Wärmedämmung

Unter W. versteht man sämtliche Maßnahmen, durch die Wärmeverluste von Gebäuden an die Umgebung verringert werden (Wärmetransport).

 
 
 
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Umweltlexikon-aktuell.de | Bauen und Wohnen  | Artikel Nr.: 179

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Stichwort: "Wärmedämmung" in der Rubrik Bauen & Wohnen

Unter W. versteht man sämtliche Maßnahmen, durch die Wärmeverluste von Gebäuden an die Umgebung verringert werden (Wärmetransport).

Hierzu gehören u.a.: die Verwendung von schlecht wärmeleitenden Baustoffen (U-Wert) für Außenwände und Dächer, der Einbau von wärmedämmenden Fenstern (Wärmeschutzverglasung) sowie das Vermeiden von Wärmebrücken und unkontrolliertem Luftaustausch.
Die W. besitzt das weitaus größte Potenzial zur Reduzierung des Heizwärmebedarfs (Heizenergiebedarf) und damit des privaten Energie-Verbrauchs schlechthin. Schätzungen zufolge kann der Heizwärmebedarf im Gebäudebestand durch W. mehr als halbiert werden.
Vergleicht man den Energieverbrauch verschieden gut gedämmter Einfamilienhäuser, wird der extreme Einfluss der W. auf die Energiebilanz deutlich. Ein 100 m2 großes ungedämmtes Einfamilienhaus Baujahr 1960 verbraucht pro Jahr ca. 3.700 l Heizöl, ein nach der Wärmeschutzverordnung 1982/84 gebautes Haus ca. 1.500 l, ein nach der Wärmeschutzverordnung 1995 etwa 1.000 l und ein nach dem aktuellen Stand der Technik errichtetes Niedrigenergiehaus nur noch etwa 500-700 l.
Eine optimale W. ist daher vor einer Optimierung des Heizungssystems (Heizung) und dem Einsatz regenerativer Energiequellen (Sonnenkollektoren) durchzuführen. Weitere Minimierungen des Heizenergiebedarfs lassen sich durch die Konzepte Passivhaus und Nullenergiehaus erzielen.
Für die Ausführung der W. stehen eine Reihe verschiedener Methoden und Materialien zur Verfügung, die unter dem Gesichtspunkt der Umwelt- und Gesundheitsbelastung sehr unterschiedlich zu bewerten sind (Wärmedämmstoffe, U-Wert). Insbesondere im Gebäude-Innenbereich (Dachdämmung, Innendämmung) können bei der nicht fachgerechten Verwendung von z.B. Mineralwolle oder anderen Faserdämmstoffen gesundheitliche Gefahren auftreten.
Bei einer nachträglichen W. sollte eine Außendämmung nach Möglichkeit bevorzugt werden, da Innnendämmungen i.d.R. die Wärmespeicherfähigkeit und das Sorptionsvermögen der Innenwand negativ beeinflussen, sowie den Taupunkt der Wand nach innen verschieben. Innendämmungen müssen daher sorgfältig geplant und ausgeführt werden, da sonst im Dämmbereich die Gefahr der Schimmelpilz-Bildung und sowie eine Verschlechterung des Raumklimas droht.
Auch durch Abdichten von Fensterfugen u.ä. lässt sich die W. meist deutlich verbessern. Allerdings wird bei zu geringem Luftwechsel das Wachstum von Schimmelpilzen gefördert und es kann zur Konzentrationserhöhung von Innenraumluft-Schadstoffen (Innenraumluftbelastung, Radon) kommen. Abdichten von Fugen sollte daher ein geändertes Lüftungsverhalten zur Folge haben (Lüften, Stoßlüften).
Schwachstellen in der W. eines Hauses können mit Hilfe der Thermographie sichtbar gemacht werden.

Siehe auch unter:
-> Heizwärmebedarf
-> Niedrigenergiehaus
-> Naturdämmstoffe
-> Transparente Wärmedämmung

Autor: KATALYSE Institut

Wärmedämmstoffe

Als W. werden die Baustoffe bezeichnet, die dafür eingesetzt werden, den Wärmedurchgang durch die Außenhülle eines Gebäudes zu vermindern.

W. werden aus sehr unterschiedlichen Materialien hergestellt, denen jedoch eines gemeinsam ist: großes Volumen bei geringem Gewicht infolge der vielen eingeschlossenen Hohlräume. Die in den Hohlräumen verbleibende Luft bewirkt die geringe Wärmeleitfähigkeit des Baustoffes (k-Wert). W. sind Leichtbaustoffe mit einer Rohdichte von 35 bis 150 kg/m3. Sie können in künstliche W. und natürliche W. unterteilt werden. Insb. von den künstlichen W. können infolge von Faserabgaben und/oder Ausdünstungen gesundheitliche Gefahren ausgehen. Künstliche organische W.: Polystyrol-, Polyurethanplatten und -schäume.
Man unterscheidet zwischen:
Künstliche mineralische W.: Mineralwolle und Schaumglas (Transparente Wärmedämmung).
Natürliche organische W.: Holzweichfaserplatten, Holzwolleleichtbauplatten, Cellulosedämmstoffe, Kork, Kokosfasern, Stroh und Schilfrohr.
Siehe auch Stichwort Naturdämmstoffe. Natürliche mineralische W.: Blähton, expandierte Perlite und Vermiculite.

Autor: KATALYSE Institut

Wirbelschichtfeuerung

W. ist eine Feuerungstechnik zur Strom- und Wärmegewinnung, bei der fein gemahlene Kohle in einem Wirbelbett schwebend verbrannt wird.

Stationäre atmosphärische W.: Durch eingeblasene Luft wird eine Wirbelschicht aus Kohle, Asche und Kalk erzeugt. Das bei der Verbrennung entstehende Schwefeldioxid wird durch die basischen Bestandteile der Asche und den Kalk zu unschädlichem Gips umgesetzt.
Hierdurch wird eine kostengünstige Schwefeldioxidrückhaltung von über 90% erzielt, wodurch gerade bei kleinen Anlagen auf eine aufwendige und teure Rauchgasentschwefelungsanlage verzichtet werden kann.
Die W. ermöglicht ferner niedrige Feuerraumtemperaturen von 750-900 Grad C (normales Kraftwerk: 1.100-1.200 Grad C) und eine gestufte Verbrennungsführung, so daß bei der Verbrennung vergleichsweise wenig Stickoxide entstehen (Stickoxidminderung).

Die zirkulierende W. unterscheidet sich von der stationären W. durch die höhere Geschwindigkeit der eingeblasenen Verbrennungsluft. Die Kohle-, Asche- und Kalkteilchen schweben hier nicht mehr in einer begrenzten Schicht, sondern werden über den gesamten Feuerraum verteilt. Die längere Verweilzeit führt zu einem besseren Ausbrand der Kohle.

Die Schwefeldioxidrückhaltung liegt hier sogar bei 95%, und die Stickoxidemissionen können ohne Rauchgasentstickungsanlage auf unter 200 mg/m3 gesenkt werden.
Die modernste Technik stellt die druckbetriebene W. dar. Sie entspricht der stationären W., allerdings findet die Verbrennung mit einem Überdruck von ca. 10 bar statt, wodurch die Schwefeldioxideinbindung erhöht und die Stickoxidemissionen weiter vermindert werden sollen. Die druckbetriebene W. soll auch in sog. Kombikraftwerken zum Einsatz kommen.

Durch die hohe Abscheidung des Schwefeldioxids im Brennraum können in W.-Anlagen auch schwefelhaltige, minderwertige Kohlen verbrannt werden. W. ist bei kleinen bis mittelgroßen Anlagen mit einer elektrischen Leistung von bis zu 100 MW eine preiswerte und relativ umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Feuerungstechniken, die ohne Abgasbehandlungsanlagen nicht auskommen.

Aufgrund geringen Schadstoffausstoßes und kompakter Bauweise eignet sich W. insb. zur Erzeugung von Strom und Fernwärme in Kraft-Wärme-Kopplung in Ballungsgebieten.
Die aus Kessel und Gewebefilter anfallenden Rückstände der W. sind nur schwer verwertbar und müssen deponiert werden (Deponie). Bei Neuanlagen unter 100 MW ist die W. heute in Deutschland quasi zum Standard geworden.
Emissionen von W. im Vergleich: Kraftwerk, Heizung

Siehe auch: Strom, Kohle

Autor: KATALYSE Institut

Wassergefaehrdungsklassen

Zum Schutz von Umwelt und Gesundheit werden Chemikalien auf ihre Gefährlichkeit hin untersucht und eingestuft. Die Einteilung der Stoffe in Wassergefährdungsklassen liefert Anhaltspunkte für Maßnahmen nach Schadensfällen und beschreibt Sicherheitsvorkehrungen zum Schutz der Gewässer beim Lagern, Abfüllen, Umschlagen und Befördern wassergefährdender Stoffe.

Ein wichtiges Kriterium ist die Einstufung nach ihrer Wassergefährdung; unterschieden werden die Wassergefährdungsklassen (WGK):

  • WGK 0: Im allgemeinen nicht wassergefährdend, z.B. Aceton, Ethanol, NaCl
  • WGK 1: schwach wassergefährdend, WGK 0: Im allg. nicht wassergefährdend, z.B. Aceton, Ethanol, NaCl
  • WGK 2: wassergefährdend, z.B. Ammoniak, Chlor, Dieselöl, Oleum, Phenol
  • WGK 3: stark wassergefährdend, z.B. Benzol, Altöle, Hydrazin, Blausäure, Mercaptane, Chromschwefelsäure

Ist ein Stoff nicht in den Anhängen 1 und 2 der Einstufung aufgrund der Verwaltungsvorschrift wassergefährdender Stoffe (VwVwS) genannt, so ist die Einstufung von der Wirtschaft eigenverantwortlich nach den Vorgaben in Anhang 3 der VwVwS vorzunehmen.

Diese Einstufung ist zu dokumentieren und der Dokumentations- und Auskunftsstelle wassergefährdende Stoffe im Umweltbundesamt in Berlin zur Sammlung und Veröffentlichung zu übersenden. Änderungen der dokumentierten Angaben der Dokumentations- und Auskunftsstelle müssen unverzüglich mitgeteilt werden.

Auf der Homepage des Umweltbundesamtes finden Sie detaillierte Informationen zu den Wassergefährdungsklassen und eine aktuelle Gesamtliste der wassergefährdenden Stoffe nach VwVwS.

Autor: KATALYSE Institut

Waschmittel

Zur Säuberung von Textilien im wässrigen Medium bestimmte, komplex zusammengesetzte Wirkstoffgemische, die immer Tenside, meist auch Gerüststoffe, Bleichmittel etc. enthalten. Es werden W. für den Privathaushalt und das Gewerbe hergestellt.

Infolge der anderen Rahmenbedingungen bei letzterem, zum Beispiel Vorenthärtung des Waschwassers mit Ionenaustauschern (Wasserhärte), unterscheiden sich gewerbliche W. in ihrer Zusammensetzung zum Teil deutlich von den Haushaltsprodukten. Diese dominieren den gesamten Waschmittelverbrauch mit grossem Abstand entsprechend der Tatsache, dass die gewerbliche Wascherei in Deutschland für die Säuberung von Textilien des privaten Bedarfs keine Bedeutung mehr hat. Die vorherrschende Praxis ist die Wäsche in der privaten Trommelwaschmaschine. Auch die konkurrierenden Bottichgeräte sind, anders als in den angelsächsischen Ländern, in Deutschland verschwunden. Das hat insofern Konsequenzen für alle W., als in der Trommelwaschmaschine nur schaumarm eingestellte Rezepturen Verwendung finden können, da andernfalls der mechanische Wascheffekt gestört wird. Dazu werden meist spezielle Schauminhibitoren (langkettige Seifen, Silikonöle) eingesetzt. Einzig in den Wollwaschmitteln, die allein auch noch Bedeutung für die Handwäsche haben, kann darauf verzichtet werden, da bei Wolle und anderen sehr empfindlichen Textilien die Dämpfung der Waschmechanik durch den Schaum eher erwünscht ist.

Grundsätzlich werden W. in Universal- und Spezialwaschmittel unterschieden. Zu ersteren zählt man pulverförmige und flüssige Vollwaschmittel, wobei der Oberbegriff Universalwaschmittel verdeutlichen soll, dass diese W. für alle Textilien, Temperaturen und Waschverhalten geeignet seien. Entsprechend beherrschen auch diese Produkttypen den Waschmittelmarkt bei weitem. Der Anteil gewerblicher W. ist darunter vergleichsweise gering. Der Universalanspruch muss jedoch in Frage gestellt werden. So weist die Rahmenrezeptur die Vollwaschmittel als deutlich alkalische W. aus, die ihren Leistungsschwerpunkt bei stark verschmutzter Weisswäsche aus Baumwolle und Mischgeweben sowie Waschtemperaturen von 60-95 °C haben. Es wird deutlich, dass Vollwaschmittel noch zu einer Zeit konzipiert wurden, als wesentlich andere Rahmenbedingungen herrschten, nämlich stärkere Verschmutzung der Wäscheposten, hohe Anteile von Weisswäsche keine Synthesefasern und vorwiegend Kochwäsche. Dies ist heute eher die Ausnahme. Die Buntwäsche ist allein zwischen 1970 und 1980 von 54% auf 79& des privaten Textilbestandes gestiegen, und nicht einmal mehr jede fünfte Wäsche erfolgt heute noch bei Kochtemperaturen (1989: 19%).

Es gab verschiedene Ansätze, die klassischen Vollwaschmittel den sich verändernden Verbraucherbedürfnissen wieder anzupassen. Einmal wurde die Tensidkombination auf niedrigere Waschtemperaturen ausgerichtet. Inhaltsstoffe, die insbesondere bei niedrigen Temperaturen Wirkung erzielen, nämlich Enzyme und der Bleichaktivator TAED (Sauerstoffbleiche) finden verstärkten Einsatz in den neuen Kompaktwaschmitteln. Die Palette der verfügbaren Enzyme ist auch durch die Gentechnologie immer reichhaltiger geworden. Waren es früher nur die gegen Eiweissflecken wirksamen Proteasen, so werden heute zusätzlich Amylasen gegen kohlehydratige Anschmutzungen und, als jüngstes, Lipasen den Waschmitteln beigefügt. Letztere wirken gegen Fettrückstände in der Wäsche. All das kann aber nicht an der Grundtatsache rühren, dass das integrierte Bleichsystem und die optischen Aufheller das Vollwaschmittel als wenig geeignet für die heute vorherrschende Buntwäsche erscheinen lassen. Nachteilige Einwirkungen auf Farben und Fasern sind die unvermeidliche Konsequenz. Hinzu kommt, dass angesichts der meist nur gering verschmutzten Wäsche eine Bleiche völlig überflüssig ist oder mittels einer lokalen Fleckenvorbehandlung (zum Beispiel mit
Gallseife) Sauberkeit schonender und unter weit geringerem Chmeikalieneinsatz erzielt werden kann.

In diesem Sinne günstiger ist das Konzept der flüssigen Universalwaschmittel zu beurteilen. Diese sind ausnahmslos frei von Bleichmitteln, einfach weil zur Zeit keine geeignete in flüssiger Formulierung beständige Bleichsubstanz auf Basis von Aktivsauerstoff verfügbar ist. Die Rahmenrezepturen der Flüssigprodukte unterscheiden sich auch sonst deutlich von denen der pulverförmigen Universalwaschmittel. Es existieren dabei zwei verschiedene Lösungen für das Gerüststoffsystem: Zum einen wird wie bei den Pulvern mit Zeolith A gearbeitet. Die Schwierigkeit ist nur, dass dieser Builder wasserunlöslich istund daher mit weiteren Hilfsstoffen stabil dispergiert werden muss. In Deutschland hat sich deshalb überwiegend ein System ohne Zeolith A durchgesetzt, in dem hohe Seifenanteile als Gerüststoff wirken und die Wasserhärte binden.

Wird wie hier Seife als Enthärter eingesetzt, müssen als konsequenz zur Vermeidung von Kalkseifenablagerungen in Textilien und Maschine entsprechende Mengen nichtionischer Tenside als Kalkseifendispergatoren zugegeben werden. Es ist daher nicht überraschend, dass das Waschen mit diesem Flüssigwaschmitteltyp eine vielfach höhere Tensidbelastung des Abwassers zeitigt, als das mit Pulvern der Fall ist. Ein weiterer Kritikpunkt sind gewisse Leistungsschwächen, obwohl diese tensidreichen Formulierungen speziell gegen Fettflecken auch bei niedrigen Temperaturen gute Wirksamkeit zeigen. Insgesamt stellen die flüssigen Universalwaschmittel keine überzeugende Antwort auf heutige Waschanforderungen dar. Nach anfänglichen Erfolgen brach denn auch der Absatz dieser Flüssigprodukte in fast allen europäischen Staaten ein. In Deutschland ging ihr Anteil am Universalwaschmittelabsatz von fast 15% (Ende 1989) auf 12% (Ende 1990) zurück und nähert sich jetzt der 10%-Marke.

Sinnvoll erscheint dagegen die Einbindung von flüssigen Waschmittelkomponenten in ein Baukastenwaschmittel, da die Kombination mit einem Enthärterbaustein viele Vorteile verspricht, wie Tensideinsparungen und geringere organische Abwasserfracht.

Eine gleichfalls interessante Weiterentwicklung im Pulverbereich sind die Colorwaschmittel, welche kein Bleichsystem enthalten, dafür aber einen Zusatz von Polyvinylpyrolidon (PVP). Dieses Polymer unterdrückt das Verfärben der Wäsche bei Vorliegen ausblutender, nicht waschechter Farben. Damit ist der Übergang zum zweiten grossen Segment des Waschmittelmarktes erreicht, nämlich den Spezialwaschmitteln. Auch diese gibt es als Pulver oder als Flüssigprodukte. Hierunter fallen als mengenmässig bedeutendste Gruppe die Feinwaschmittel, welche in der Regel frei von Bleichmitteln sind. Weiteres Merkmal ist die Abwesenheit von optischen Aufhellern und eine insgesamt mildere Rezeptureinstellung zwecks Schonung empfindlicher Farben und Fasern.
Trotzdem steht die Waschkraft von Feinwaschmittelpulvern der vieler Universalwaschmittel, abgesehen von der naturgemäss fehlenden Bleichwirkung, nicht viel nach, verbunden aber mit grösserer Wäscheschonung. Dies veranlasste Umwelt- und Verbraucherberatung schon vor Jahren zu der Empfehlung, für die tägliche Wäsche keine Universal-, sondern Feinwaschmittel zu verwenden und im Bedarfsfall durch ein Fleckensalz zu verstärken bzw. gleich aufs Baukastensystem umzusteigen. Wermutstropfen war dabei früher der unverhältnismässig hohe Gehalt des Füllstoffs Natriumsulfat von bis zu 50%! Inzwischen werden auch hier Konzentrate und Kompaktpulver ohne diese Salzbelastung angeboten, so dass niedrigere Dosierungen möglich sind.

Unter Mengengesichtspunkten stellen die W. die mit Abstand grösste regelmässige Belastung des häuslichen Abwassers mit Chmiekalien dar, was einen sensiblen, verantwortungsbewusste Umgang mit diesen Produkten erfordert. Während in der Nachkriegszeit eine stürmische Absatzentwicklung einsetzte, stagniert der Verbrauch seit Ende der 70er Jahre, allerdings auf hohem Niveau.

Da bei den Produktionszahlen Im- und Exportströme das Bild verzerren können, ist für die tatsächliche Verbrauchsentwicklung in Deutschland der realisierte Absatz aussagekräftiger.
Bemerkenswert ist hierbei, dass der Deutsche Einbruch des Pro-Kopf-Verbrauchs 1991 weniger durch Waschmitteleinsparungen im Westen als mehr durch den traditionell sehr viel niedrigeren Verbrauch der Bürger der ehemaligen DDR verursacht wurde Es steht zu befürchten, dass hier eine Nivellierung auf höherem Niveau stattfinden wird.

Siehe auch: Waschmaschine

Autor: KATALYSE Institut

Waldboden

Der W. ist ein relativ naturnahes Bodensystem, da es in der Regel nicht oder nur selten bearbeitet oder gedüngt wurde. In vielen Wäldern Mitteleuropas wurden allerdings seit dem Mittelalter bis ins 19. Jh. Dem Wald Laubstreu oder Plaggen entnommen, was Nährstoffentzug und (Bodenversäuerung) zur Folge hatte.

Erst in den letzten Jahrzehnten erfolgten Düngungs- und Kalkungsmassnahmen, hauptsächlich um den Eintrag von Säuren durch die Luftverschmutzung mit Stickoxiden und Schwefeldioxid zu kompensieren. In manchen Regionen wie zum Beispiel in Schweden ist der pH-wert des Waldbodens bereits auf Werte um 3,5 pH abgesunken (Saurer Regen).

Die Versauerung bewirkt die Freisetzung von Aluminium-(Zellgift)- und Scwermetallionen und mindert die Organismentätigkeit mit der Folge, dass sich die Intensität des Abbaus des Laubstreus verringert, Humus langsamer gebildet wird und die Pflanzenverfügbarkeit der Nährstoffe abnimmt.
Waldböden unterliegen vor allem unter Nadelhölzern einem natürlichen Prozess der Versauerung mit der neigung zur Podsolierung (Bodentypen).

Waldböden tropischer Breiten unterliegen wegen ungünstiger Bindungsverhältnisse zwischen Nährstoffen und Tonmineralien in starkem Ausmass der Nährstoffauswaschung. Im Falle der Rodung verlieren diese Böden daher aufgrund mangelnder Nährstoffnachlieferung durch Laubfall schnell ihre Fruchtbarkeit (Regenwald).

Autor: KATALYSE Institut

Windeln

Beim Wickeln von Säuglingen unterscheidet man folgende Wickelmethoden: 1. Wickeln in Höschen-W. (Einmal- oder Wegwerf-W.), 2. Wickeln in Baumwoll-W. a) Waschen zu Hause, b) Waschen durch W.-Dienst, 3. W.-Höschen zum vielfachen Gebrauch mit Einmal-Vlies-Einlagen.

Wegwerf-W. machen 2,8 Gew.-% des westdeutschen Hausmülls aus. Die Verwendung von Wegwerf-W. erfordert viermal mehr Energieeinsatz als die von Baumwoll-W.. Den ökologischen Vorteilen der Baumwoll-W. steht der hohe Arbeitsaufwand dieser Methode gegenüber. W.-Dienste, deren Adressen bei Verbraucherzentralen oder kommunalen Umweltberatungen erfragt werden können, erhöhen beim Verbraucher die Akzeptanz der Baumwoll-W.. Durch eine Produktlinienanalyse wurde aufgezeigt, daß Höschen-W. in puncto Luft- und Wasserbelastung qualitativ und quantitativ schlechter abschneiden als andere W. (s.Tab.).

Baumwoll-W., die zu Hause gewaschen werden, rufen die geringste Umweltbelastung hervor. Bei den W.-Diensten ergeben sich die Hauptbelastungen der Luft aus der Anlieferung und Abholung der W. mit dem Auto .

In der Erprobung sind Kompostierungsverfahren von Wegwerf-W., bzw. Vlieseinlagen. Problematisch ist dabei der Plastikanteil der Höschen-W. und die Verwendung von zinkhaltigen Salben im W.-Bereich. In den von "Ökotest" untersuchten Höschen-W. konnten PVC, Pestizide, Formaldehyd, Bleichmittelrückstände, Konservierungsmittel oder optische Aufheller nicht mehr nachgewiesen werden. Parfüm wird nur noch selten verwendet.

Lit.: Öko-Test-Magazin 10/87; Globus 5/91; W.-A.Bast, S.Diehl: Produktlinienanalyse Babywindeln, Darmstadt 1990

Autor: KATALYSE Institut

Weltraummüll

Als W. werden Trümmerteile von Raumflugobjekten und abgebrannten Triebwerken bezeichnet, die im Weltraum die Erde umkreisen.

Im erdnahen All befinden sich 7.000 etwa 1-10 cm große Objekte und rd. 70.000 bis 1 cm Größe. Hinzu kommen nach Schätzungen der europäischen Weltraumorganisation ESA Hunderttausende winzige Teile, die mit bis zu 36.000 km/h durchs All fliegen.

Der W. stellt eine große Gefahr für Satelliten und Raumflugprojekte dar. Ein erbsengroßes Fragment kann bereits einen Satelliten zerschlagen, ein murmelgroßes Objekt die Kabinenwand einer Raumstation und damit aufgrund des Druckabfalls das Leben von Astronauten gefährden.
Ein besonderes Risiko stellen auseinanderbrechende Satelliten mit nuklearer Energieversorgung dar, die als radioaktiv verseuchte Trümmer auf die Erde zurückfallen (Radioaktivität).

Autor: KATALYSE Institut