Ziegeleien

Holzwerkstoffindustrie

In dem Bereich der Holzindustrie führen insb. die H. und die Holzschutzmittelindustrie zu relevanten Umweltbelastungen.

Die H. produziert jährlich rd. 8,5 Mio m3 Holzwerkstoff (Spanplatten, Holzfaserplatten, Sperrholz, Tischlerplatten).

Im Produktionsprozeß spielt hauptsächlich die Trocknung von Spänen, Fasern oder Furnieren und die Verwendung von Bindemitteln (Leim) eine umweltrelevante Rolle. Ziel der Holztrocknung ist die Verringerung des Feuchtigkeitsgehaltes der eingesetzten Materialien auf ca. 6 bis 8% Restfeuchte. Dabei werden mit dem emittierten Wasserdampf gewisse geruchsintensive Inhaltsstoffe des natürlichen Holzes wie Terpene freigesetzt. Eine Reduzierung der Geruchsemissionen ist durch Naßwäscher (Abgasreinigungsverfahren) möglich.

Seit 1986 begrenzt die TA Luft die bei Späne- und Fasertrocknern anfallenden Staubemissionen auf maximal 50 mg/m3 Abgas. Die Industrie kann diese Anforderungen durch Einsatz moderner Rückhaltetechniken (z.B. Elektrofilter) ohne große Schwierigkeiten um bis zu 50% unterschreiten. Das derzeitige Ziel der technischen Entwicklung liegt bei einem Reststaubgehalt der Abluft von unter 10 mg/m3.

Die Technische Richtkonzentration (TRK-Wert) für Holzstaubemissionen beträgt für neue Anlagen 2 und für alte Anlagen 5 mg/m3.
Der Bindemittelanteil in Holzwerkstoffen führt zu Belastungen am Arbeitsplatz, die durch die MAK-Werte z.B. für Formaldehyd auf 0,6 mg/m3 begrenzt sind (Spanplatten).

Leinöl

Leinöl wird als kaltgepresstes Extrakt u.a. im Lebensmittelbereich verwendet und ist als heißgepresster Rohstoff und mit Leinölverkochungen ein wichtiger Grundstoff in der Farben- und Lackproduktion.

fossil = 0 %
mineralisch = 0 %
metallisch
nachwachsend = 100%

VI. Literatur und Quellen

Das KATALYSE Umweltlexikon, 2. Auflage Verlag Kiepenheuer & Witsch, Köln 1993, seit dem Jahr 1997 gepflegt und ständig erweitert als Online-Umweltlexikon, KATALYSE Institut Köln 2006
Bahadir, M./Parlar,H./Spiteller, M.: Springer Umweltlexikon; Springer Verlag, Hamburg 2000
Baier, E.: Umweltlexikon; Ponte Press Verlags GmbH, Bochum 2002
Karcher, R. Jakubke, H.: Lexikon der Chemie; Studienausgabe, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 1998
Römpp, H./Falbe, J./Regitz, M .: Römpp Lexikon Chemie, 10. Auflage, Thieme Verlag Stuttgart 1996-1999
Ullmann 1987: Ullmann`s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Fifth Completely Revised Edition, Vol. A 10, Weinheim

Komposttoilette

Die K. oder Öko-Toilette verwandelt Fäkalien u.a. organische Stoffe (z.B. Küchenabfälle) in Humus, so daß die wertvollen Nährstoffe erhalten bleiben.

Sie benötigt kein Wasser und erzeugt somit kein Abwasser. In einem geschlossenen Behälter findet eine Kompostierung statt, die vom Kompostmaterial und den Faktoren Luftzufuhr, Feuchtigkeitsgehalt und Temperatur beeinflußt wird.
Dieses System ist ästhetisch und hygienisch einwandfrei und arbeitet mit einer aeroben Kompostierung, d.h. mit einer Umsetzung der Fäkalien und organischen Abfälle durch luftatmende Bodenorganismen. Die Genehmigungsbehörden erlauben nur in Ausnahmefällen dieses Toilettensystem, denn in Wohnungen, die einen Wasseranschluß besitzen, muß eine Spültoilette eingebaut und an vorhandene Abwasserleitungen angeschlossen werden.

siehe auch: Autonomes Haus

Holz

Holz ist das Zellgewebe von Bäumen. Es besteht zum größten Teil aus Zellulose und zelluloseähnlichen Stoffen.

Holz gehört zu den regenerativen Energiequellen und ist ein nachwachsender Rohstoff. Er ist ein vielseitig verwendbares Material, v.a. als Bauholz, für den Möbelbau und als Energieträger.
Holz hat aufgrund seiner Bearbeitbarkeit, seines Aussehens und seiner positiven bauphysikalischen Eigenschaften (wärmedämmend und -speichernd, feuchtigkeitsregulierend, atmungsaktiv, hohes Elastizitätsmodul, hohe Oberflächentemperatur) vielfältige Einsatzmöglichkeiten und schafft ein angenehmes Raumklima.
Bauholz muss zum Schutz gegen Pilze und Insekten nur in wenigen Fällen mit Holzschutzmitteln behandelt werden. Wichtiger ist es, das H. durch konstruktive Maßnahmen wie Dachüberstände und Sockel vor Niederschlägen und Eindringen von Wasser zu schützen (konstruktiver Holzschutz).
Holz ist der Grundstoff für Holzwerkstoffe wie Spanplatten, Sperrholz, Holzfaserplatten und Holzwolleleichtbauplatten.
In den Wäldern Deutschlands wird derzeit weniger Holz genutzt als zuwächst. Der gesamte Holzzuwachs liegt bei rund 60 Mio. Kubikmeter jährlich. Der durchschnittliche Holzeinschlag an Nutzholz beträgt nur rund 40 Mio. Kubikmeter jährlich.
Dadurch werden jährlich rund 4,2 Mio. Tonnen Kohlenstoff im Holz bzw. 6,6 Mio. Tonnen Kohlenstoff in der Baumbiomasse zusätzlich gebunden. Weiter vergrößern wird sich der Kohlenstoffspeicher Wald im Zuge der Aufforstung ehemals landwirtschaftlich genutzter Flächen in Deutschland.
Der Holzeinschlag in den Tropen und Subtropen sowie borealen Wäldern führt weltweit zu katastrophalen Umweltschäden. Ursachen: zu starke Holznutzung durch die Bevölkerung, der andere Energieträger nicht zugänglich sind, und besonders großflächige Waldrodungen zur landwirtschaftlichen Nutzung und industriellen Holzgewinnung (Regenwald, Tropenholz, europäisches Holz). Folgen sind: Bodenerosion, Versteppung, Klimaveränderung (Klima,Treibhauseffekt).

Hanf

Hanf ist eine einjährige Kurztagspflanze mit verzweigtem Stängel, der 5 bis 20 cm dick wird. Er trägt fremdbefruchtende, windbestäubende Blüten und die Frucht ist eine Nuss mit nur einem ölhaltigem Samen, der 2 bis 5 mm groß wird.

Systematik: Familie: Cannabinacae; Art: Cannabis sativa
Klima: Faserhanf: 1900 bis 2000 °C Wärmesumme; Samenhanf: 2500 bis 3000 °C Wärmesumme, 500 bis 700 mm Niederschlag, mindestens aber 300 mm
Boden: nährstoffreiche, tiefgründige, nicht verdichtete und neutrale bis leicht basische Böden mit hoher Wasserspeicherkapazität
Fruchtfolge: zwischen zwei Getreiden, Vorfrüchte aus Leguminosen, selbstverträglicher Anbau auf gleicher Fläche zwei bis drei Jahre möglich
Düngung: Faserhanf: 80 bis 120 kg Stickstoff/Hektar; 60 bis 90 kg Phosphat/Hektar, 80 bis 100 kg Kalium/Hektar; Samenhanf: 100 bis 125kg Stickstoff/Hektar; 70 bis 90 kg Phosphat/Hektar, 120 bis 160 kg Kalium/Hektar
Aussaat: Ende April bis Ende Mai mit Drillmaschine, Reihenabstand bei Fasernutzung: 25 cm ergibt 30 bis 40 kg Saatgut/Hektar
Pflanzenschutz: bei Faserhanf keine Unkrautregulierung notwendig, bei Samenhanf mechanische Maßnahmen; Schädlinge: Hanferdfloh, kleine Hanfmotte, Maiszünsler, aber alle kaum ertragsbeeinflussend
Ertrag: Hanfstroh 7 bis 10 Tonnen/Hektar, Fasergehlt: 28 bis 30 Prozent (2 bis 3 Tonnen/Hektar), davon 25 Prozent Kurzfasern, 5 Prozent Langfasern; Samenertrag: 500 bis 80 kg/Hektar
Besonderheiten: Es ist nur der Anbau von zugelassenen Hanfsorten mit einem THC-Gehalt von unter 0,3 Prozent im oberen Blattdrittel und der registrierten Sorten der EU-Sortenliste erlaubt (Antrag bei der Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung in Bonn).
Ökologie: Hanf ist wenig anfällig für Krankheiten, das Auftreten vonm Schädlingen verursacht in der Regel keine Ertragseinbußen, daher benötigt Hanf bei normaler Bestandstenwicklkung keine Herbizide, da es durch seine Schnellwüchsigkeit Beikräuter verdrängt.

Literatur:

_{Franke, W.: Nutzpflanzenkunde. Nutzbare Gewächse der gemäßigten Breiten, Subtropen und Tropen; Thieme Verlag Stuttgart 1997}
_{Franke, W.: Nutzpflanzenkunde, Thieme Verlag Stuttgart 1992}
_{KATALYSE Institut für angewandte Umweltforschung (Hrsg.): Leitfaden Nachwachsende Rohstoffe – Anbau, Verarbeitung, Produkte; C.F. Müller Verlag Heidelberg 1998}
_{Rehm, S.: Die Kulturpflanzen der Tropen und Subtropen: Anbau und wirtschaftliche Bedeutung, Verwertung. 3. Auflage Stuttgart 1996}
_{Bellmann, H. et. al.: Steinbachs Großer Tier- und Pflanzenführer; Ulmer Verlag 2005}

Ziegel

Z. werden aus Ton und/oder Lehm und Sand geformt und bei 900-1.200 Grad C gebrannt. Nach Auskunft der Z.-Industrie wird kein Rotschlamm (Aluminiumherstellung) mehr als Rohstoff eingesetzt.

Der Primärenergieeinsatz ist hoch (1.100-1.400 kWh/m3 bei Vormauer-Z. und Voll-Z., 490 kWh/m3 bei Leicht-Z.). Gebrannt wird zu 80% mit Erdgas, zu 17% mit leichtem Heizöl und zu ca. 3% mit schwerem Heizöl. Es besteht der Verdacht, daß einzelne "schwarze Schafe" bei der Herstellung auch Altöl und anderen Müll zum Brennen einsetzen. In diesem Fall muß mit entsprechenden Rückständen bei den Z. und mit erhöhter Umweltbelastung oder gar -gefährdung gerechnet werden.
Entsprechend dem Verwendungszweck können verschiedene Z.-Sorten unterschieden werden: Leicht-Hochloch-Z., Voll-Z., Loch-Z.. Porosierten Leicht-Hochloch-Z. werden vor dem Formen Polystyrol und Sägemehl zugesetzt, das beim Brennvorgang verglüht und den Porenanteil im Stein und damit die Wärmedämmfähigkeit erhöht (k-Wert). Der Einsatz von Polystyrol bei der Herstellung ist umweltbelastend, auch wenn die Z.-Industrie per Gutachten nachgewiesen hat, daß vom verbauten Stein keine gasförmigen Emissionen ausgehen.
Z. besitzen gute bauphysikalische Eigenschaften, sie sind sorptionsfähig und wärmespeichernd. Z..-Schutt ist recyclingfähig, z.B. als Auffüllmaterial im Straßenbau oder als Z.-Splitt zur Herstellung von Gehwegplatten.

Zementputz

Zementindustrie

Die Z. verursacht hohe Stickstoffemissionen und hohe schwermetallhaltige Staubemissionen. Die Stickstoffemissionen resultieren aus den hohen Prozesstemperaturen der Zementherstellung und können nur mit aufwendigen Rauchgasentstickungsanlagen reduziert werden.

Durch Elektro- und Gewebefilter können auch die Schwermetallemissionen erheblich reduziert werden, jedoch wird das eigentliche Problem zur Abfallentsorgung der Filterstäube und Gipsabfälle verlagert, die als Sondermüll entsorgt werden müssen. Problematisch ist auch die Ablagerung von thalliumhaltigen Filterstäuben, da es an geeigneten Deponieraum mangelt. Der Primärenergiebedarf des Zement ist im Vergleich zu anderen Bindemitteln mit 3,19 GJ/Tonne Wärmeenergie und 112 kWh/Tonne elektrischer Energie sehr hoch.
Um die Kosten zu reduzieren werden auch immer wieder „Ersatzbrennstoffe“ wie Altöl, Altreifen oder andere Abfälle eingesetzt, bei deren Verbrennung u.a. auch Dioxine und Furane entstehen können, weshalb die Z. auch immer wieder in die Kritik gerät.

Zementgebundene Steine

Zement

Zement ist ein fein gemahlenes, hydraulisches Bindemittel zur Herstellung von Mörtel, Beton, Putz, Estrich und künstlichen Steinen. Die wichtigsten Rohstoffe Kalkstein, Ton (Tonminerale) und ihr natürliches Gemisch, der Kalkmergel, werden an vielen Stellen in Deutschland im Tagebau abgebaut, gemahlen und meist in Drehöfen oberhalb der Sintertemperatur von 1.400 bis 1.450 °C gebrannt. Hierbei kommt es temperaturbedingt zu hohen Stickoxidemissionen (Zementindustrie).

Zement erhärtet, mit Wasser angemischt, sowohl an Luft als auch unter Wasser. Zement unterscheidet sich von den anderen hydraulischen Bindemitteln, z. B. hydraulischen Kalken, Mischbindern und Putz- und Mauerbindern durch seine höhere Druckfestigkeit.

Zement ist wasserfest und zum Teil beständig gegen Sulfate und Säuren. Die in Deutschland gültige Euronorm für Zement umfasst:

CEM I - Portland-Zement,
CEM II - Portlandkompositzement,
CEM III - Hochofen-Zement,
CEM IV - Puzzolan-Zement,
CEM V - Komposit-Zement.

Alle Zemente enthalten als Grundsubstanzen zu verschiedenen Anteilen Portland-Zement-Klinker, Hüttensand und Traß.
Portland-Zement-Klinker besteht hauptsächlich aus Calciumsilicaten. Hüttensand ist in fein vermahlenem Zustand ein latent hydraulischer Stoff; er wird aus einem Abfallprodukt des Eisenhüttenbetriebes erzeugt, aus der kalk-tonerde-silicatischen, feuerflüssigen Hochofenschlacke. Traß wird aus fein gemahlenem, vulkanischen Tuffgestein gewonnen. Zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften dürfen Zusätze an anorganischen mineralischen Stoffen bis zu 5 Gew.-% beigefügt werden.
Andere Zusätze, wie zum Beispiel Steinkohlenflugasche, dürfen 1 Gew.-% nicht überschreiten und stellen ein schwer abschätzbares Risiko dar. Hüttensand und Traß können ggf. erhöhte Radioaktivität
(Radioaktive Baustoffe) aufweisen.

Natur-Zement wird aus gebranntem Mergel hergestellt, der physiologisch unbedenklich ist und von nicht einheitlicher Qualität (nicht genormt).
Produkte aus Zement sind weniger hygroskopisch, weniger dampfdurchlässig (Diffusionswiderstand) und spröder als solche aus Kalk oder Gips und sollten daher nur dort wo konstruktiv oder bauphysikalisch notwendig zum Einsatz kommen, zum Beispiel Zementmörtel für Fliesen, Aussenputz im Erdbereich.

siehe: Zementindustrie, Zementputz, Zementgebundene Steine

Zellulosedämmstoff

Wohngifte

Wintergarten

W. sind verglaste Baukörper, die vor der normalen Fassade eines Gebäudes angeordnet sind.

W. erweitern den Wohnbereich und sind ein Element architektonischer Gestaltungsmöglichkeit. Durch Einfangen von zusätzlicher Sonnenenergie im Frühjahr und im Herbst kann die Heizperiode des Gebäudes verkürzt werden. Die Energieeinsparung durch einen W. wird allerdings oft überschätzt. Sie beträgt z.B. bei einem Einfamilienhaus mit Satteldach und südlich über die ganze Breite vorgelagertem Wintergarten nur 10-12%.
Dem stehen Kosten für den W. von ca. 40.000 DM gegenüber. Wird der W. wie ein normaler Wohnraum genutzt bzw. durch eine Heizung frostfrei gehalten (z.B. um tropische Pflanzen aufstellen zu können), so ergibt sich sogar ein erheblicher Mehrverbrauch an Energie. Dies liegt daran, daß selbst hochwertige Wärmeschutzverglasung (Fenster) erheblich mehr Wärme durchläßt als eine normale Steinaußenwand (k-Wert). Völlig unverständlich ist daher, daß das Bundesfinanzministerium W. fördert, sofern diese auch im Winter zum dauernden Aufenthalt geeignet sind. Ein im Winter bewohnter W. verschlingt pro Jahr 10.000-20.000 kWh Heizenergie zusätzlich!

Lit.: R.Hemmers: Informationspaket Solararchitektur und energiebewußtes Bauen, Köln 1987

Wasserlack

Warmwasserspeicher

Isolierte Speicherbehälter, die warmes Wasser für Warmwasserbereitung oder Heizung bis zur Nutzung speichern.

Bei zentraler Warmwassererzeugung vermeidet der W. ein zu häufiges Einschalten des Brenners, da der Heizkessel Wärme im voraus produzieren und in den W. einspeisen kann. Gerade die Startphase von Gas- und Öl-Brennern zeichnet sich durch schlechtem Wirkungsgrad und hohe Schadstoffemissionen aus. Beim Einsatz von Sonnenkollektoren sind W. erforderlich, um an sonnenreichen Tagen Wärme für sonnenarme Tage speichern zu können. Bei solaren Nahwärmenetzen werden riesige W. eingesetzt, um die Sommerwärme für die Heizperiode verfügbar zu machen (Sonnenkollektor).
Um unnötige Wärmeverluste zu vermeiden, sollten die Wassertemperaturen im W. nicht zu hoch gewählt werden. Für die Brauchwasserversorgung genügen Temperaturen von maximal 50-60 Grad C, zumal ab 60 Grad C Kalk aus dem Wasser ausfällt. Wichtig ist v.a. die Wärmedämmung; ein gut isolierter Speichertank verliert bei 50-60 Grad C nur etwa 2-3 Grad C innerhalb von 24 h. Große W. haben stets kleinere Wärmeverluste als kleine Speicher, da das Speichervolumen mit der dritten Potenz wächst, während die Oberfläche, durch die die Wärme verlorengeht, nur quadratisch ansteigt.
Um Korrosionen zu vermeiden werden Stahlspeicher mit einer sog. Opferanode ausgestattet. Problematisch sind die daraus resultierenden Ablagerungen am Speicherboden, die Legionellen einen Nährboden geben können. Abhilfe schafft der Einsatz einer Fremdstromanode anstelle der Opferanode, wie dies von vielen Installateuren serienmäßig angeboten wird.

Warmwasserbereitung

Die W. ist mit einem Anteil von 13% am Energieverbrauch der Haushalte nach der Heizung der größte Verbrauchssektor.

Die umweltfreundlichste Möglichkeit der W. ist der Sonnenkollektor, eine Technologie, die heute ausgereift und auch in unseren Breiten wirtschaftlich kalkulierbar ist. Der Sonnenkollektor zur W. ist die in unseren Breiten sinnvollste Nutzung regenerativer Energiequellen. Der Einsatz von Sonnenkollektoren zur W. ist allerdings nur möglich, wenn eine zentrale Warmwasserversorgung vorhanden ist.
Die aus ökologischer Sicht nächstbesten Systeme zur W. sind Nah- und Fernwärme (Fernwärme) und Erdgas.
Wenn sehr lange Verteilungswege für das warme Wasser vermieden werden können, ist i.d.R. eine zentrale W. auf Basis von Erdgas und Erdöl energiesparender und umweltfreundlicher als auf Basis von Strom. Während eine zentrale Lösung einen Wirkungsgrad von 50 (Sommer) bis 95 (Winter) aufweist, wird Strom lediglich mit einem Wirkungsgrad von durchschnittlich 35% erzeugt (Kraftwerk).
Problematisch ist allerdings der häufig notwendige Zwangsumlauf des Warmwassers. Hier sollte unbedingt mit einer Schaltuhr gearbeitet werden, die die Pumpe nur zu den notwendigen Zeiten anwirft.

Siehe ebenfalls: Legionellen, Speicher

Wärmeschutzverordnung

Die dritte W. vom 01.01.1995, auch als Energie-Einsparverordnung bezeichnet, schreibt für neue Gebäude sowie für genehmigungspflichtige Umbauten an bestehenden Gebäuden bestimmte Mindestanforderungen an Wärmedämmung (k-Wert) sowie Wärmeverluste infolge von Undichtigkeiten vor.

Sie gilt für alle beheizten Neubauten und Altbauten, in denen bei Renovierungsarbeiten größere Umbauten (mehr als 20 Prozent der Bauteilfläche) erfolgen bzw. wenn mindestens ein beheizter Raum oder die vorhandene beheizte Gebäudenutzfläche um mehr als 10 m² erweitert wird.
Die dritte W. verfolgt vor allem das Ziel eines verbesserten Klimaschutzes durch die weitere Reduzierung von Kohlendioxyd. Die dritte W. senkt den Heizwärmebedarf um rund Drittel und reduziert dadurch auch die Kohlendioxid-Emissionen erheblich. Ein Drittel des gesamten Kohlendioxid-Ausstoßes stammt in der Bundesrepublik aus Gebäudeheizungen.
Der Nachweis des baulichen Wärmeschutzes erfolgt nach einem grundsätzlich neuen Konzept. Die thermische Qualität eines Gebäudes wird nicht mehr allein durch die Wärmedämmung der Bauteile, dem "k-Wert", beurteilt. Im Mittelpunkt steht jetzt der Heizenergiebedarf eines Gebäudes:
Bei der Berechnung werden die Wärmeverluste durch die Außenbauteile und Lüftung sowie die Wärmegewinne durch die Sonne und elektrische Geräte in einer sogenannten "Energiebilanz" erfaßt.
Das Ergebnis erlaubt eine Abschätzung des Energieverbrauches eines Gebäudes. Das Nachweisverfahren der Wärmeschutzverordnung verlangt keinen Mindest-Wärmedämmwert der einzelnen Bauteile. Es fordert lediglich den Nachweis, daß das Gebäude nicht insgesamt zu viel Heizwärme benötigt.

Wärmeschutzverglasung

Durch übliche Zweifachverglasungen mit einem k-Wert von 2,6 W/m2K gehen in unserem Klima jährlich pro m2 Fensterfläche etwa 25 l Heizöl verloren.

Fenster mit besserer W. haben auf einer Scheibe eine nicht sichtbare Edelmetallschicht (meist Silber) zur Reflexion der Infrarotstrahlung, und eine konvektionshemmende Füllung aus einem Edelgas, meist Argon, die zu einer Halbierung des k-Wertes führen.
Dies bedeutet natürlich auch eine Halbierung des Energieverbrauches bei gleichzeitigem Anstieg der Behaglichkeit, denn solche Scheiben besitzen im Winter eine höhere Oberflächentemperatur auf der Raumseite. Die Verwendung von W. an allen Fenstern ist für energie- und umweltbewußte Bauherren schon lange ein unbedingtes Muß, da sich die Mehrkosten innerhalb von wenigen Jahren auszahlen.

Wärmeleitfähigkeit

Einbauküchen

Die Küche muß neben funktionalen Ansprüchen auch besonderen raumhygienischen Anforderungen entsprechen.

Die heute meist anzutreffenden Küchen aus kunststoffbeschichteten Spanplatten erfüllen zwar problemlos den ersten Punkt, die "gesundheitliche Unbedenklichkeit" bleibt jedoch auf der Strecke. Formaldehyd, PVC und Weichmacher aus Möbeln sowie Dioxine und Pentachlorphenol aus Farben und Anstrichen stellen eine nicht zu unterschätzende Belastung der Umwelt und insb. der Gesundheit dar. Selbst führende Küchenhersteller bieten kaum annehmbare Alternativen. Besondere Beachtung sollten die Materialien der Arbeitsplatte finden und die Möbelteile, in denen Lebensmittel aufbewahrt werden; gesundheitliche Unbedenklichkeit ist hier oberstes Gebot.

Siehe auch: Möbel, Lacke und Anstrichfarben, Beschichtungen

Wärmepumpe

W. entziehen der Umgebung Wärme, die zum Heizen und Warmwasserbereiten genutzt werden kann. Die Wärme wird in einem geschlossenen Kreislauf von einem Energieträgermedium transportiert. Im Prinzip funktioniert die Wärmepumpe wie ein Kühlschrank, der den Lebensmitteln im Inneren Wärme entzieht und sie dann auf seiner Rückseite wieder an den Raum abgibt.

Da W. u.a. natürliche Umweltwärme nutzen, zählen sie zu den regenerativen Energiequellen. W. können auch in Kombination mit Sonnenkollektoren verwendet werden, um die gewonnene Solarwärme auf höhere Temperaturen zu bringen.
Eine Wärmepumpe funktioniert im Prinzip wie ein Kühlschrank, nur mit umgekehrtem Nutzen. Die Wärmeaufnahme und deren Transport übernimmt ein Arbeitsmittel, das sich in einem geschlossenen Kreislauf bewegt und nacheinander verschiedene Zustandsänderungen erfährt. Es wird verdampft, verdichtet, verflüssigt und entspannt. Die Wärmepumpe wandelt so Wärme niedriger Temperatur (z.B. 7 °C) in Wärme hoher Temperatur (z.B. 23°C) um.

Drei Viertel der zum Heizen und Warmwasserbereiten benötigten Energie entzieht die Wärmepumpe der Umwelt – gespeicherte Sonnenwärme in Erdreich, Wasser und Luft. Folgende Energiequellen können von Wärmepumpen genutzt werden:

Erdreich ist ein sehr guter Wärmespeicher. Seine Temperatur beträgt das ganze Jahr über etwa 8 bis 12 ° C. Zur Aufnahme der Wärme werden entweder Rohre in senkrechten Bohrlöchern (Erdsonden) oder Rohrschlangen waagrecht in 1 bis 1,5 m Tiefe verlegt.

Grundwasser ist ideal, um Sonnenwärme zu speichern. Selbst an sehr kalten Tagen liegt die Wassertemperatur zwischen 7 bis 12 ° C. Über einen Förderbrunnen wird das Grundwasser entnommen. Das abgekülte Wasser wird anschließend in einen Schluckbrunnen zurückgeführt.

Die Wärmequelle Luft kann überall und ohne großen baulichen Aufwand eingesetzt werden. Jedoch sinkt mit fallender Außentemperatur auch das Wärmeangebot. Deswegen ist an den wenigen besonders kalten Tagen im Jahr ein Heizstab erforderlich, um die Wärmepumpe zu unterstützen. Luftwärmepumpen gibt es in zwei charakteristischen Bauformen: als Kompaktwärmepumpe für die Innen- oder die Außenaufstellung.

Das Massiv-Absorbersystemist ein Wärmepumpen-Heizverfahren, bei dem speicherfähige Betonabsorber als Luft- und Strahlungsabsorber sowie unterirdische Betonspeicher als Erdabsorber fungieren.

Die Wärmepumpe kann gut mit Solarkollektoren kombiniert werden; durch Einkopplung der Solarwärme in einen von der Wärmepumpe betriebenen Warmwasserspeicher oder die kostengünstige dezentrale energiesparende Nacherwärmung über Durchlauferhitzer: Dann sorgt die Wärmepumpe allein für die Raumheizung.

Durch Einsatz dieser kostenlosen Umweltwärme und rund einem Viertel Antriebsenergie für den Verdichter ist die Wärmepumpe problemlos in der Lage Ein- und Mehrfamilienhäuser zu beheizen. W. unterscheiden sich v.a. durch die Art des verwendeten Verdichters, mechanische Verdichter bei Kompressions-W. und thermische Verdichter bei den noch seltenen Absorptions-W.. Je nach Antriebsenergie des Kompressors unterscheidet man Elektro-, Gas- oder Diesel-W.

Wärmephotographie

Wärmenutzungsverordnung

Das Bundesimmissionsschutzgesetz (BImSchG) vom 14.5.90 macht die Nutzung "entstehender Wärme" zu einer Grundpflicht für Betreiber genehmigungsbedürftiger Anlagen.

Hiernach hat die Bundesregierung eine W. zu erlassen. Der Entwurf dieser Verordnung sieht vor, daß für bestimmte genehmigungsbedürftige Anlagen (nach dem BImSchG) vor der Errichtung ein Wärmenutzungskonzept (Energiekonzept) erstellt werden muß. Sind hierin vorgeschlagene Maßnahmen technisch machbar und zumutbar (das BImSchG geht über die wirtschaftliche Vertretbarkeit hinaus), so ist der Anlagenbetreiber verpflichtet, die Maßnahme zur Wärmenutzung durchzuführen.

Wenn sich z.B. der Einsatz einer Wärmerückgewinnung in einem chemischen Betrieb in weniger als 8 Jahren amortisiert, ist der Betreiber verpflichtet, diese einzubauen. Im Rahmen des Abwärmenutzungsgebotes muß auch die Möglichkeit der Wärmeabgabe an Dritte geprüft werden.

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