbestand einer langfristigen Körperverletzung.

Tabak ist ein Gemisch von Gasen und Aerosolen mit mehreren tausend Substanzen, von denen bisher einige hundert identifiziert wurden. Toxikologisch wichtige Bestandteile von Zigarettenrauch sind u.a. Kohlenwasserstoffe, Alkohole (auch Methanol), Phenole, Nikotin, Nitrosamine, Kohlenmonoxid, Ammoniak, Stickoxide, Blausäure, Schwefelwasserstoff, polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe, Dioxine, Schwermetalle (z.B. Cadmium, Arsen, Chrom u.a.), Formaldehyd, radioaktives Polonium. Nikotin ist in einer Dosis von ca. 50 Milligramm tödlich, Tabakwaren dürfen daher nicht in den Mund von Kindern gelangen!
Beim Rauchen gelangt das Nikotin in die Blutbahn und reizt das Nervensystem (Nikotin). Es kommt zu einer Beeinflussung von Herz, Magen, und anderen Körperteilen. In den Industrienationen stirbt jeder fünfte Mensch vorzeitig an den Folgen des Rauchens. Das Leben dieser Tabakopfer wird im Schnitt um 15 Jahre verkürzt. Neben dem Lungenkrebs stehen bösartige Geschwülste der Lippen, Mundhöhle, Zunge, des Kehlkopfes, der Speiseröhre und Harnblase, der Niere und der Bauchspeicheldrüse im Vordergrund, hinzu kommen Gefäßerkrankungen und chronische Bronchitis. Wird das Rauchen eingestellt, vermindert sich das Risiko, an Lungenkrebs zu erkranken, erheblich.
Die gesundheitsschädigende Wirkung des Passivrauchens ist heute unumstritten. Der Nebenstrom des Rauches (den der Passivraucher einatmet) enthält 10-20mal höhere Konzentrationen krebserzeugender Nitrosamine und ein Mehrfaches an krebserzeugendem Benzo[a]pyren als der Hauptstrom, den der Raucher inhaliert. Angehörige der Gaststättenberufe erkranken häufiger an Bronchialkrebs als die übrige Bevölkerung.
Besonders rücksichtslos ist das Rauchen bei Schwangeren, denn das heranwachsende Kind raucht mit. Raucherinnen haben doppelt so häufig Frühgeburten, und die Geburtsgewichte der Säuglinge sind deutlich niedriger. Die geistige Entwicklung von Kindern starker Raucherinnen ist häufig beeinträchtigt. Die Missbildungsrate steigt nicht nur als Folge des Rauchens der Mutter, sondern auch des Vaters an. Rauchen ist die mit Abstand stärkste bekannte krankheitserregende Ursache.
Nicht zuletzt ist auch der durch Raucher angerichtete volkswirtschaftliche Schaden (Klinikbehandlung) erheblich. Das Recht des Nichtrauchers auf körperliche Unversehrtheit muss Vorrang haben vor dem Recht des Rauchers auf den Genuss seines Suchtmittels. Ein Rauchverbot überall dort, wo Nichtraucher von Rauchern zum Mitrauchen gezwungen werden, ist daher eine dringende Gesundheitsschutzmaßnahme.
Einschneidende Maßnahmen gegen die Gesundheitsgefährdung durch Passivrauchen scheitern meist am Einfluss der Tabak-Lobby. Die Mitarbeiterzahl in der Tabakindustrie ist seit 1960 auf rund ein Siebtel der ursprünglichen Zahl gesunken, die Zigarettenproduktion konnte aber verdreifacht werden. 1999 produzierten 31 tabakverarbeitende Unternehmen in Deutschland 204,631 Milliarden Zigaretten.

Stromtarife

1996 schuf die Europäische Union die "Richtlinie zur Liberalisierung des Strommarktes", die das Ende des Strom-Monopols einläutete.

Zwei Jahre später verabschiedete der Bundestag das "Gesetz zur Neuregelung des Energiewirtschaftsgesetzes", das den deutschen Strommarkt für Wettbewerb öffnete. Seitdem können auch Tarifkunden (Stromverbraucher aus privaten Haushalten, der Landwirtschaft sowie Gewerbebetrieben) ihren Stromanbieter selbst wählen.
Die Gründe für den Wechsel des Stromversorgers sind offensichtlich. In den meisten Fällen senken die Kunden damit ihre Stromkosten und sparen Geld. Beim Wechsel zu Ökostromanbietern stehen Motive der Umweltvertäglichkeit der Stromerzeugung im Vordergrund.
Bundesweit gibt es über 7.000 Stromtarife, die mit Hilfe von Stromkostenrechner im Internet zu Tarifvergleichen genutzt werden können. Außerdem geben diese Auskunft über das Liefergebiet der jeweiligen Energieversorger.

Stromsparen

Da die Nutzung von Strom für eine Vielzahl von Umweltschädigungen und einen großen Verbrauch von Ressourcen verantwortlich ist, kommt S. bzw. rationeller Stromeinsatz unmittelbar der Umwelt zugute (Strom).

Wichtigste Regel zum S. ist, Strom möglichst nur dort zu verwenden, wo andere Energieträger wie Erdgas oder Erdöl nicht eingesetzt werden können, also v.a. nicht für Heizung und Warmwasserbereitung.
Ein großes Potential zum S. bietet die Auswahl geeigneter elektrischer Geräte. Geräte verschiedener Hersteller können einen sehr unterschiedlichen Stromverbrauch aufweisen (Haushaltsgeräte). Das Verwenden von Energiesparlampen ist ein weiterer Schritt zum S.

siehe auch: Strom, Umweltschädigungen, Ressourcen, Umwelt

Stroh

Stroh war früher ein begehrtes Material für die Tierhaltung, da es als Streu verwendet wurde.

Heute, durch die zweifelhafte moderne Viehzucht mit automatischem Dungaustrag, wird in diesem Bereich kein Stroh mehr benötigt. In biologisch geführten Bauernhöfen wird natürlich Stroh traditionell als Streu verwendet, welches die Unmengen von Gülle vermeidet und dafür ein wichtiges Düngemittel produziert oder als Grundstoff für eine Biogasanlage verwendet werden kann. Geringe Mengen an Stroh werden zu Heizzwecken in speziellen Feuerungsstätten benutzt.
Eine weitere Verwendungsmöglichkeit von Stroh bietet das Baugewerbe. Früher wurde Stroh als Wärmedämmstoff oder als Zuschlagsstoff für Lehm eingesetzt. Aufgrund der heutigen baubiologischen Erkenntnisse kann sich das Einsatzgebiet von Stroh im Bau in naher Zukunft positiv entwickeln. Stroh-Bauplatten, speziell für den Innenausbau und zur Wärmedämmung, werden schon industriell hergestellt. Nach dem Pressen des Stroh bei ca. 250 Grad C wird beidseitig ein Spezialpapier aufgeklebt.
Die entstandene Bauplatte zeichnet sich durch eine gute Wärmedämm- und Sorptionsvermögen aus. Imprägnierung macht Stroh verrottungsfest und resistent gegen Ungeziefer. Die Stroh-Bauplatte hat keine toxischen Ausgasungen (wenn die Pflanzen nicht vorher gespritzt wurden, Pflanzenschutzmittel) und ist nach dem Ausbau gut kompostierbar.
Stroh könnte sicherlich noch weiter als vielseitiger Werkstoff für den Hausbereich z.B für Stroh-Matratzen eingesetzt werden. Nachwachsende Rohstoffe und deren Verwendung werden vom Bundesminister für Forschung und Technologie durch Forschungsgelder unterstützt.

Stoßlüften

Stahl im Wohnbereich

Hauptanwendungsgebiet von S. ist die Bewehrung von Decken, Fensterstürzen und Unterzügen (Beton).

Stahlmöbel, Armaturen, Herde, Kühlschränke u.a. werden heute aus Stahl, bzw. aus Eisenblech hergestellt. Um Teppichböden antistatisch auszurüsten, werden den Garnen superfeine Stahlfasern (4-12 mycrom im Durchmesser) als antistatische Beimischung von unter 10% zugesetzt.
Alle Eisen- bzw. Stahlgegenstände können die elektrostatischen, elektrischen und magnetischen Felder eines Raumes verändern. Bei Stahlmöbeln kann es zu kapazitiven Ankopplungen an elektrische Wechselfelder im Raum kommen, was bei Elektrosensiblen evtl. zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen führt.

siehe ebenso: Elektrosmog

Sperrholz

Holzplatten, die aus mindestens drei aufeinandergeleimten Holzlagen (Furniere) bestehen, deren Faserrichtungen senkrecht zu denen benachbarter Lagen laufen (DIN 68 705).

Eine besondere S.-Platte ist die Tischlerplatte, die eine Mittellage aus plattenförmig aneinandergesetzten Holzleisten besitzt und mindestens eine Furnierlage auf jeder Seite enthält. Nach Art der Verleimung (und damit der Beständigkeit gegen Feuchtigkeit und Witterungseinflüsse) unterscheidet man Innen-S. und Außen-S.. Je nach Beschaffenheit der Außenfurniere unterteilt man Furnierplatten in die Güteklassen I-III, Tischlerplatten in die Güteklassen I und II.
Die verwendeten Leime sind meist auf Kunstharzbasis (Melamin, Harnstoff-Formaldehyd, Phenolharzformaldehyd). Der Leimauftrag ist im Normalfall geringer als der Leimgehalt der Spanplatte.
Die Herstellung von S.-Platten erfolgt in folgenden Schritten: Wasserlagerung oder Dämpfen, Schälen, Fehlstellen ausclippen, Trocknen, Zusammensetzen, Verleimen, Pressen und Format schneiden.
Zur S.-Herstellung ist elektrische Energie und Wärme nötig, die meist in einer firmeneigenen Wärmekraftanlage aus Holzabfällen gewonnen wird. Die Luft- und Wasserverschmutzung ist geringer als bei der Span- oder Holzfaserplattenherstellung.

Spanplatten

S. werden durch Verpressen von Holzspänen unter Zugabe von Bindemitteln hergestellt.

In Europa werden fast ausschließlich Nadelholzspäne aus Durchforstungen, Restholz von Sägewerken, Produktionsabfälle der Holzindustrie und z.T. Altholz verwendet. Als Bindemittel kommen Harnstoff-, Melamin-, und Phenolformaldehydharze (Formaldehyd), Isocyanate, Magnesit sowie Gips und Zement zum Einsatz. 90% aller S. werden mit Aminoplastharzen (Harnstoff- und Melaminformaldehydharzen) hergestellt. Dieses Kunstharz hat den höchsten Formaldehydgehalt. Die Formaldehydabgabe läßt sich durch Zusätze von Phenol sowie durch nachträgliche Beschichtung erheblich verringern.

Hauptproblem des Einsatzes von S. sind deren Formaldehydabgaben. Liegen diese unter 0,1 ppm, was dem derzeit gültigen Richtwert des Bundesgesundheitsamtes für Innenraumluft entspricht, erhalten die S. die E1-Klassifizierung, was also nicht zwangsläufig formaldehydfrei bedeutet.

Isocyanatgebundene S. sind zwar formaldehydfrei, stellen aber aufgrund möglicher Belastungen der Arbeiter bei der Herstellung und des nicht genau bekannten Emissionsverhaltens keine überzeugende Alternative dar (Isocyanate).

Abgesehen von der E1-Klassifizierung werden S. je nach empfohlenem Anwendungsbereich noch folgendermaßen gekennzeichnet:

V-20 E1 sind für alle Einsatzgebiete im trockenen Innenbereich geeignet,
V-100 E1 entsprechen den V-20-Platten und sind zusätzlich für den Einsatz in Räumen mit erhöhter Luftfeuchtigkeit, z.B. für Fußböden, geeignet und
V-100 G E1 entsprechen den V-100-Platten und sind zusätzlich mit dem amtlich zugelassenen Pilzschutzmittel gegen Pilzbefall geschützt, und werden bevorzugt im Außenbereich und im Fertighausbau eingesetzt.
Neben diesen "Bau-S." werden für den Möbelbau Platten des Typs FPY und FPO mit E1-Klassifikation eingesetzt.
Der Primärenergiebedarf (Energie) zur Herstellung einer S. schwankt erheblich aufgrund der eingesetzen Größe und Feuchte des Rohmaterials sowie der verschiedenen Herstellungsverfahren und Qualitätsunterschiede des Endprodukts. Im Mittel beträgt der Primärenergiebedarf an elektrischer Energie 129 kWh/m3 und an thermischer Energie 690 kWh/m3. Gesundheitliche Belastungen der Arbeiter während der S.-Herstellung entstehen v.a. durch den großen Lärm-Schallpegel in den Fabrikhallen, den Formaldehyd-ausgasungen der Bindemittel und der Feinstaubbelastungen während des Trocknungs- und Schleifprozesses (Holzindustrie).

siehe ebenfalls: Mitteldichte Faserplatte

Sonnenkollektoren

S. sind ein Bestandteil solarthermischer Anlagen. Sie absorbieren die einfallende Solarstrahlung (Globalstrahlung) und wandeln sie in Wärme um, die zur Warmwasserbereitung, zu Heizzwecken oder als Prozesswärme genutzt werden kann. (Stromerzeugung: Photovoltaik-Anlagen, Solarzellen, Solarkraftwerke)

Man unterscheidet zwischen Flachkollektoren, Vakuumflachkollektoren und Vakuumröhrenkollektoren. Besonders einfache Systeme sind Schwimmbadkollektoren, die aus einfachen Kunststoffabsorbermatten bestehen und auch horizontal verlegt werden können. Für Freibäder stellen Schwimmbadkollektoren oft eine lohnende Investition dar, die sich auch ohne Fördermittel innerhalb weniger Jahre amortisiert.

Details:
Die gebräuchlichste und preiswerteste Bauart von S. sind die Flachkollektoren. Allerdings besitzen diese, im Gegensatz zu den anderen Bauarten, höhere Wärmeverluste. Bei Vakuumflachkollektoren befinden sich die Absorber in einem luftleeren Raum mit ca. 700 mbar Unterdruck. Sie besitzen eine sehr gute Wärmedämmung und einen höheren Wirkungsgrad. Die teuerste Bauart, allerdings auch die besten Wirkungsgrade weisen Vakuumröhrenkollektoren auf. Der Absorber befindet sich hier, um Wärmeverluste zu vermeiden, in einem luftleeren Glasrohr. Man unterscheidet zwei Prinzipien:

1. Heat Pipe
In einem geschlossenem Glasrohr (Wärmerohr) verdampft eine Primärflüssigkeit (z.B. Alkohol). Der leichte Dampf steigt in das obere Rohrende, das in einem Wärmeträger mündet und gibt seine Energie an die Solarflüssigkeit ab. Dort kommt es aufgrund der Energieabgabe zu Kondensation und die Flüssigkeit fliest nach unten, worauf sie durch Wärmezugabe erneut verdampft. Der Prozess beginnt von vorne.

2. Direkt durchflossene Röhren
Im Gegensatz zum Heat Pipe System, fliest hier die Solarflüssigkeit direkt durch eine als Doppelrohr ausgeführte Absorberröhre. Dieses hat den Vorteil, dass auch ein waagerechter Einbau ermöglicht wird.

Am meisten verbreitet ist der Einsatz von S. in Anlagen zur Brauchwassererwärmung. Die Anlagen sind heute technisch ausgereift und 100.000-fach praktisch erprobt.

Eine weitere sehr interessante Möglichkeit des S.-Einsatzes sind Anlagen zur solaren Nahwärmeversorgung. Die von großen Kollektorfeldern gesammelte Wärme wird hier über große Warmwasserspeicher bis in die Heizperiode aufbewahrt. In Schweden sind seit 1985 mehrere solare Nahwärmenetze in Betrieb. In Lyckebo versorgt eine 4.300 m² große Kollektorfläche, die an einen unisolierten Felskavernenspeicher (Speicherung, Aquiferspeicher) von 105.000 m³ angeschlossen ist, 550 Einfamilienhäuser mit Wärme. Solaren Nahwärmenetzen werden auch in Deutschland gute Chancen für die nahe Zukunft vorhergesagt.

Sonnenkollektor

S. absorbieren die einfallende Solarstrahlung (Globalstrahlung) und wandeln sie in Wärme um, die zur Warmwasserbereitung, zu Heizzwecken oder als Prozeßwärme genutzt werden kann.

(Stromerzeugung: Solarkraftwerke, Solarzellen)
Am meisten verbreitet sind Anlagen zur Brauchwassererwärmung (s. Graphik). Die Anlagen sind heute technisch ausgereift und 100.000fach praktisch erprobt.

Alle Länder, deren Sonnenverhältnisse vergleichbar mit denen in Italien oder Spanien sind, könnten einen Großteil ihres Warmwassers mit Hilfe von S. bereitstellen. Bislang haben dies allerdings erst wenige Länder realisiert, wie z.B. Zypern, Israel, Jordanien, wo S. bereits 25-65% der Warmwasserbereitung in privaten Haushalten übernehmen.
In Westdeutschland waren Ende 1992 etwa 900.000 m2 S.-Fläche installiert, die überwiegend in den Jahren 1990-1992 angebracht wurde. Die großen Potentiale, die S. in Deutschland als Wärmelieferant besitzen, sind damit allerdings erst zu Bruchteilen ausgeschöpft (Regenerative Energiequellen).
Über 50% der installierten S. dienen der privaten Warmwasserbereitung, gefolgt von privaten und öffentlichen Schwimmbadanlagen. Zu Heizzwecken können S. erst dann sinnvoll eingesetzt werden, wenn kleine, preisgünstige Langzeitspeicher existieren, die die im Sommer eingefangene Sonnenwärme bis in den Winter hinein speichern können (Speicherung, Latentwärmespeicher).
Für die privaten Haushalte stellen S. für die Warmwasserbereitung die in unseren Breiten sinnvollste Nutzung regenerativer Energiequellen dar, die weder mit technischen noch finanziellen Risiken verbunden ist.
Die typische solare Brauchwasseranlage für einen Vierpersonenhaushalt in Deutschland besteht aus etwa 4-8 m2 Flachkollektorfläche und einem gut isolierten Warmwasserspeicher von etwa 300-400 l. Eine solche Anlage kann über das Jahr gemittelt 50-75% der Warmwasserbereitung übernehmen. Im Sommer, wenn die Zentralheizung ihren schlechtesten Wirkungsgrad besitzt, wird die Warmwasserbereitung vollständig von den S. übernommen. In den übrigen Jahreszeiten speisen Heizung und S. Wärme in den Speichertank. Die Kosten einer kompletten Anlage liegen bei 10.000-15.000 DM. Steuerliche Sonderabschreibungen und Fördermittel können die Kosten je nach Bundesland und Kommune um bis zu 50% reduzieren, womit sich die Anlagen in etwa 10-15 Jahren amortisieren. Die Energieamortisationszeit (die Zeit, bis die zur Herstellung der Anlage benötigte Energie wieder eingespielt ist) liegt bei S. bei nur 1-1,5 Jahren.
Die frostsichere Solarflüssigkeit im S.-Kreislauf sollte nicht wassergefährdend und leicht biologisch abbaubar sein; Propylenglykol ist gegenüber Ethylenglykol vorzuziehen.
Zur Brauchwassererwärmung genügen i.d.R. einfache Flachkollektoren mit Jahreswirkungsgraden von 25-35% (spezifischer Nutzgewinn pro Jahr 180 kWh/m2) und maximalen Temperaturen von 100 Grad C. Nur in speziellen Fällen lohnen sich Vakuumflachkollektoren oder Vakuumröhrenkollektoren, bei denen sich der Absorber, um Wärmeverluste zu vermeiden, in einem luftleeren Glasrohr befindet. Mit solchen hochwertigen (und teuren) Kollektoren können Temperaturen von über 100 Grad C erreicht werden, womit sie auch Prozeßwärme für industrielle Prozesse bereitstellen können (z.B. Wäschereien). Diese Möglichkeit wird in Deutschland bislang praktisch nicht genutzt.
Besonders einfache Systeme sind Schwimmbadkollektoren, die aus einfachen Kunststoffabsorbermatten bestehen und auch horizontal verlegt werden können. Für Freibäder stellen Schwimmbadkollektoren oft eine lohnende Investition dar, die sich auch ohne Fördermittel innerhalb weniger Jahre amortisiert.
Eine sehr interessante Möglichkeit des S.-Einsatzes sind Anlagen zur solaren Nahwärmeversorgung. Die von großen Kollektorfeldern gesammelte Wärme wird hier über große Warmwasserspeicher bis in die Heizperiode aufbewahrt.
In Schweden sind seit 1985 mehrere solare Nahwärmenetze in Betrieb. In Lyckebo versorgt eine 4.300 m2 große Kollektorfläche, die an einen unisolierten Felskavernenspeicher (Speicherung, Aquiferspeicher) von 105.000 m3 angeschlossen ist, 550 Einfamilienhäuser mit Wärme. Solaren Nahwärmenetzen werden auch in Deutschland gute Chancen für die nahe Zukunft vorhergesagt; als erste Standorte sind Offenburg und Stuttgart im Gespräch.
Nutzung von Solarenergie zur Stromerzeugung: Solarzelle

Solarzellen

S. sind Halbleiterbauelemente, die Licht (Globalstrahlung) direkt in elektrischen Strom umwandeln können (photo-voltaischer Effekt, daher auch der Name Photovoltaik).

I.d.R. dient Silizium als Grundmaterial. Man unterscheidet zwischen mono- und polykristallinen Siliziumzellen, amorphen Siliziumzellen und Dünnschichtzellen. Zum letzteren Zellentyp gehören Solarzellen, die nicht aus kristallinem Silizium hergestellt werden und sehr dünn sind. Wird die Solarzelle beleuchtet, steht an den elektrischen Anschlüssen eine Gleichspannung von etwa 0,5 Volt zur Verfügung. Der Strom und damit auch die Leistung, die entnommen werden kann, hängen von der Intensität der Sonneneinstrahlung und der Zellenfläche, d.h. der Größe der Empfängerfläche, ab. S. werden zu Solarmodulen zusammengeschaltet und mit weiteren Komponenten als Photovoltaik-Anlage zur Stromerzeugung genutzt.

Details:
Monokristalline S. aus industrieller Fertigung wandeln heute etwa 16 bis 18% (Labor: 20-25%) des auftreffenden Sonnenlichts in elektrischen Strom um. Polykristalline S. weisen etwas schlechtere Wirkungsgrade auf. Das Verfahren der amorphen Zellen geht mit dem Basismaterial Silizium -da es nur als dünne Schicht aufgedampft wird- sehr sparsam um und vermeidet von vornherein die (energie-) aufwendigen und teuren Schritte der Kristallherstellung und des Zersägens in einzelne Scheiben wie bei den kristallinen S.. Amorphe Silizium-S. sind daher preiswerter herzustellen und als Dünnschichtzellen flexibler einsetzbar, haben allerdings nur einen Wirkungsgrad von 5-8% (Labor 13%).
Es gibt auch noch eine Reihe anderer Stoffe, die halbleitende Eigenschaften besitzen und geeignet sind, Licht in Strom umzuwandeln. Favorisiert werden heute unter anderem Dünnschichtzellen aus Cadmiumsulfid (CdS) bzw. Cadmiumtellurid (CdTe) und Kupfer-Indium-Selenid (CuInSe2), deren Marktanteil heute bei ca. 5% liegt. Die Dünnschichttechnologie ist aufgrund des sparsamen Material- und Energieeinsatzes und der geringeren Produktionskosten (im Vergleich zu Siliziumzellen) ein Verfahren, das zukünftig einen höheren Marktanteil erwerben kann. In den Halbleiterschichten kommen jedoch in geringen Konzentrationen u. a. die Elemente Cadmium, Selen, Tellur und Kupfer (Cd, Se, Te, Cu) vor, die toxisch sein können. Somit sollten die möglichen Risiken für Umwelt und Gesundheit während der Produktion, des Betriebes und der Entsorgung dieser Module beachtet werden.
Silizium-S. bewirken am Einsatzort keine Belastung der Umwelt. Ausnahmen sind Cadmium-Tellurid-S., die bei Bränden Cadmium emittieren können. Es dauert allerdings einige Jahre bis die zur Herstellung von Silizium-S. benötigt Energie amortisiert ist (Photovoltaik-Anlagen).
In der Entwicklung stecken noch weitere Konzepte, wie z.B. die "High-Voltage-Zelle", welche eine Spannung von 2,8V bzw. 8V bei einem Wirkungsgrad von 10,2% bzw. 8,3% abgibt.
Für den Einsatz zur Stromerzeugung im Kraftwerksmaßstab sind S. auch in sonnenreichen Regionen derzeit noch erheblich zu teuer. Preiswerter sind nicht nur fossil gefeuerte Kraftwerke, sondern auch solarthermische Kraftwerke (Solarkraftwerke) und Windkraftwerke (Windenergie). Ein großer Einsatzbereich von S. wird auf absehbare Zeit der dezentrale Inselbetrieb in nicht elektrifizierten Gebieten sein. Gerade in dünnbesiedelten Regionen ist es heute schon preiswerter, Strom mit S. zu erzeugen, anstatt aufwendige und verlustreiche Stromnetze aufzubauen. Aus diesem Grund kommen in Entwicklungsländern S. heute schon vielfältig zum Einsatz: Photovoltaisch betriebene Wasserpumpen, Stromversorgung von abgelegenen Radiosendern und Krankenhäusern (Kühlung von Medikamenten) und standardisierte Systeme zur Minimalelektrifizierung privater Haushalte.
In Deutschland finden z.B. amorphe Siliziumzellen bei elektrischen Kleinverbrauchern (z.B. Taschenrechnern und Armbanduhren) ihren Einsatz.
Netzgekoppelte Anlagen, zur Unterstützung der häuslichen Stromversorgung, sind seit der Verabschiedung des Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) wirtschaftlich zu betreiben. Grund dafür sind die hohen Einspeisevergütungen, weshalb der erzeugte Strom komplett eingespeist werden sollte. Weiter sind auch verschiedene Förderprogramme (z.B. das 100.000-Dächer-Programm) von Bund, Ländern und Städten zu beziehen.
Weltweit ließe sich technisch betrachtet die gesamte Energieversorgung auf S. in Verbindung mit der Wasserstofftechnologie als Speicher- und Transportmedium aufbauen. Selbst im sonnenschwachen Deutschland können 12% des Strombedarfs solar gedeckt werden, wenn etwa die Hälfte der nutzbaren Dachfläche mit S. bedeckt würde.
Kompletanlagen, siehe Photovoltaik-Anlage.
Literaturangabe:
Heinz Ladener: Solare Stromversorgung

Solarthermische Anlage

Bei S. wird Wärme aus Sonnenenergie gewonnen. Häufigster Einsatzort ist die Brauchwassererwärmung und Heizungsunterstützung. Diese Anlagen werden vom kleinen Gartenhaus bis hin zu Solarkraftwerken eingesetzt. Für die privaten Haushalte stellen S. für die Warmwasserbereitung die in unseren Breiten sinnvollste Nutzung regenerativer Energiequellen dar, die weder mit technischen noch finanziellen Risiken verbunden ist.

Die typische solare Brauchwasseranlage für einen Vierpersonenhaushalt in Deutschland besteht aus etwa 4-8 m² Flachkollektorfläche und einem gut isolierten Warmwasserspeicher von etwa 300-400 l. Eine solche Anlage kann über das Jahr gemittelt 50-75% der Warmwasserbereitung übernehmen. Im Sommer, wenn die Zentralheizung ihren schlechtesten Wirkungsgrad besitzt, wird die Warmwasserbereitung vollständig von der S. übernommen. In den übrigen Jahreszeiten speisen Heizung und Sonnenkollektoren Wärme in den Speichertank. Die Kosten einer kompletten Anlage liegen bei 3.000-12.000 €.
Steuerliche Sonderabschreibungen und Fördermittel können die Kosten je nach Bundesland und Kommune um bis zu 50% reduzieren, womit sich die Anlagen in etwa 10-15 Jahren amortisieren. Die Energieamortisationszeit (die Zeit, bis die zur Herstellung der Anlage benötigte Energie wieder eingespielt ist) liegt bei S. bei nur 1-1,5 Jahren. Die frostsichere Solarflüssigkeit im Kollektor-Kreislauf sollte nicht wassergefährdend und leicht biologisch abbaubar sein; Propylenglykol ist gegenüber Ethylenglykol vorzuziehen. Es gibt aber auch sogenannte "Flow-back-Systeme", welche ohne Zusatz, also mit reinem Wasser betrieben werden.
Weitere Komponenten einer S. sind Sonnenkollektor und Warmwasserspeicher.

siehe außerdem: Sonnenenergie, Warmwasserbereitung

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