3-Liter-Haus ist ein Energiestandard für den Bedarf an Heizwärme eines Wohnhauses. Für die Heizung eines so charakterisierten Hauses werden jährlich nicht mehr als 30 Kilowattstunden Heizwärme pro Quadratmeter Gebäudenutzfläche gebraucht. Das entspricht 3 Litern Heizöl pro Quadratmeter und Jahr.Dieser Begriff wird insbesondere in Beratungsgesprächen mit dem zukünftigen Bauherren zur Charakterisierung des geplanten Wohnhauses verwendet. Er lehnt sich an den Begriff des 3-Liter-Autos an, das ebenfalls eine Technik kennzeichnet die besonders wenig fossile Brennstoffe verbraucht.

Zur Überprüfung dieses Standards, also zur Bestimmung des Energie-Verbrauchs existiert keine allgemein verbindliche Norm. Entsprechend ist die mit der Bezeichnung "3-Liter-Haus" abgegebene Zusage eher ein optimistischer Richtwert als der Regelfall.

Eine Absorptionskältemaschine ist eine Kältemaschine bei der im Gegensatz zur Kompressionskältemaschine die Verdichtung durch eine temperaturbeeinflusste Lösung des Kältemittels erfolgt. Man bezeichnet dies auch als thermischen Verdichter. Das Kältemittel wird in einem Lösungsmittelkreislauf bei geringer Temperatur in einem zweiten Stoff absorbiert und bei höheren Temperaturen desorbiert. Bei dem Prozess wird die temperaturabhängige physikalische Löslichkeit von zwei Stoffen angewendet. Voraussetzung für den Prozess ist, dass die beiden Stoffe in dem betriebenen Temperaturintervall in jedem Verhältnis ineinander löslich sind.

Beim Kochen verdampft das Ammoniak. Das verdampfte, heiße Ammoniak wird durch den Kondensator geleitet und kondensiert hier. Im Verdampfer wird das Ammoniak wieder gasförmig und nimmt Wärme auf. Der kalte Ammoniakdampf wird in den Aufsauger (Absorber) eingeperlt und das Ammoniakgas löst sich in der wässrigen Ammoniaklösung. Diese wässrige Ammoniaklösung wird über einen Wärmeübertrager zurück in den Kocher gepumpt. Der Wärmeübertrager wird auf der anderen Seite mit der warmen Ammoniaklösung betrieben, die den Aufsauger nachfüllt. Der Aufsauger wird ständig gekühlt, wobei das Kühlwasser nach dem Gebrauch im Aufsauger noch im Kondensator Verwendung findet. Das Kühlwasser kann z.B. über einen Verdunstungskühler mehrfach wiederverwendet werden.

Unsere Leistungen sind i.d.R. gewerksübergreifend miteinander verzahnt. D.h., ob Energieberater, Innenarchitekt, Installateur, Maler, Schlosser, Stuckateur, Zimmermann ... Sie erhalten Ihre Leistung komplett und ausschließlich über uns: aus einer Hand mit einem Ansprechpartner. (Quelle: G&M)

Der Paragraph 4 des Deutschen Behindertengleichstellungsgesetzes definiert „Barrierefreiheit" bzw. „barrierefrei" wie folgt: „Barrierefrei sind bauliche und sonstige Anlagen, Verkehrsmittel, technische Gebrauchsgegenstände, Systeme der Informationsverarbeitung, akustische und visuelle Informationsquellen und Kommunikationseinrichtungen sowie andere gestaltete Lebensbereiche, wenn sie für behinderte Menschen in der allgemein üblichen Weise, ohne besondere Erschwernis und grundsätzlich ohne fremde Hilfe zugänglich und nutzbar sind."Ein weiterer Begriff, der oft als Synonym für „Barrierefreiheit" steht, ist „Zugänglichkeit". Zugänglichkeit ist „eine wesentliche Voraussetzung für ihre [der Behinderten] gesellschaftliche Teilhabe in allen Lebensbereichen". Hier wird die erwähnte Selbstständigkeit und Teilhabe auf alle Lebensbereiche ausgeweitet, was bedeutet, dass es Menschen mit Behinderung durch Anpassungen in ihrer Umwelt möglich sein soll, so zu leben wie nicht behinderte Menschen. Das beinhaltet Zugang zu Wohnungen, Gebäuden, Verkehrsmitteln, Ausbildung, Beschäftigung, Gütern, Dienstleistungen und Informationen.

Barrierefreiheit bedeutet die uneingeschränkte Nutzung von Gegenständen, Gebrauchsgütern, Objekten und Informationen durch alle Menschen über denselben Zugangsweg. Eine Zugänglichkeit über alternative Zugangswege gilt dabei nicht als barrierefrei.

Beispiel: Der Haupteingang eines Gebäudes ist nur über eine Treppe zugänglich und damit für Rollstuhlfahrer nicht erreichbar. Es gilt nun nicht als barrierefrei, wenn der Zugang zum Gebäude über eine Rollstuhlrampe am Hintereingang gewährleistet ist, da für Rollstuhlfahrer ein längerer Zugangsweg besteht, als für Menschen, die die Treppe am Haupteingang benutzen können. Barrierefreiheit im Sinne der Definition wäre gewährleistet, wenn sich eine Rollstuhlrampe am Haupteingang befindet oder wenn sich der Haupteingang zu ebener Erde befinden würde.

Unter Bauwerksabdichtung versteht man das Abdichten eines Bauwerks gegen Feuchtigkeit. Dazu zählen alle Maßnahmen, die deren schädigenden Einfluss auf die Bausubstanz und die Nutzbarkeit verhindern sollen. Umgangssprachlich wird dabei vereinzelt auch von Isolierung gesprochen, fachsprachlich korrekt in Deutschland allerdings von Abdichtung.Bauwerksabdichtung bezeichnet nicht die Wärmedämmung von Gebäuden, steht mit dieser im Rahmen von Baukonstruktion und Bauphysik jedoch in engem Zusammenhang.

Bauwerksabdichtungen spielen eine wichtige Rolle bei der Nutzbarmachung von Kellern und Tiefgeschossen sowie bei Tunnelbauwerken. Abdichtungen existieren aber auch für Flachdächer, Terrassen und Balkone sowie als Innenabdichtungen für sogenannte Nassräume, wie Bäder.

Die diesbezüglichen Regelwerke, insbesondere die DIN 18195 Bauwerksabdichtung, unterscheiden dabei zwischen unterschiedlichen Beanspruchungsgraden. Je nach Bauteil kommen als Abdichtungmaterial Bekleidungen, Sperrschichten oder Anstriche zur Anwendung. Dabei sind neben den einschlägigen Normen auch die Herstellervorschriften zu beachten.

Probleme bereitet erfahrungsgemäß die Abdichtung gegen Bodenfeuchtigkeit aus dem Erdreich:

● Die horizontale Abdichtung der Bodenplatte gegen aufsteigende Feuchtigkeit aus dem Erdreich

● Die horizontale Abdichtung der Wände gegen aufsteigende Feuchtigkeit

● Die vertikale Wandabdichtung gegen seitlich eindringendes Wasser aus dem Erdreich, hierzu zählt auch die Sockelausbildung gegen Regen-Spritzwasser

Kellerabdichtung bei nicht drückendem Wasser:

● Nur Schutzanstriche sind dort nach DIN nicht mehr zulässig. Es muss immer nach dem Lastfall 2 (nichtdrückendes) Wasser abgedichtet werden. Dafür gibt es Bitumendickbeschichtungen oder Flexible mineralische Dichtungsschlämmen.

● Sollten die Wände bereits nass oder durchfeuchtet sein, wird bei einer Sanierung oft ein Aufgraben des Kellers notwendig. Zum Schutz gegen aufsteigende Nässe können Bohrungen von innen in die Kellerwand durchgeführt werden und dort eine Verkieselung (Kieselsäure) eingepresst werden. Die Bohrungen haben einen Abstand von ca. 15 bis 20 cm, je nach Mauerwerk auch enger. Diese hilft aber nur bei Bodenfeuchtigkeit, nicht mehr ab nichtdrückendem oder drückendem Wasser (Lastfall 2 + 3 nach DIN). Ein anderes Verfahren zum nachträglichen Einbau einer horizontalen Abdichtung ist die Mauersägetechnik. Als Ergänzung einer Abdichtung dient an der Kellersohle eine Drainage.

Kellerabdichtung bei drückendem Wasser

● Wenn drückendes Wasser ansteht, z.B. Grundwasser oder Schichtenwasser, ist die Abdichtung durch eine weiße Wanne oder schwarze Wanne erforderlich.

● Bei der weißen Wanne werden die wasserberührenden Bauteile aus wasserunduchlässigem Beton (WU-Beton) hergestellt.

● Bei einer schwarzen Wanne von außen mittels verschweißter Bitumenbahnen abgedichtet.

Ein Bewegungssensor, auch Bewegungsmelder ist ein elektronischer Sensor, der Bewegungen in seiner näheren Umgebung erkennt und dadurch als elektrischer Schalter arbeiten kann. Entsprechend können verschiedene Dienste programmiert werden. Z.B. die automatische Licht- und Heizungsregulierung, Kinderzimmerüberwachung oder Alarmmelder.

Ein Bewegungsmelder kann entweder mit elektromagnetischen Wellen, mit Ultraschall oder mit Infrarot-Licht arbeiten; es gibt auch Kombinationen davon. Der PIR (= Passiv Infrarot)-Sensor ist der am häufigsten eingesetzte Typ von Bewegungsmeldern und kommt sowohl im Privatbereich als auch im industriellen Umfeld zur Anwendung.

Eine Biogasanlage dient zur Erzeugung von Strom, Wärme und Dünger aus Biomasse. Es werden verschiedene Rohstoffe, z.B. Gülle, Klärschlamm, Fette oder Pflanzen in einen luftdicht verschlossenen Fermenter eingebracht. Dort entsteht durch anaerobe Gär- oder Fäulnisprozesse das Biogas, das je nach Ausgangsstoff aus 40-75% Methan, 25-55% Kohlendioxid, bis zu 10% Wasserdampf sowie darüber hinaus aus geringen Anteilen Stickstoff, Sauerstoff, Wasserstoff, Ammoniak und Schwefelwasserstoff besteht.

Biogas wird vor allem zur dezentralen gekoppelten Strom- und Wärmeerzeugung in Blockheizkraftwerken genutzt (Kraft-Wärme-Kopplung). Dazu wird das Gasgemisch getrocknet (der Wasseranteil im Biogas wird reduziert), durch Einblasen einer kleinen Menge Frischluft entschwefelt und dann einem Verbrennungsmotor zugeführt, der einen Generator antreibt. Der so produzierte Strom wird ins Netz eingespeist. Die im Abgas und Motorkühlwasser enthaltene Wärme wird in Wärmetauschern zurückgewonnen. Ein Teil der Wärme wird benötigt, den Fermenter zu beheizen. Die in Frage kommenden Bakterienstämme, die die Biomasse abbauen, arbeiten am besten in einem Temperaturbereich von entweder 37 (mesophil) oder 55 Grad (thermophil) Celsius. Überschüssige Wärme des Motors kann zur Beheizung von Gebäuden, zum Trocknen der Ernte (Getreide) verwendet werden.

Biogas kann auch aufbereitet und ins Erdgasnetz eingespeist werden. Damit werden Biogasanlagen auch an Standorten ohne Wärmeabnehmer sinnvoll. Aufbereitetes Biogas kann ebenso als Treibstoff für gasbetriebene Fahrzeuge eingesetzt werden.

Die vergorenen Rohstoffe werden als landwirtschaftliche Düngemittel verwendet. Sie sind chemisch weit weniger aggressiv als Rohgülle, die Stickstoffverfügbarkeit ist besser und der Geruch weniger intensiv.

Biogasanlagen sind neben Wasserkraftwerken, Solaranlagen, Biomasseheiz(-kraft-)werken und Windenergieanlagen wichtige Erzeuger von Strom und Wärme aus erneuerbaren Energien. Eine kurze Aufstellung der Vor- und Nachteile:

Vorteile
● Nutzung von erneuerbaren, nachwachsenden, örtlich verfügbaren Rohstoffen
● CO2-neutrale Energieerzeugung
● Dezentrale Versorgung - entbehrt Überlandleitungen über große Entfernungen
● Steuerbare Leistung - Anpassung an den Bedarf
● Grundlastfähig
● Verbesserte Düngerqualität im Gegensatz zu Rohgülle. Damit verbunden ist eine verringerte Geruchsintensität und Ätzwirkung bei der Ausbringung, Pflanzen können den Nährstoffgehalt besser und schneller ausnutzen als bei Rohgülle
● Biogas kann als Treibstoff für div. Fahrzeuge verwendet werden

Nachteile
● Großer Investitionsaufwand
● Bei Vergärung von proteinhaltigen Stoffen mögliche Geruchsbelästigung durch Schwefelverbindungen
● Für die Ausbringung des Endsubstrates müssen genügend Flächen zur Verfügung stehen.
● In den Wintermonaten darf keine Gülle ausgebracht werden, für diese Zeit muss die Gülle gelagert werden (das gleiche gilt aber auch für unvergorene Gülle).

Ein Bioreaktor ist ein Behälter, in dem speziell herangezüchtete Mikroorganismen oder Zellen unter möglichst optimalen Bedingungen in einem Nährmedium kultiviert werden, um entweder die Zellen selbst, Teile von ihnen oder eines ihrer Stoffwechselprodukte zu gewinnen.Bioreaktoren sind zum Teil größer als 100 Kubikmeter und werden auch als Fermenter bezeichnet. In der Forschung und Entwicklung (F&E) werden bevorzugt Laborfermenter, mit kleineren Volumina meist bis 10 Liter eingesetzt.

Da auch Braukessel in Brauereien technisch zu den Bioreaktoren zählen, kann man das Erscheinen der ersten Bioreaktoren mit dem Erscheinen der ersten Brauereien vor ungefähr 5500 Jahren gleichsetzen.

Man unterscheidet Bioreaktoren nach Bauweise und Funktionsweise. Ein paar Beispiele, sortiert absteigend nach Anwendungshäufigkeit.

● Mit Abstand der häufigste Reaktor ist der Rührkesselreaktor - ein Stahlgefäß in dem ein Rührwerk für eine möglichst gute Durchmischung sorgt.
● In einem Airliftreaktor wird nicht gerührt, sondern Bewegung ausschließlich durch einen kontinuierlichen, im Nährmedium aufsteigenden Luftstrom eingebracht.
● Ein Festbettreaktor ist mit einem festen Material gefüllt, an dem die Zellen anhaften können.
● Schlaufenreaktor
● Photoreaktoren uvm.

Je nach Art der Befüllung unterscheidet man

● Batch-Prozesse, bei denen der Reaktor einmal komplett befüllt wird und nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne ("Reaktionszeit" oder "Wachstumszeit") wieder komplett entleert wird.
● Fed-Batch-Prozesse, bei denen der Füllstand anfangs unterhalb der maximalen Kapazität des Reaktors liegt und der dann langsam bis zur maximalen Auslastung mit Nährmedium erhöht wird. Dann wird der Reaktor wieder komplett entleert.
● Kontinuierliche Prozesse, bei denen ein steter Zulauf an Nährmedium und ein gleichgroßer Ablauf an "Brühe" (Gemisch aus Nährmedium, Produkt, Biomasse etc.) den Füllstand auf einem konstanten Niveau halten.

Die Bedingungen im Inneren der Apparatur werden mit Hilfe von Sensoren überwacht. Mittels Sonden wird meistens pH-Wert, O2-Gehalt in Medium und Abluft, CO2-Gehalt in der Abluft, Temperatur, Extinktion (optische Dichte) des Mediums (proportional zur Zellkonzentration bei gleich bleibender Zellgröße) und Schaumentwicklung gemessen.

Der für die Produktivität der Zellen sehr wichtige pH-Wert kann automatisch mittels an den pH-Sensor gekoppelten Pumpen kontrolliert werden, die je nach Bedarf Phosphorsäure (H3PO4) oder Natronlauge (NaOH) ins Nährmedium pumpen. Der Sauerstoffgehalt stellt eines der größten Probleme dar, weil Sauerstoff nur schlecht wasserlöslich ist und man nicht beliebig viel Luft in den Reaktor pumpen kann. Die Temperaturregelung (Kühlung) übernimmt meist eine Wasserkühlanlage. Schaumentwicklung will man meistens vermeiden, da Schaum die Abluftfilter verstopfen kann. Hierzu benutzt man mechanische Schaumzerstörer und chemische Mittel, so genanntes Anti-Schaum (engl. antifoam).

Mit dem Nährmedium müssen den Organismen unter anderem Kohlenstoff-, Stickstoff-, und Phosphorverbindungen zur Verfügung gestellt werden. Während der Wachstums- oder Reaktionszeit wird die wässrige Lösung aus Organismen oder Zellen und dem Nährmedium mit Sauerstoff durchlüftet und gut durchmischt. Ziel ist es, die Bedingungsgleichheit an allen Stellen des Reaktors sicherzustellen. (Idealfall)

Besonders große Bioreaktoren bilden die Kläranlagen (siehe auch Abwasser) sofern sich diese Anlagen biologischer Prozesse bedienen (Belebtschlammverfahren, Tropfkörper, Pflanzenkläranlage etc.).

Die Prozesse in Bioreaktoren können durch die Reaktionskinetik beschrieben werden, wobei man bei der Modellierung auf die Besonderheiten biologischer Prozesse achten muss.

Ein Blockheizkraftwerk (BHKW) ist in der Regel ein modular, das heißt ein mit mehreren, meist gleichartigen Stromerzeugern aufgebautes kleineres Heizkraftwerk. Normale BHKW-Anlagen sind mit einer elektrischen Leistung zwischen 50kW und 100 MW elektrischer Leistung deutlich kleiner als Heizkraftwerke mit etwa 500 MW und mehr elektrischer Leistung. BHKW mit elektrischer Leistung unter 10 kW (Mikro-KWK) werden für Einzelgebäude angeboten. Sie liefern Wärme für Nahwärmenetze, zum Beispiel zur Versorgung einzelner Gebäudekomplexe oder Hallenbäder. BHKW nutzen - wie auch Heizkraftwerke - das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung, das heißt die bei der Stromerzeugung anfallende Abwärme wird genutzt. Als Quelle für die Stromerzeugung dienen meistens Verbrennungsmotore (Dieselmotore oder Gasmotore), aber auch Gasturbinen werden eingesetzt. Durch die Kraft-Wärme-Kopplung wird die eingesetzte Primärenergie mit einem Wirkungsgrad bis über 90% genutzt.Der insgesamt deutlich höhere Wirkungsgrad (Nutzenergie Strom plus Wärme dividiert durch Energieeinsatz) eines BHKWs gegenüber dem herkömmlichen Mischbetrieb aus lokaler Heizung und zentraler Stromversorgung beruht darauf, dass die Abwärme der Stromerzeugung direkt vor Ort eingesetzt wird. So erreicht ein modernes Großkraftwerk auf Steinkohlebasis bis zu 45% Wirkungsgrad, somit treten 55% der Energie als Abwärme auf, deren Einsatz als Fernwärme aber deutliche Transportverluste (10-15%) sowie ein aufwändiges Rohrleitungsnetz bedingen würde, ferner liegen bei zentralen Großkraftwerken Wärmeerzeuger und Wärmeabnehmer weit auseinander. Auch durch Umspannen und Transport der Elektrizität geht ca. 2-5% der Energie verloren. Der für sich genommen geringere elektrische Wirkungsgrad eines BHKWs (z.B. 38%) fällt dabei aufgrund des hohen Gesamtwirkungsgrads von ca. 90% kaum ins Gewicht, da in einem Gebäude meist mehr Heizenergie als Strom gebraucht wird; jedoch ist die jahreszeitliche Schwankung an Heizenergie in einem Wohngebäude sehr viel größer als die des Strombedarfs. Bei modernen Gebäuden mit sehr geringem Heizenergiebedarf kann auch der Fall eintreten, dass mehr Strom- als Wärmeenergie benötigt wird.

Ursprünglich beruhten BHKW-Anlagen auf Verbrennungsmotoren, deren Wärme aus dem Abgas und dem Kühlwasserkreislauf zur Aufheizung von Heizungswasser verwendet wurde. Inzwischen werden auch andere Systeme wie Stirling-Motor, Brennstoffzelle, Mikro- und Kleingasturbinen oder etwa ein Linator zur Stromerzeugung in BHKW-Anlagen eingesetzt. Gerade die letzte Neuentwicklung ist aufgrund der wirtschaftlichen Einsatzfähigkeit im Bereich von Ein- und Mehrfamilienhäusern vielversprechend. Ein BHKW mit einem Linator gewann 2005 den renommierten Energie- und Umweltpreis des Wuppertal-Institutes. Der Einsatz bei BHKW ist nicht auf Heizzwecke beschränkt, sondern dient auch zur Erzeugung von Prozesswärme über Wasserdampf, Heißluft oder Thermoöl oder eine Absorptionswärmepumpe, die die Abwärme der BHKW-Anlage zur Erzeugung von Kälte nutzt.

Als Kraftstoffe kommen vorwiegend fossile oder regenerative Kohlenwasserstoffe wie Heizöl, Pflanzenöl, Biodiesel (für einen Dieselmotor) oder Erdgas bzw. Biogas (für einen Ottomotor, Zündstrahlmotor oder eine Gasturbine) zum Einsatz, daneben auch Holzpellets als nachwachsender Rohstoff in Dampfkraftanlagen.

Bei BHKW-Anlagen auf Basis von Verbrennungsmotoren oder Gasturbinen fällt Abwärme im Kühlkreislauf und im Abgas an. Sie wird über Wärmeübertrager in den Heizkreislauf der Gebäude-Zentralheizung überführt. So ist ein Wirkungsgrad von bis zu 95 % erreichbar, abhängig von der jeweiligen Auslastung des Motors und dem Motorwirkungsgrad. Der reine elektrische Wirkungsgrad bei Motorvolllast beträgt je nach Brennstoff, Größe und Bauweise (z. B. mit/ohne Turbolader) des Motors und Generators zwischen 20 (bei kleinen BHKW) und 43 % (Dieselmotoren mit Leistungen über 1 MW).

Kleine BHKW (Mikro-KWK) von ca. 3–5 kW elektrischer und ca. 12-20 kW thermischer Leistung eignen sich für den Heizbetrieb von Ein- und Mehrfamilienhäusern im Winter. Im Sommer kann zum Beispiel für die Abnahme der Wärme bei fehlendem Heizenergiebedarf eine zusätzlich zu investierende Absorptionskältemaschine eingesetzt werden, die Kälte zur Klimatisierung erzeugt. Man spricht dann von Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung. Zukünftig ist auch der Einsatz von BHKW als Virtuelles Kraftwerk geplant, indem eine Vielzahl dezentraler BHKW zentral gesteuert werden.

BHKW werden in Deutschland durch das Gesetz für die Erhaltung, die Modernisierung und den Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung, kurz Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz gefördert. Netzbetreiber sind verpflichtet, eine BHKW-Anlage an ihr Stromnetz anzuschließen und für den ins öffentliche Netz eingespeisten Strom zu vergüten. Die Vergütung setzt sich zusammen aus dem Durchschnittspreis für Basislaststrom an der Leipziger Strombörse EEX, einem KWK-Zuschlag sowie den vermiedenen Netznutzungsgebühren für die Einspeisung in den unteren Spannungsebenen. Zur staatlichen Förderung gehören weiterhin auch Steuererleichterungen, wie z.B. die Erstattung der Mineralölsteuer für den eingesetzten Brennstoff.

Mit dem Differenzdruck-Messverfahren (auch: Blower-Door-Test) wird die Luftdichtheit eines Gebäudes gemessen. Das Verfahren dient dazu, Leckagen in der Gebäudehülle aufzuspüren und die Luftwechselrate zu bestimmen. Genormt ist das Verfahren mit der DIN EN 13829. Hier der Beginn der Norm:EUROPÄISCHE NORM EN 13829 November2000 Deutsche Fassung
Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden
Bestimmung der Luftdurchlässigkeit von Gebäuden
Differenzdruckverfahren (ISO 9972:1996, modifiziert)

Durch einen (geeichten) Ventilator wird Luft in das zu untersuchende Gebäude gedrückt oder herausgesaugt. Die Stärke des Ventilators wird so eingestellt, dass zum Umgebungsdruck eine Druckdifferenz von 50 Pa (Pascal) entsteht. Druckdifferenzen entstehen auch natürlich, wenn Wind bläst. Bei Windstärke 5 ist diese Druckdifferenz auch etwa 50 Pa. Der Ventilator wird meistens mit einem Rahmen in die Öffnung einer geöffneten Außentür eingesetzt, daher der Name Blower-Door-Test (deutsch: Gebläse-Tür-Messung). In der Blower-Door sind Messinstrumente eingebaut, die die Druckdifferenz und die Luftmenge messen, die der Ventilator transportiert. Die Drehzahl des Ventilators wird so eingestellt, dass sich ein bestimmter Druck zwischen Außen- und Innenraum aufbaut. Dabei muss er soviel Luft nach außen befördern, wie durch Leckstellen in das Gebäude eindringt (bei der Unterdruckmessung). Der gemessene Luftstrom wird durch das Volumen des Gebäudes geteilt. Diesen Wert kann man nun mit anderen Gebäuden und Normen vergleichen.

Der Blower Door Test gliedert sich in drei Phasen. In der ersten Phase wird ein konstanter Unterdruck von 50 Pa oder etwas höher erzeugt und aufrechterhalten. Während dieser Phase wird die Gebäudehüllfläche nach Leckagen (undichte Stellen) abgesucht, wo Luft ungewünscht hereinströmt. Bei der späteren Nutzung des Gebäudes sind die Leckagen Stellen, an denen Luft und damit Wärme entweichen kann. Größere Fehlstellen lassen sich bereits mit der Hand erfühlen, für kleinere benutzt man Rauchspender (Rauchmaschinen) oder Luftgeschwindigkeitsmesser. In der zweiten Phase wird ein Unterdruck aufgebaut, wobei bei kleinen Drücken (10 bis 30 Pa) begonnen wird und schrittweise (z.B. 5 bis 10 Pa-Schritte) erhöht wird bis auf den Enddruck (60 bis 100 Pa). Bei jedem Schritt wird der jeweilige Luftvolumenstrom protokolliert. In der dritten Phase wird ein Überdruck erzeugt und die Messung wird analog zur Unterdruckmessung durchgeführt. Aus den gesamten Ergebnissen und dem Luftvolumen des Gebäudes wird der Drucktestkennwert n50 errechnet: Dieser gibt an, wie hoch die verbleibende Restleckage (bei einem Referenzdruck von 50 Pa) noch ist. Der genaue Ablauf der Messung ist in DIN EN 13829 geregelt.

Das Differenzdruck-Messverfahren sollte immer durchgeführt werden, um evtl. vorhandene Fehlstellen der Gebäudehülle zu finden. Relativ weit verbreitet ist es schon bei Niedrigenergiehäusern.

Typische Ergebnisse der Gebäude-Dichtheitsmessung sind: Bei undichten Altbauten 4 bis 12 h-1; bei Neubauten ohne besondere Sorgfalt 3 bis 7 h-1; bei Niedrigenergiehäusern 1 bis 2 h-1 und bei Passivhäusern 0,1 bis 0,6 h-1. In Passivhäusern ist die Luftdichtheit besonders wichtig, daher ist dort ein Grenzwert von 0,6 h-1 vorgegeben.

Ein Gebäude muss gelüftet werden (z.B. zur Feuchtigkeitsabfuhr) - aber nur über die vorgesehenen Lüftungsmöglichkeiten. Strömt Raumluft (die immer feucht ist) durch Mängel in der Bauausführung (ungewollte Fugen, Schlitze usw.) ins Freie, sind fast immer Bauschäden (Schimmel usw.) vorprogrammiert. Strömt z.B. feuchte Raumluft durch Mineralwolle, so kommt es zum Tauwasserausfall: Entsprechend der Funktion der Mineralwolle zur Wärmedämmung ist eine Seite der Mineralwolle warm - und zwar die, die dem Raum zugewandt ist - und die andere Seite ist im Winter kalt. Kommt die Raumluft in den kalten Bereich, wird die Luft stark gekühlt - mit der Folge Tauwasserausfall. Wegen der Zugänglichkeit kann dieses Tauwasser nicht wie am Fenster abgewischt werden. Die einzige Vermeidungsmöglichkeit ist eine sorgfältig luftdichte Ausführung der Konstruktion auf der warmen Seite.

Luftdichtheit darf nicht mit Dampfdiffusionsdichtheit verwechselt werden. Ein normaler Innenputz auf einem Mauerwerk ist z.B. ausreichend luftdicht aber dampfdiffusionsoffen - das gleiche gilt für Luftdichtungspapiere.

Bei der Messung geht es um zwei Ziele. Erstens darf die Luftmenge, die der Ventilator fördert und die durch unvermeidliche Fugen usw. entweicht, höchstens 3x in der Stunde die Luft im Gebäude austauschen (Vorgabe durch die deutsche Energieeinsparverordnung - EnEV, bei Gebäuden mit Lüftungsanlagen höchstens 1,5 mal) und zweitens sollte derjenige, der die Messung durchführt, auch die Fehlstellen finden, damit diese beseitigt werden. Die letzte Forderung ist nicht direkt Gesetz, sondern gehört zu den allgemeinen anerkannten Regeln der Technik, auf deren Einhaltung z. B. ein Bauherr auch ohne besondere Vereinbarung Anspruch hat. Deshalb müssen Fehlstellen rechtzeitig erkannt und beseitigt werden.

Das Prinzip der Brennstoffzelle wurde bereits 1838 von Christian Friedrich Schönbein entdeckt, indem er zwei Platindrähte in einer Elektrolytlösung (wahrscheinlich Schwefelsäure) mit Wasserstoff beziehungsweise Sauerstoff umspülte und zwischen den Drähten eine Spannung feststellte. 1839 veröffentlichte Schönbein diese Ergebnisse. Im selben Jahr schrieb Sir William Grove eine Notiz über das „batterisierte" Knallgas und wandte diese Erkenntnisse in Zusammenarbeit mit Schönbein in mehreren Versuchen an.Aufgrund der Erfindung der Dynamomaschine durch Werner von Siemens geriet die von ihm als „Galvanische Gasbatterie" bezeichnete Erfindung zunächst in Vergessenheit, da die Dynamomaschine in Verbindung mit der Dampfmaschine bezüglich Brennstoff und Materialien relativ einfach und unkompliziert war.

Ihre Renaissance erlebte die Brennstoffzelle ab den 1950er Jahren mit der beginnenden Raumfahrtforschung. Sie gewinnt seitdem kontinuierlich an Bedeutung. Auf Island wird sie im Zuge der eingeführten Wasserstoffwirtschaft bald flächendeckend eingesetzt. Die momentan leistungsfähigste stationäre Brennstoffzelle ist eine Hochtemperatur-Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle und steht im Forschungszentrum Jülich.

Eine Brennstoffzelle besteht aus zwei Elektroden, die durch eine Membran oder Elektrolyt (Ionenleiter) voneinander getrennt sind. Die Anode wird mit dem Brennstoff umspült (also Wasserstoff, Methan, Methanol, Glukoselösung), der dort oxidiert wird. Die Kathode wird mit dem Oxidationsmittel umspült (zum Beispiel Sauerstoff, Wasserstoffperoxid, Kaliumthiocyanat), das dort reduziert wird.

Weil Wasserstoff in Wasserstoffnetzen noch nicht verfügbar ist, sind derzeit die Erdgas-Brennstoffzellen dabei, die bisherigen Generatoren in der Kraft-Wärme-Kopplung zu verdrängen. Ein solches Blockheizkraftwerk kann für ein größeres Einzugsgebiet oder in kleinerer Ausführung auch zur Versorgung eines Gebäudes dienen.

Ähnlich wie bei Heizkraftwerken mit Gasturbinen wird Erdgas als Energieträger zugeführt, der jedoch nicht direkt verbrannt wird: In einem Reformer wird bei hohen Temperaturen der Wasserstoff von den Kohlenwasserstoffen abgelöst und der Brennstoffzelle zur Energieerzeugung zugeführt. So entsteht zum einen Strom, zum anderen Wärme, die für die Brauch- und Heizwassererwärmung eingesetzt wird. Auf Seite der Stromversorgung liegt der Vorteil der dezentralen Erzeugung in der Vermeidung von Umspann- und Leitungsverlusten im Netz der Energieversorger, in Höhe von bis zu 6%. Auf der Wärmeseite wiederum entfallen die Transportverluste, die selbst bei vollständiger Nutzung der Abwärme eines Elektrizitätswerkes unvermeidlich sind. Weiterer Vorteil dieser Technik sind deren vergleichsweise geringen spezifischen Emissionen an Luftschadstoffen und Kohlendioxid.

Ein Brennwertkessel ist ein Heizkessel für Warmwasserheizungen, der den Energieinhalt des eingesetzten Brennstoffs nahezu vollständig nutzt. Der Unterschied zu konventionellen Kesseln besteht darin, dass Brennwertkessel auch die Kondensationswärme des Abgases weitgehend nutzen. So erreichen Brennwertkessel heizwertbezogene Wirkungs-/ Nutzungsgrade von über 100 Prozent. Diese physikalische Unmöglichkeit ist eine Folge einer Mogelei vor vielen Jahren: Damals hatten Heizkessel Wirkungsgrade um 70%. Das klingt schlecht und um den Kunden hohe Qualität vorzutäuschen, wurde festgesetzt, dass ein Heizkessel niemals mehr als 90% Wirkungsgrad haben kann. Bezogen auf diese "Schallgrenze" hat dann ein 70%-Kessel den besser verkaufbaren Wert von 70/90*100% = 78%. Im Lauf der Zeit lernten die Kesselbauer dazu und irgendwann wurde ein physikalisch korrekt gemessener Wirkungsgrad von 85% erreicht, der - mit der gleichen Formel berechnet - als 94%-Kessel verkauft wurde. Als vor einigen Jahren die Brennwertkessel erfunden wurden, die auch noch die Kondensationswärme der Feuchtigkeit im Abgas ausnutzen, stieg der physikalisch korrekte Wirkungsgrad auf 95%. Nun hatten die Hersteller aber nicht den Mut, zu sagen, dass sie bisher mit den Wirkungsgraden gemogelt haben und verwendeten diese Formel weiter. Und diese lieferte 95/90*100% = 106%. Und damit wurde der Schwindel offenkundig.Physikalisch sinnvoller ist jedoch der Bezug auf den Brennwert: Ein idealer Brennwertkessel ohne Verluste erreicht einen brennwertbezogenen Wirkungs-/ Nutzungsgrad von genau 100 Prozent.

Bei der Verbrennung der (kohlen-)wasserstoffhaltigen Brennstoffe entsteht wasserdampfhaltiges Abgas. In Brennwertkesseln kühlt man das Abgas soweit ab, dass die Wasserdampfanteile des Abgases kondensieren. Durch die Nutzung der Kondensationswärme tritt eine deutliche Verbesserung des verbrennungstechnischen Wirkungsgrades ein. Ein zusätzlicher Gewinn in Bezug auf den Wirkungsgrad liegt in der Tatsache, dass die Abgastemperaturen und somit die Abgasverluste erheblich niedriger ausfallen als bei konventioneller Feuerung, bei der, um Kondensatbildung im Abzug zu verhindern, die Abgastemperatur rund 120°C nicht unterschreiten sollte, während Brennwertfeuerungen mit 60°C betrieben werden können.

Je höher der Wasserstoffanteil eines Brennstoffes ist, desto höher ist die Menge an Wasserdampf, die nach der Verbrennung des Brennstoffs im Abgas enthalten ist. Insbesondere bei Brennstoffen mit hohem Wasserstoffanteil ist es also wichtig, dass die im Abgas enthaltene Kondensationswärme genutzt wird. Brennwertkessel vermögen je nach energetischer Qualität und je nach Betriebsbedingungen einen mehr oder weniger großen Anteil der Kondensationswärme zu nutzen. In Nicht-Brennwertkesseln kann die Kondensationswärme nicht genutzt werden, dadurch entsteht ein sogenannter latenter Abgasverlust (bisher nicht im Schornsteinfegerprotokoll ausgewiesen) von ca. 6% bei Heizöl EL und ca. 11% bei Erdgas.

Die Brennwertnutzung wird häufig dadurch erreicht, dass die Eintrittstemperatur des Heizungswassers in den Heizkessel („Rücklauftemperatur") so weit abgesenkt wird, dass der Taupunkt des Abgases an den Wärmeübertragerflächen unterschritten wird. Dies kann je nach Konstruktion im Kessel selbst oder auch in einem separaten Wärmeübertrager geschehen. Ein weiteres Prinzip der Brennwertnutzung ist die Verbrennungsluftvorwärmung. In diesem Fall tritt die Kondensation in einem nachgeschalteten Wärmetauscher (Voll-Brennwerttechnik) und/oder im Luft-Abgas-System auf und sorgt für eine Vorwärmung der Verbrennungsluft.

Prinzipiell können Brennwertgeräte in jeder Heizungsanlage eingesetzt werden. Niedrige Rücklauftemperaturen erhöhen jedoch die Effektivität eines Brennwertkessels. Eine Kombination mit entsprechend groß dimensionierten Heizflächen, z. B. Fußbodenheizungen, ist daher sinnvoll, jedoch nicht zwingend notwendig. In der Regel sind die vorhandenen Heizkörper nach Modernisierungsmaßnahmen am Gebäude (z. B. Fensteraustausch) groß genug dimensioniert, um ausreichend geringe Rücklauftemperaturen aufzuweisen. Die Wärmeleistung, die ein Heizkörper an den Raum abgeben muss, sinkt zudem drastisch bei ansteigenden Außentemperaturen. Je mehr Heizwärme vom Heizkörper abgegeben werden muss, desto höher ist die Rücklauftemperatur des Heizkörpers. Während des größten Teils der Heizperiode ist die Rücklauftemperatur niedrig genug, um eine Kondensation und damit eine Nutzung des Brennwerteffekts zu ermöglichen. Bei Brennwertgeräten mit Verbrennungsluftvorwärmung kann auch noch bei Rücklauftemperaturen oberhalb des Taupunktes des jeweiligen Brennstoffs (bei Gas etwa 57°C, bei Öl etwa 47°C) Kondensationswärme genutzt werden, da hier die warmen Abgase zum Vorwärmen der Brennerzuluft genutzt werden. Dieser Effekt tritt prinzipiell bei Nutzung eines so genannten Luft-Abgas-Systems (LAS) ein, bei dem die warmen Abgase durch das innere Rohr eines Rohr-in-Rohr-Systems abgeführt werden und dabei Wärme an die kältere, durch das äußere Rohr des LAS-Systems zum Brenner geführte Zuluft abgeben.

So genannte Überströmventile, die oft direkt nach der Umwälzpumpe zwischen Vor- und Rücklauf (bei Wandgeräten auch in das Gerät integriert) eingebaut sind, öffnen sich im Teillastbetrieb (d. h., wenn aufgrund schließender Thermostatventile der Kesselvolumenstrom kleiner ist als der Auslegungsvolumenstrom) zum Druckabbau, um die Pumpe zu entlasten oder um eine vom Kessel benötigte Mindest-Umlaufwassermenge sicherzustellen, und heben dabei die Rücklauftemperatur an. Letzteres gilt auch für 4-Wege-Mischer. Sowohl Überströmventile als auch 4-Wege-Mischer sollten bei Einsatz von Brennwertkesseln stillgelegt oder ausgebaut werden, damit die Rücklauftemperatur am Kessel so niedrig wie möglich ist. Insbesondere Wandgeräte weisen aber oft so geringe Kesselwasserinhalte auf, dass zum Schutz der Wärmeübertragerflächen vor einer thermischen Überbelastung eine gewisse Mindestumlaufwassermenge durch Überströmventile sichergestellt werden muss. Diese Probleme entfallen beim Anschluss des Kessels über eine hydraulische Weiche.

Ein Dämmstoff ist ein Material mit geringer Wärmeleitung, das in der Bauindustrie, im Anlagenbau oder bei der Herstellung von Kühlschränken, Gefrierschränken o. ä. zur Wärmedämmung (Isolation) eingesetzt wird. Ausserdem weisen Dämmstoffe auch schalldämmende und andere bauphysikalische Eigenschaften auf.Die Dichte und der Dämm- bzw. Leitwert eines Dämmstoffs sind eng gekoppelt, im allgemeinen gilt: Je geringer die Dichte des Dämmstoff desto höher ist sein Wärme-Dämmwert. Für die Schalldämmung ist es oft genau umgekehrt und auch beim sommerlichen Wärmeschutz ist eine größere Dichte von Vorteil.

Der Leitwert gibt an wieviel Wärme in einer bestimmten Zeit durch ein bestimmtes Volumen (1m_ Grundfläche x Dicke) des Dämmstoffs bei einem bestimmten Temperaturgefälle durchdringt. Gebräuchliche Dämmstoffe:

● geschäumte Kunststoffe wie Polystyrol, Neopor oder Polyurethan
● anorganische Dämmstoffe wie Mineralwolle, z. B. Steinwolle oder Glaswolle, Blähton, Perlite, Kalziumsilikat-Platten und Geschäumtes Glas
● Schüttungen aus Zelluloseflocken (Altpapier) (auch Einblasverfahren), Ceralith (aus Roggen, Kalk und Wasserglas), Kork, Blähglas oder Blähton
● organische Dämmstoffe, z. B. Holzwolle (zement- oder magnesitgebunden, z. B. Heraklith) oder tierische und pflanzliche Fasern wie Schafwolle, Kokos, Hanf, Flachs, Kapock, Kork, See- und Wiesengras bzw. Holzfaserwerkstoff(platten) und Schilfrohr(matten) (nachwachsende Rohstoffe)

Je nach Materialeigenschaften sind diese Dämmstoffe als Platten - teilweise mit Nut und Feder oder Stufenfalz -, in gerollter Form, als Matten, steif oder halbsteif, häufig auch als Vliesstoffe verfügbar.

Vakuumdämmplatten bestehen aus in Folie verpackten Dämmstoffen, die nach der Befüllung evakuiert werden. Dadurch lässt sich die Wärmeleitfähigkeit um das 5- bis 10-fache reduzieren.

Mit dem Differenzdruck-Messverfahren (auch: Blower-Door-Test) wird die Luftdichtheit eines Gebäudes gemessen. Das Verfahren dient dazu, Leckagen in der Gebäudehülle aufzuspüren und die Luftwechselrate zu bestimmen. Genormt ist das Verfahren mit der DIN EN 13829. Hier der Beginn der Norm:EUROPÄISCHE NORMEN 13829 November2000 Deutsche Fassung
Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden
Bestimmung der Luftdurchlässigkeit von Gebäuden
Differenzdruckverfahren (ISO 9972:1996, modifiziert)

Durch einen (geeichten) Ventilator wird Luft in das zu untersuchende Gebäude gedrückt oder herausgesaugt. Die Stärke des Ventilators wird so eingestellt, dass zum Umgebungsdruck eine Druckdifferenz von 50 Pa (Pascal) entsteht. Druckdifferenzen entstehen auch natürlich, wenn Wind bläst. Bei Windstärke 5 ist diese Druckdifferenz auch etwa 50 Pa. Der Ventilator wird meistens mit einem Rahmen in die Öffnung einer geöffneten Außentür eingesetzt, daher der Name Blower-Door-Test (deutsch: Gebläse-Tür-Messung). In der Blower-Door sind Messinstrumente eingebaut, die die Druckdifferenz und die Luftmenge messen, die der Ventilator transportiert. Die Drehzahl des Ventilators wird so eingestellt, dass sich ein bestimmter Druck zwischen Außen- und Innenraum aufbaut. Dabei muss er soviel Luft nach außen befördern, wie durch Leckstellen in das Gebäude eindringt (bei der Unterdruckmessung). Der gemessene Luftstrom wird durch das Volumen des Gebäudes geteilt. Diesen Wert kann man nun mit anderen Gebäuden und Normen vergleichen.

Der Blower Door Test gliedert sich in drei Phasen. In der ersten Phase wird ein konstanter Unterdruck von 50 Pa oder etwas höher erzeugt und aufrechterhalten. Während dieser Phase wird die Gebäudehüllfläche nach Leckagen (undichte Stellen) abgesucht, wo Luft ungewünscht hereinströmt. Bei der späteren Nutzung des Gebäudes sind die Leckagen Stellen, an denen Luft und damit Wärme entweichen kann. Größere Fehlstellen lassen sich bereits mit der Hand erfühlen, für kleinere benutzt man Rauchspender (Rauchmaschinen) oder Luftgeschwindigkeitsmesser. In der zweiten Phase wird ein Unterdruck aufgebaut, wobei bei kleinen Drücken (10 bis 30 Pa) begonnen wird und schrittweise (z.B. 5 bis 10 Pa-Schritte) erhöht wird bis auf den Enddruck (60 bis 100 Pa). Bei jedem Schritt wird der jeweilige Luftvolumenstrom protokolliert. In der dritten Phase wird ein Überdruck erzeugt und die Messung wird analog zur Unterdruckmessung durchgeführt. Aus den gesamten Ergebnissen und dem Luftvolumen des Gebäudes wird der Drucktestkennwert n50 errechnet: Dieser gibt an, wie hoch die verbleibende Restleckage (bei einem Referenzdruck von 50 Pa) noch ist. Der genaue Ablauf der Messung ist in DIN EN 13829 geregelt.

Das Differenzdruck-Messverfahren sollte immer durchgeführt werden, um evtl. vorhandene Fehlstellen der Gebäudehülle zu finden. Relativ weit verbreitet ist es schon bei Niedrigenergiehäusern.

Typische Ergebnisse der Gebäude-Dichtheitsmessung sind: Bei undichten Altbauten 4 bis 12 h-1; bei Neubauten ohne besondere Sorgfalt 3 bis 7 h-1; bei Niedrigenergiehäusern 1 bis 2 h-1 und bei Passivhäusern 0,1 bis 0,6 h-1. In Passivhäusern ist die Luftdichtheit besonders wichtig, daher ist dort ein Grenzwert von 0,6 h-1 vorgegeben.

Ein Gebäude muss gelüftet werden (z.B. zur Feuchtigkeitsabfuhr) - aber nur über die vorgesehenen Lüftungsmöglichkeiten. Strömt Raumluft (die immer feucht ist) durch Mängel in der Bauausführung (ungewollte Fugen, Schlitze usw.) ins Freie, sind fast immer Bauschäden (Schimmel usw.) vorprogrammiert. Strömt z.B. feuchte Raumluft durch Mineralwolle, so kommt es zum Tauwasserausfall: Entsprechend der Funktion der Mineralwolle zur Wärmedämmung ist eine Seite der Mineralwolle warm - und zwar die, die dem Raum zugewandt ist - und die andere Seite ist im Winter kalt. Kommt die Raumluft in den kalten Bereich, wird die Luft stark gekühlt - mit der Folge Tauwasserausfall. Wegen der Zugänglichkeit kann dieses Tauwasser nicht wie am Fenster abgewischt werden. Die einzige Vermeidungsmöglichkeit ist eine sorgfältig luftdichte Ausführung der Konstruktion auf der warmen Seite.

Luftdichtheit darf nicht mit Dampfdiffusionsdichtheit verwechselt werden. Ein normaler Innenputz auf einem Mauerwerk ist z.B. ausreichend luftdicht aber dampfdiffusionsoffen - das gleiche gilt für Luftdichtungspapiere.

Bei der Messung geht es um zwei Ziele. Erstens darf die Luftmenge, die der Ventilator fördert und die durch unvermeidliche Fugen usw. entweicht, höchstens 3x in der Stunde die Luft im Gebäude austauschen (Vorgabe durch die deutsche Energieeinsparverordnung - EnEV, bei Gebäuden mit Lüftungsanlagen höchstens 1,5 mal) und zweitens sollte derjenige, der die Messung durchführt, auch die Fehlstellen finden, damit diese beseitigt werden. Die letzte Forderung ist nicht direkt Gesetz, sondern gehört zu den allgemeinen anerkannten Regeln der Technik, auf deren Einhaltung z. B. ein Bauherr auch ohne besondere Vereinbarung Anspruch hat. Deshalb müssen Fehlstellen rechtzeitig erkannt und beseitigt werden.

Über die Digital Subscriber Line (engl. für Digitale Teilnehmeranschlussleitung; Abk.: DSL, xDSL) können Haushalte und Firmen Daten mit hoher Übertragungsrate senden und empfangen. DSL nutzt die bereits verlegten zwei bis vier Kupferadern des Telefonnetzes, im Telefonie-Jargon die „Teilnehmeranschlussleitung".

Das Neue an DSL gegenüber den älteren Datenverbindungen über analoge Telefonanschlüsse (POTS) oder ISDN: die eigentliche DSL-Verbindung wird nur auf der letzten Meile zwischen Teilnehmer und Vermittlungsstelle aufgebaut.

Vom DSL-Modem des Kunden geht das analoge DSL-Signal zur wenige Kilometer entfernten Vermittlungsstelle. Hier wandelt (demoduliert) der DSL-Multiplexer (DSLAM) das Signal, digitalisiert es und überträgt es weiter, über ein breitbandiges Backbone-Netz von der Vermittlungsstelle über einen Konzentrator (DSL-AC, BB-PoP) zum eigentlichen Provider.

Durch hohe Kapazität der Backbone-Anbindung kann die Teilnehmeranschlussleitung (TAL) besser ausgenutzt werden als bei analoger oder ISDN-Datenübertragung. Bei DSL wirken verbesserte Modulationsverfahren und die Nutzung einer größeren Bandbreite. Ob DSL an einem Standort verfügbar ist, bestimmen:

● Rentabilität des Ausbaus der Vermittlungsstelle
● Kupfer-Teilnehmeranschlussleitungen zwischen Standort und Vermittlungsstelle
● kurze Kabelstrecke zwischen Teilnehmer und Vermittlungsstelle

Da in ganz Europa und auch Deutschland DSL nicht flächendeckend verfügbar ist, erhalten alternative Zugangsarten Zulauf, zum Beispiel Internetzugang über Satellit oder Wi-Fi. Auf dem Internetportal kein-dsl.de treffen Betroffene aus unversorgten Gebieten zusammen. Die Initiative gegen digitale Spaltung geteilt.de fordert ein Grundrecht auf einen breitbandigen Internetanschluss und Wiedereinführung einer Schmalbandflatrate in nicht-DSL-versorgten Gebieten.

Das Fell eines Eisbären besteht genau betrachtet aus Glaskanülen. Das Fell selbst hat keine Farbe, die Haut des Eisbären ist schwarz. Die Glaskanülen leiten das Sonnenlicht innerhalb des Hohlraums direkt an die schwarze Eisbärenhaut, die das Sonnenlicht an den Körper weitergibt.Eine mit Glaskanülen besetzte Fassade funktioniert genau so wie ein Eisbärenfell, nur mit einem Unterschied: Die Glaskanülen an der dunklen Hauswand sind dergestalt positioniert, dass sie im Winter das Licht der tiefstehenden Sonne direkt an die Hauswand und weiter in den Wohnraum leiten. Im Sommer hingegen treffen die Lichtstrahlen der hochstehenden Sonne in einem stumpfen Winkel auf die Glaskanülen. Diese leiten die Wärme der Fassade nach außen ab. (Quelle: G&M)

Energie ist eine physikalische Zustandsgröße. Der Begriff wurde von dem schottischen Physiker William John Macquorn Rankine im Jahr 1852 im heutigen Sinn in die Physik eingeführt und leitet sich aus dem Griechischen ab: __ = in, innen und _____ = Werk, Wirken. Energie bedeutet ganz allgemein also eine den in der Physik betrachteten Objekten innewohnende Wirksamkeit. Zuvorderst wird sie als etwas verstanden, das in Arbeit umgewandelt werden kann. Energie ist bildlich gesprochen die Fähigkeit eines Körpers, Arbeit zu verrichten. Vor 1852 wurde für Energie unter anderem der Begriff Kraft, in Deutschland auch "lebendige Kraft", benutzt.Üblicherweise wird für die Energie das Formelzeichen E verwendet. Die Energie E eines Systems lässt sich selbst nicht messen, sie wird berechnet oder über die durch sie verrichtete Arbeit bestimmt.

Bei den physikalischen Vorgängen treten viele verschiedene Energieformen auf, die man grob in fünf Gruppen zusammenfassen kann.

● Mechanische Energie
● Thermische und innere Energie
● Elektrische und magnetische Energie
● Bindungsenergie
● Masse

Nach der speziellen Relativitätstheorie sind Masse und Energie äquivalent. Das bedeutet, dass der Ruhemasse von Teilchen eine bestimmte Energiemenge die sogenannte Ruheenergie E=m*c2 entspricht. Diese kann bei bestimmten Vorgängen in andere Energieformen umgewandelt werden und umgekehrt.

Energie ist, unabhängig von der Energieform, eine charakterisierende Größe für den Zustand eines Systems, eine so genannte Zustandsgröße. Eine begrifflich saubere Einteilung der Energie in Speicher- und Übertragungsformen findet man in der Physik der dynamischen Systeme.

Energie kann nicht im eigentlichen Sinne verbraucht werden, sie kann nur von einer Form in eine andere umgewandelt werden. (Energieerhaltungssatz)

Eine allgemeinverbindliche Berufsbezeichnung Energieberater gibt es nicht. D. h. der Begriff Energieberater ist nicht geschützt und unterliegt keinen allgemein gültigen beruflichen Standards oder Regelungen.

Im Allgemeinen werden Fachleute dann als Energieberater bezeichnet, wenn sie technische Geräte oder Immobilien energetisch bilanzieren und begutachten. Sie geben dabei wichtige Tipps und Hinweise bei Erwerb oder Erneuerung.

In den letzten Jahren wurden von unterschiedlichsten Bildungsträgern, vornehmlich den Kammern (Handwerkskammer, Industrie- und Handelskammer, Architektenkammer) Weiterbildungsmaßnahmen etabliert. Wichtigstes Kriterium dieser Bildungsmaßnahmen ist die staatliche Anerkennung des Abschlusses. Voraussetzung hierfür ist u. a. die Ablegung einer Prüfung.

Beispiele für staatlich anerkannte Fachfortbildungen im Bereich der Energieberatung: Gebäudeenergieberater/in (HWK), Sachverständiger für Energieeffizienz von Gebäuden (IHK).

Energieberatung ist eine Dienstleistung mit beratenden Informationen und Analysen zu den Themen Erzeugung, Speicherung, Transport, Bereitstellung, Verbrauch, Einsatz, Einsparung, Umwandlung und Rückgewinnung von Energie unter ökolgischen sowie öknomischen Aspekten.

In der Bautechnik wurde mit den Anforderungen aus der Wärmeschutzverordnung und seit 2002 mit der Energieeinsparverordnung die Energieberatung zunehmend erforderlich, um geeignete Konzepte zur Wärmedämmung und Energieeinsparung auszuarbeiten.

Um die energetische Sanierung von Wohngebäuden zu fördern wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit das Programm „Energiesparberatung vor Ort" gestartet. Bei der Vor-Ort-Beratung für Wohngebäude, die vor dem 1. Januar 1984 gebaut wurden, wird das Gebäude zunächst untersucht und darauf aufbauend Vorschläge für sinnvolle Sanierungsmaßnahmen unterbreitet. Sie dient der Unterstützung des Eigentümers in seiner Entscheidung für Sanierungsmaßnahmen und stellt eine Vorbereitung für die Beantragung von vielen Förderprogrammen (z.B. KfW-Co2-Minderungsprogramm) dar. Durchgeführt wird die Beratung durch speziell von der BAFA zugelassene Energieberater.

Mit Energieversorgung und -verbrauch wird die Nutzung von verschiedenen Energien in für Menschen gut verwendbaren Formen bezeichnet. Die von Menschen am häufigsten benutzten Energieformen sind Wärmeenergie und Elektrizität. Die menschlichen Bedürfnisse richten sich vor allem auf die Bereiche Heizung, Nahrungszubereitung und den Betrieb von Einrichtungen und Maschinen zur Lebenserleichterung. Hierbei ist das Thema Fortbewegung und der Verbrauch z. B. fossiler Energieträger in Fahrzeugen nicht unerheblich.Die verschiedenen Energieträger können über Leitungen die Verbraucher erreichen, wie typischerweise elektrischer Energie, Erdgas, Fernwärme und Nahwärme, oder sie sind weitgehend lagerfähig und beliebig transportfähig, wie z. B. Steinkohle und Braunkohlen, Heizöle, Kraftstoffe (Benzine, Dieselkraftstoffe), Industriegase, Kernbrennstoffe (Uran), Biomassen (Holz u.a.).

Der Energieverbrauch ist weltweit sehr unterschiedlich und in den Industrieländern um ein vielfaches höher als z. B. in der Dritten Welt. In industriell hoch entwickelten Ländern haben sich seit dem 19. Jahrhundert Unternehmen mit der Erzeugung und Bereitstellung von Energie für den allgemeinen Verbrauch beschäftigt. Hierbei stehen die zentrale Erzeugung von elektrischer Energie sowie die Übertragung an die einzelnen Verbraucher im Vordergrund. Weiterhin sind die Beschaffung, der Transport und die Verwandlung von Brennmaterial zu Heizzwecken ein wichtiger Wirtschaftszweig.

Ca. 40 Prozent des weltweiten Energiebedarfes wird durch elektrische Energie gedeckt. Spitzenreiter im Verbrauch dieses Anteils sind mit ca. 20 Prozent elektrische Antriebe. Danach sind die Beleuchtung mit 19%, die Klimatechnik mit 16% und die Informationstechnik mit 14% am weltweiten elektrischen Energiebedarf beteiligt.

Die Enthalpie ist ein Maß für die Energie eines Systems. Die Enthalpiedifferenz _h ist ein Maß für die der Luft zugeführten Energie. Sie wird in der Regel durch den Buchstaben H (Einheit: Joule, J) symbolisiert, wobei das H vom englischen heat content (Wärmeinhalt) abgeleitet ist. In der Chemie spielt außerdem die molare Enthalpie Hm (Einheit: kJ/mol) eine wichtige Rolle. Sie beschreibt die Enthalpie in Bezug auf die Stoffmenge n von einem Mol.Die Enthalpie setzt sich additiv aus zwei Teilen zusammen: der inneren Energie U und der Volumenarbeit pV. Die innere Energie besteht aus der kinetischen und potenziellen Energie der Komponenten des Systems, dazu gehört die Translation von Atomen und Molekülen, Rotation und Oszillation der Moleküle, die potentielle Energie der chemischen Bindungen von Molekülen und aller weiteren inneren Freiheitsgrade, z.B. die Bindungsenergien der Atomkerne, die aber für chemische Reaktionen normalerweise irrelevant sind. Sie nimmt ungefähr proportional zur Temperatur des Systems zu und ist am absoluten Nullpunkt gleich der Nullpunktsenergie. Die Volumenarbeit ist in diesem Fall anschaulich die Arbeit, die gegen den Druck p verrichtet werden muss, um das Volumen V zu erzeugen, das vom System im betrachteten Zustand eingenommen wird.

Für die praktische Chemie spielt häufig nur die Änderung der Enthalpie _RH eine Rolle. Sie gibt die Wärmeänderung der Stoffe bei Prozessen an. Für exotherme Vorgänge ist der Wert von _RH negativ, da Wärme freigesetzt wird und das System somit Wärme abgibt. Für endotherme Vorgänge ist sie dementsprechend positiv. Hiermit können z.B. Kristallisationen, Verdampfungen, Lösungsprozesse, Stoffumwandlungen oder chemische Reaktionen beschrieben werden. Das tiefergestellte R weist darauf hin, dass es sich dabei um eine Enthalpieänderung bei einer chemischen Reaktion handelt.

Will man die Änderung der Enthalpie eines Systems messen, so misst man in der Regel mittels einer kalorimetrischen Messung die Änderung der Temperatur und die des Volumens bei konstantem Druck.
Angewendet wird dies unter anderem in der chemischen Industrie zur Abschätzung von Temperaturverläufen; hier werden teilweise erhebliche Reaktionswärmemengen freigesetzt. In der Energieindustrie wird dieser Zusammenhang benötigt, um die Heizwerte verschiedener Brennstoffqualitäten abzuschätzen.

Zu beachten ist, dass diese verschiedenen Formen der Enthalpie prinzipiell immer das gleiche aussagen: die Änderung des thermischen Energieinhaltes eines Systems bei einem bestimmten physikalischen oder chemischen Verfahrensschritt.

Jeder Fingerabdruck ist im Prinzip einmalig. Obwohl bisher eine Arbeitshypothese, die sich im mathematischen Sinne wohl kaum beweisen lässt, wäre eher das Gegenteil zu beweisen: wenn es nämlich gelänge, zwei gleiche Fingerabdrücke zu finden. Bis heute sind keine Fingerprints von unterschiedlichen Fingern gefunden worden, die exakt gleich sind. Das gilt auch für eineiige Zwillinge, rechte und linke Finger.Im Bereich der Haus- und Wohnungssicherung berechtigt der Fingerprint den Zugang zum Objekt. Es gibt unterschiedlichste Verfahren und Technologien der Zugangskontrolle mittels Fingerprint, entscheidend ist die hohe Sicherheit und Bequemlichkeit – seinen Fingerabdruck hat mit immer dabei. (Quellen: bromba biometrics, G&M)

siehe auch: Iriserkennung

Um die energetische Sanierung von Wohngebäuden zu fördern wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit das Programm „Energiesparberatung vor Ort" gestartet. Bei der Vor-Ort-Beratung für Wohngebäude, die vor dem 1. Januar 1984 gebaut wurden, wird das Gebäude zunächst untersucht und darauf aufbauend Vorschläge für sinnvolle Sanierungsmaßnahmen unterbreitet. Sie dient der Unterstützung des Eigentümers in seiner Entscheidung für Sanierungsmaßnahmen und stellt eine Vorbereitung für die Beantragung von vielen Förderprogrammen (z.B. KfW-Co2-Minderungsprogramm) dar. Durchgeführt wird die Beratung durch speziell von der BAFA zugelassene Energieberater.

siehe auch: Energieberatung

Jede moderne Heizung lässt sich manuell steuern oder programmieren. Heizenergie soll dann für den Verbrauch zur Verfügung stehen, wenn sie tatsächlich benötigt wird. Neben einer Erstinstallation und –programmierung ist eine regelmäßige Überprüfung und Anpassung der Programmierung sinnvoll, um den Energieverbrauch dauerhaft so effizient wie möglich zu gestalten. (Quelle: G&M).

Ein Pellet (englisch: pellet = Bällchen, Kügelchen aus altfranzösisch: pelote = Spieleball und lateinisch: pila = Spielball, Knäuel, Haufen - daher auch Sprachverwandschaft sowohl mit der Pille, wie auch mit dem Peloton) ist ein kleiner Körper aus gepresstem Material in Kugel- oder Zylinderform. Meist wird der Begriff jedoch im Plural verwendet: Futterpellets, Holzpellets usw.Pellets werden in so genannten Pelletieranlagen (Pelletpressen) mit großem Druck hergestellt. Dabei wird das Material mit großem Druck durch eine Stahlmatrize gepresst. Beim Austritt aus der Matrize werden die Stränge durch ein Abstreifmesser auf die gewünschte Länge abgeschnitten. Der Durchmesser der Pellets wird durch den Durchmesser der Presskanäle vorgegeben. Durch einen Matrizenwechsel kann die Stärke der Pellets verändert werden.

Holzpellets werden in den meisten Fällen in der Nähe des Verbrauchsortes hergestellt. Allerdings ist das Netz der Produktionsbetriebe in Deutschland noch nicht so dicht wie z. B. in Österreich. Als typische Hersteller kommen große Säge- und Hobelwerke in Betracht, bei denen der Rohstoff (Säge- und Hobelspäne) vor Ort als Koppelprodukt anfällt. Die Späne werden meistens mit Abwärme aus den vorhandenen Heizkraftwerken getrocknet und weiter in sogenannten Rundmatrizen zu Holzpellets verpresst.

Die meist vorhandene Nähe des Herstellungsbetriebes lässt die Umweltbilanz noch besser ausfallen: Lange Transportwege entfallen.

Holzpellets sind das Brennmaterial einer Pelletheizung. Sie haben die Form eines Holzdübels und werden gewonnen, indem Hobel- oder Sägespäne ohne Zugabe chemischer Bindemittel unter hohem Druck durch eine Stahlmatrize gepresst werden. Dabei verbinden sich die Späne durch das holzeigene Lignin.

Holzpellets unterliegen Normen, in Deutschland der DIN 51731 (kein Qualitätsindikator, da z. B. der Abrieb und damit die Staubentwicklung nicht festgelegt sind und keine Prüfung der Produktion nach dieser Norm erfolgt), in Österreich der ÖNORM M 7135 (wesentlich restriktiver), oder können nach DIN plus zertifiziert werden (verwendet die jeweils strengeren Werte der vorstehenden Normen).

Aufgrund der geringeren Energiedichte (zum Vergleich: Heizöl extra leicht nach ÖNORM C 1109 hat einen Heizwert von mindestens 11,9 kWh/kg bzw. 10 kWh/l) und der kleineren Dichte wird für die Lagerung der gleichen Energiemenge bei Pellets ca. dreimal soviel Raum benötigt wie bei Heizöl. Allerdings ist der Aufwand für die Lagerung wesentlich geringer, da Sicherheitsmaßnahmen wie eine Ölauffangwanne oder regelmäßige Dichtheitskontrollen entfallen können. Dadurch ist es meistens möglich, die gleiche "Energiemenge" wie bei Heizöl im Lagerraum (ehemals Tankraum) zu bevorraten. Die Pellets müssen allerdings stets trocken gelagert werden.

Das Hypokaustum (griech. hypokauston = "von unten heizen") bezeichnet eine Form der Heißluftheizung in der römischen Antike, welche zuerst nur in Thermen, später dann generell in römischen Häusern eingesetzt wurde. Die Konstruktion besteht aus einer Feuerkammer, einem Heizraum (lat. praefurnium) und Abzügen für die heiße Luft und die Abgase.Die Feuerkammer lag meist im Freien. Der Heizraum bestand aus im Abstand von ca 30 bis 40 cm aufgeschichteten, etwa 30 cm hohen Ziegeltürmchen aus quadratischen oder runden Platten, die zunächst eine größere Deckplatte trugen. Auf dieser Deckplatte lag die große Tragplatte, auf der der Estrich aufgebracht war. Die gesamte Konstruktion des Fußbodens war ca. 10 bis 12 cm dick und benötigte mindestens mehrere Stunden, wenn nicht ein oder zwei Tage bis zur völligen Durchwärmung. Von dem unter dem beheizten Raum gelegenen Heizraum strömte die heiße Luft in die Wandkanäle (tubuli), die auf diese Weise auch die Wände beheizten. Erst dann traten die Kanäle ins Freie aus.

Hypokausten hatten einen ausgesprochen hohen Energieverbrauch, so dass Archäologen heute davon ausgehen, dass während der späteren römischen Besiedlung im Umfeld von Siedlungen die Wälder wegen ihrer Verwendung als Feuerholz abgeholzt waren. Eine Rekonstruktion gibt es z.B. in den Reiss-Engelhorn-Museen Mannheim, aber auch in fast jedem Museum provinzialrömischer Hinterlassenschaft.

Heutzutage versteht man unter einem Hypokaustum das Selbe, nur wird die Luft dabei nicht durch einen Ofen sondern durch Solarenergie erwärmt.

Jede Iris (Regenbogenhaut) ist im Prinzip einmalig. Obwohl bisher eine Arbeitshypothese, die sich im mathematischen Sinne wohl kaum beweisen lässt, wäre eher das Gegenteil zu beweisen: wenn es nämlich gelänge, zwei gleiche Irismuster zu finden. Bis heute sind keine Irismuster von unterschiedlichen Augen gefunden worden, die exakt gleich sind. Das gilt auch für eineiige Zwillinge, rechte und linke Augen. Irismuster haben neben der DNA die höchste zeitliche Konstanz im Lebensverlauf.

Im Bereich der Haus- und Wohnungssicherung berechtigt die Erkennung der Iris den Zugang zum Objekt. Es gibt unterschiedlichste Verfahren und Technologien der Zugangskontrolle mittels Iriserkennung, entscheidend ist die hohe Sicherheit und Bequemlichkeit – seine Augen hat mit immer dabei. (Quelle: G&M)

siehe auch: Fingerprint

Linatoren sind Freikolbendampfmaschinen mit integriertem Generator, der auf einer Linie, also durch lineare Bewegung, Strom erzeugt. Diese Elemente stellen den Kern neuerer Mini-Blockheizkraftwerke dar. Als technischer Vorteil wird ein geringerer Wartungsaufwand dargestellt, der Nachteil besteht wie bei vielen Neuentwicklungen im zunächst hohen Preis aufgrund der geringen Herstellungsstückzahl dieser Weiterentwicklung der BHKWs.Der Linator ist eine spezielle Dampfmaschine, die über Wärmetauscher das Haus heizt und gleichzeitig über den integrierten Lineargenerator Strom erzeugt, welcher verbraucht oder ins Netz eingespeist und damit verkauft wird.

Kältespeicher funktionieren im Prinzip wie Wärmespeicher.

siehe auch: Wärmespeicher

Der Begriff Keyless In umfasst alle technischen Möglichkeiten, sein Objekt ohne Schlüssel (keyless) zu betreten (In). Die Lösungen reichen von Zugangskarten im ec-Karten-Format mit elektronischem Chip (in vielen Hotels der gehobenen Klasse bereits Standard) bis hin zu biometrischen Verfahren. Praktisch an Zugangskarten ist die Möglichkeit des temporären Zugangs; man kann die Nutzungsdauer programmieren, die Zugangskarte hat ein „Verfallsdatum" und kann stets neu programmiert werden. (Quelle: G&M)

siehe auch: Fingerprint
siehe auch: Iriserkennung

Die Kompressionskältemaschine stellt die häufigste Bauform der Kältemaschine dar. Diese Bauform nutzt den physikalischen Effekt der Verdampfungswärme bei Wechsel des Aggregatzustandes von gasförmig zu flüssig.Ein Kältemittel, das in einem geschlossenen Kreislauf bewegt wird, erfährt nacheinander verschiedene Aggregatszustandsänderungen. Das gasförmige Kältemittel wird zunächst durch einen Kompressor komprimiert (verdichtet). Im folgenden Wärmeübertrager (Kondensator) kondensiert (verflüssigt) es unter Wärmeabgabe. Anschließend wird das flüssige Kältemittel aufgrund der Druckänderung einer Düse expandiert bzw. entspannt. Im zweiten Wärmeübertrager (Verdampfer) verdampft bzw. vergast das Kältemittel unter Wärmeaufnahme bei niedriger Temperatur (Kühlleistung). Der Kreislauf kann nun von vorne beginnen. Der Prozess muss von außen durch Zufuhr von mechanischer Arbeit (Antriebsleistung) über den Kompressor in Gang gehalten werden.

Die Kältemaschine wandelt so Thermische Energie niedriger Temperatur (z.B. 5 °C) in Thermische Energie hoher Temperatur (z.B. 30 °C) unter Zufuhr von Arbeit um.

Der Vorteil der Kompressionskältemaschine besteht darin, dass der apparative Aufbau relativ einfach ist und i.d.R kostengünstig bezogen werden kann. Außerdem ist das Kältemittel ein Ein-Stoff-System, für das eine Reihe von vorwiegend synthetischen Stoffen zur Verfügung steht, so dass sich eine große Anwendungs- und Einsatzbreite ergibt.

Bei einer mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) betriebenen Energiewandlungsanlage wird sowohl die bei der chemischen oder physikalischen Umwandlung von Energieträgern entstehende Wärme als auch die durch die Energieumwandlung erzeugte elektrische Energie zu weiten Teilen genutzt.Im Gegensatz zu thermischen Wärmekraftwerken, die nur auf Stromproduktion ausgelegt sind, wird bei KWK-Anlagen durch die gleichzeitige Nutzung der Abwärme ein sehr viel höherer Gesamt-Wirkungsgrad (bis zu 90%) erreicht, wodurch wiederum Brennstoff eingespart wird. Diese Steigerung des Wirkungsgrades geht allerdings bei Auskopplung von Wärme aus einem Kraftwerk oder aus einer Entnahme-Kondensationsanlage mit einer Verringerung der Stromproduktion einher, da die Enthalpiedifferenz des Wasserdampfes nicht vollständig in der Dampfturbine ausgenutzt werden kann. Im Gegensatz dazu wird bei konventionellen Kraftwerken die Restwärme über den Kondensator und Kühlturm in die Umwelt abgelassen.

Im Vergleich zu den derzeit besten Technologien der getrennten Erzeugung von Strom und Wärme erzielen KWK-Anlagen Primärenergieeinsparungen von ca. 10 bis 25%.

Das Prinzip der KWK kann mit jedem Brennstoff und jeder Energiequelle mit einem Temperaturniveau ab ca. 200°C genutzt werden. In Betracht kommen neben fossilen Energien wie Steinkohle, Braunkohle, Erdgas und Heizöl auch erneuerbare Energien wie Biogas, Biomethan, Klärgas, Deponiegas, Pflanzenöl, Holz, Pellets, Bioethanol, Solarthermie und Geothermie sowie Siedlungsabfälle (Müllverbrennung und Deponiegas) und Wasserstoff (Wasserstoffwirtschaft).

Als Niedrigenergiehaus bezeichnet man Neubauten, aber auch sanierte Altbauten, die das jeweilige gesetzlich geforderte energietechnische Anforderungsniveau unterschreiten. Derzeit gilt in Deutschland das Anforderungsniveau der Energieeinsparverordnung (EnEV - gültig seit 1. Februar 2002/novelliert im November 2004). Die EnEV begrenzt in Abhängigkeit vom Kompaktheitsgrad (A/V-Verhältnis) den spezifischen Transmissionswärmeverlust HT des Gebäudes und den Primärenergiebedarf.In der Schweiz versteht man unter einem Niedrigenergiehaus ein nach Minergiestandard gebautes Haus. In Südtirol werden die Niedrigenergiehäuser in die Klassen Klimahaus A, B oder C eingeteilt. Das Land vergibt je nach nachweislich erreichtem Klimahausstandard eine Plakette. Klimahaus "C" ist seit 2005 bei Neubauten als Mindeststandard vorgeschrieben.

In Norddeutschland gelten strenge Anforderungen an den Begriff Niedrigenergiehaus. Der seit 1990 mit mehr als 35.000 Häusern und Wohnungen mit am meisten verbreite Typ ist der "Niedrig-Energiehaus-Standard Schleswig-Holstein" - Hier muss der nach EnEV für das Gebäude maximal zulässige Primärenergiebedarf [Q´´p (kWh/m_a)] um mindestens 20 % und der maximal zulässige Spezifische (auf die wärmeübertragende Gebäude-Umfassungsfläche bezogene) Transmissionswärmeverlust [H´t (kWh/m_a)] um mindestens 30% unterschritten werden - Die Gebäude müssen mit einer definierten Be- und Entlüftung (mechanischen Be- und Entlüftungsanlage) ausgerüstet werden die Zertifizierung findet durch die Arbeitsgemeinschaft für zeitgemäßes Bauen e.V. (ARGE) statt.

Als Nullenergiehaus wird ein Gebäude bezeichnet, das rechnerisch in der jährlichen Bilanz keine externe Energie (Elektrizität, Gas, Öl usw.) bezieht. Nicht berücksichtigt wird dabei die Energie, die zur Erstellung des Hauses benötigt wird. Wird diese mit eingerechnet, so ist ein Nullenergiehaus zurzeit (2006) nicht realisierbar. Technisch ist das Nullenergiehaus eine Verbesserung des Passivhauses. Wird mehr Energie erzeugt als selbst verbraucht, spricht man von einem Plusenergiehaus.

Passivhaus ist ein sehr hoher Energiestandard eines Gebäudes. Ein Passivhaus ist die Weiterentwicklung des Niedrigenergiehauses. Es bietet — im Gegensatz zu einem Haus in traditioneller Bauweise — ganzjährig eine angenehme Raumtemperatur ohne den konventionellen Einsatz einer Heizung. Der Wohnkomfort ist im Passivhaus sehr viel angenehmer als in einem anderen Haus. Durch seinen geringen Energiebedarf ist das Passivhaus sehr umweltfreundlich. Der Passivhaus-Standard lässt sich auf jeden Gebäudetyp und jede Klimaregion weltweit anwenden. Es gibt bereits Wohnhäuser, Büros, Fabriken, Kindergärten, Schulen, Sporthallen, Supermärkte im Passivhaus-Standard.Nach der vom Passivhaus-Institut Darmstadt entwickelten Definition hat ein Passivhaus einen Heizenergiebedarf von höchstens 15 kWh/(m_a). Dies entspricht umgerechnet etwa 1,5 Liter Heizöl pro Quadratmeter Wohnfläche im Jahr. Gemäß Passivhaus-Institut Darmstadt muss ein Passivhaus folgende Kriterien erfüllen:

● Heizwärmebedarf ≤ 15 kWh/(m_a)
● Heizlast ≤ 10 W/m_
● Luftdichtheit n50 ≤ 0,6/h
● Primärenergiebedarf ≤ 120 kWh/(m_a)

Weiterentwicklungen des Passivhauses sind das Nullenergiehaus und das Plusenergiehaus, die in Einzelexemplaren bereits realisiert wurden.

Beim Plusenergiehaus handelt es sich um ein Gebäude, das rein rechnerisch mehr Energie gewinnt, als es verbraucht. Dazu ist es mit zahlreichen Fotovoltaikzellen zur solaren Stromerzeugung ausgestattet, weitere Anlagen sind Solarkollektoren, Wärmerückgewinnung, Erdwärmetauscher. Ein erster Prototyp, das "Heliotrop", wurde 1994 in Freiburg im Breisgau errichtet. Der Architekt des Gebäudes Rolf Disch ließ sich den Namen "Plusenergiehaus" als geschützte Marke eintragen. Nicht berücksichtigt wird die Energie, die zur Erstellung des Hauses benötigt wird. Wird diese mit eingerechnet, so ist ein Plusenergiehaus zurzeit (2006) noch nicht realisierbar.

Prozesswärme ist Wärme, die für zahlreiche technische Prozesse und Verfahren (Trocknen, Garen, Schmelzen, Schmieden usw.) benötigt wird. Die Prozesswärme muss in der Regel durch Verbrennungsprozesse oder elektrischen Strom erzeugt werden, kann aber günstigenfalls zum Teil als Abwärme zurückgewonnen werden.Prozesswärme mit Temperaturen bis 90 Grad können auch in einem Blockheizkraftwerk bei der Stromerzeugung gewonnen werden. Neue Hochtemperatur Brennstoffzellen haben neben einem elektrischen Wirkungsgrad von 49% auch noch den Vorzug Prozesswärme bis 400 Grad erzeugen zu können.

Schalldämmung (früher auch Schallisolation) bezeichnet die Behinderung der Schallausbreitung von Luftschall oder Körperschall durch Schallreflexion des sich ausbreitenden Schalls an einzelnen Unstetigkeitsstellen. Die Reflexion wird angegeben als Schallreflexionsfaktor r oder als Schallreflexionsgrad _.Die Grundlage der Bauakustik bildet die Schalldämmung (wieviel Schall in den Nachbarraum gelangt), die durch das Schalldämmmaß R in dB gekennzeichnet wird. Dagegen ist die Schalldämpfung oder die Schallabsorption (wieviel Schall in den eigenen Raum zurückreflektiert wird) ein Merkmal der Raumakustik.

Der Schallreflexionsfaktor r ist gegeben durch den Quotienten aus dem Schalldruck einer reflektierten Schallwelle und dem Schalldruck der einfallenden Welle. Der Reflexionsgrad entspricht dem Quadrat des Reflexionsfaktors. Je größer der Reflexionsfaktor, desto stärker ist die schalldämmende Wirkung. Dies wird in der Praxis durch einen möglichst großen Impedanzsprung an der reflektierenden Grenzfläche erreicht.

Die Schalldämmung ist eine Maßnahme zur akustischen Trennung von Räumen, z. B. bei Fernseh- oder Tonstudios, gegen nicht erwünschten Schall von Nachbarräumen oder von draußen. Ein Beispiel wäre eine schalldämmende Übungskabine für Musiker, bei der durch Trennflächen der Schalldurchgang verhindert wird. Dieses hat nichts mit der benötigten akustischen Schalldämpfung im Raum zu tun, weil es für die Sprachverständlichkeit zu hallig ist.

Ein spezieller Fall von Schalldämmung ist die sogenannte Trittschalldämmung in der Bauakustik. Trittschall entsteht ursächlich durch Körperschall (Schritte, Fußtritte, Klopfen), der seinerseits Wände oder Decken zur Abstrahlung von Luftschall anregt. Eine wirksame Trittschalldämmung kann durch körperschalldämmende ("schwimmender Estrich") oder durch luftschalldämmende Maßnahmen (abgehängte Unterdecken) herbeigeführt werden.

Die Begriffe Schalldämpfung und Schalldämmung werden in der Praxis der Akustik wenig sorgfältig auseinander gehalten und auch verwechselt. Manchmal ist jedoch eine Trennung nicht möglich, da beide Vorgänge gleichzeitig oder miteinander verkoppelt auftreten.

Ein Sonnenkollektor ist eine Vorrichtung zur Wärmegewinnung aus der Sonnenstrahlung. Ein Sonnenkollektor „sammelt" und absorbiert die im Sonnenlicht enthaltene Energie, wobei im Gegensatz zu photovoltaischen Anlagen nahezu das gesamte Strahlungsspektrum des Sonnenlichtes mit hohem Wirkungsgrad ausgenutzt wird.Sonnenkollektoren erreichen bei der Verwertung der Sonnenstrahlung relativ hohe Wirkungsgrade - typischerweise zwischen 60 und 75 Prozent. In Europa fallen bei Sonnenschein je nach Jahreszeit und Sonnenstand zwischen 200 und 1000 W/m_ ein (siehe auch Solarkonstante).

Wichtigster Bestandteil des Kollektors ist der Absorber, der Lichtenergie der Sonne in Wärme umwandelt und diese an einen ihn durchfließenden Wärmeträger weitergibt. Mit Hilfe der Flüssigkeit dieses Wärmeträgers wird die Wärme aus dem Kollektor abgeführt und anschließend gespeichert (z.B. über Wärmeübertrager) oder direkt als Prozesswärme verwendet.

Um Wärmeverluste zu vermeiden, sind eine gute Isolierung des Absorbers gegenüber der Umgebung und auch eine Abschirmung der warmen Leitungen notwendig. Nach der Isolierungstechnik unterscheidet man

● Flachkollektoren, die herkömmliche Isoliermaterialien verwenden
● Vakuumröhrenkollektoren, die die thermische Isolierung durch ein Vakuum erreichen, aber teurer in der Anschaffung sind
● Schwimmbadabsorber, die als Niedertemperatur-Kollektoren zur Schwimmbaderwärmung verwendet werden: Sie bestehen meist aus Kunststoff und sind in der Regel überhaupt nicht zusätzlich isoliert.

Die einfachste Bauart (freilich kein Kollektor im strengen Sinn) ist ein dunkler, wassergefüllter Behälter mit großer Oberfläche. Bei Sonnenschein erwärmen sich geeignete Behälter in wenigen Stunden bis fast zur Siedetemperatur, was im Süden seit Jahrhunderten genützt wird. Sogar in Mitteleuropa kann ein gewöhnlicher Gartenschlauch Wassertemperaturen von über 60° erreichen.

Der Sonnenkollektor ist der zentrale Bestandteil einer thermischen Solaranlage, die in der Regel zur Warmwassergewinnung genutzt wird, zunehmend auch zur Raumheizungsunterstützung. In Verbindung mit einem Niedrigenergiehaus und einem Saisonwärmespeicher kann jedoch auch die Raumheizung vollständig mittels Solarkollektoren erfolgen.

Eine Besonderheit ist der Thermosiphonkollektor, der für Solaranlagen konzipiert ist, die ohne Pumpe nach dem Schwerkraft-Umlaufprinzip arbeiten: im Kollektor wird Wasser erwärmt und steigt nach oben, beim Abkühlen sinkt es wieder nach unten. Umgekehrt wie bei der dasselbe Prinzip nutzenden Schwerkraftheizung muss sich der Speicherkessel daher oberhalb der Sonnenkollektoren befinden. Der Thermosiphonkollektor hat häufig bereits einen Warmwasserspeicher integriert und stellt damit eine komplette einfache Solaranlage dar. Solche Anlagen sind vor allem in südlichen Ländern (Griechenland, Türkei, Israel) auf vielen Dächern zu finden. Man kann auch einen Thermosyphonspeicher an einen normalen Kollektor anschließen.

Das für den Kollektor verwendete Glas soll möglichst viel energiereiche Strahlung in den Kollektor einfallen lassen und nur die vom Absorber emittierte oder reflektierte Wärmestrahlung wieder zurück ins Kollektorinnere reflektieren.

Für Hochleistungskollektoren wird daher heute meist ein spezielles Solarglas verwendet, das diese Anforderungen besser erfüllt als normales Fensterglas. Chemisch unterscheidet es sich von diesem hauptsächlich durch den geringeren Eisengehalt. Optisch sichtbar wird dieser Unterschied beim Blick auf die Kante einer Solarglas-Scheibe: Während Fensterglas beim Blick auf die Kante grünlich wirkt, ist Solarglas auch aus dieser Blickrichtung klar.

Eine weitere Anforderung ist die Bruchfestigkeit gegenüber Hagel und Schneelast (ähnlich wie bei Dachfenstern), die bei möglichst geringer Scheibendicke erreicht werden soll.

Die bekannteste Anwendung der aus Sonnenenergie gewonnenen Hitze ist die Warmwassererzeugung im Haushalt. Bei geeigneter Auslegung von Kollektorfläche und Speichervolumen reicht sie in Mitteleuropa während des gesamten Sommerhalbjahres zum Waschen und Baden.

Setzt man einen Saisonwärmespeicher ein, ist es sogar möglich, im Sommerhalbjahr so viel Wärme zu speichern, dass ein Niedrigenergiehaus während normaler Winter komplett ohne fossile Zusatzheizung auskommt. Derartige Saisonwärmespeicher bestehen im einfachsten Fall aus einer ausreichend großen Menge Wasser oder Kies (ca. 20 Tonnen), die in der Mitte des Hauses oder darunter untergebracht sind.

Die ersten großflächigen Anwendungen waren seit der Energiekrise der 1970er-Jahre die Beheizung von öffentlichen und zunehmend auch privaten Schwimmbädern. Auch Industriebetriebe nutzen die Sonnenenergie seit langem als Beitrag zur Prozessenergie, wobei zumindest eine Vorwärmung der Wärmeträger möglich ist. Auch das Anwärmen von Biomassekulturen - etwa zur Erzeugung von Biogas ist längst zur Marktreife gediehen.

Etwas anspruchsvoller ist in der Haustechnik die solare Beheizung oder die Kühlung. Beim sog. Energiehaus ist eine fast vollständige Übernahme der Heizung durch die Sonnenstrahlung möglich. Bei Standardheizungen kann sie im Jahresschnitt bis zu einigen Zehnerprozenten zur Heizenergie beitragen und daher die Heizkosten merklich senken. Eine Amortisation der Solaranlage ist je nach Auslegung und Nutzerverhalten in 10 bis 20 Jahren zu erwarten. Die Lebensdauer eines Sonnenkollektors ist deutlich länger.

Um auch an bewölkten und regnerischen Tagen genügend Heißwasser sicherzustellen, ist in der Thermischen Solaranlage meist ein Wärmespeicher eingebaut, der für Haushalte - je nach Familiengröße - von etwa 300 bis 1000 Liter Wasserfüllung reicht. Übliche Marktgeräte heizen die untere Hälfte, deren Konvektion bei ausreichendem Sonnenschein dann den ganzen Boiler erwärmt. Bei bedecktem Wetter ist eine Zusatzheizung mit Strom oder dem Heizkessel üblich.

Der Stirlingmotor ist eine Wärmekraftmaschine zur Umsetzung von Wärme in mechanische Arbeit. Er ist ein Heißluftmotor und in einer Variante auch als Flachplatten-Stirlingmotor bekannt.Der Stirlingmotor ist eine Maschine, in der ein Gas als Arbeitsmedium in einem geschlossenen Raum erwärmt wird, Volumenänderungsarbeit auf einen Arbeitskolben überträgt und in mechanische Arbeit umsetzt. Das Gas wird danach abgekühlt und wieder komprimiert. So entsteht ein Kreisprozess.

Beim Stirlingmotor bleibt das Gas innerhalb des Motors und wird nicht ausgetauscht. Das bedeutet, dass er, abgesehen von einer ggf. durch Verbrennung betriebenen externen Wärmequelle, ohne die Emission von Abgasen arbeitet.

Darin unterscheidet sich dieser Motor z.B. von Dampfmaschinen und Verbrennungsmotoren, denn bei Dampfmaschinen wird der Wasserdampf außerhalb des Zylinders erhitzt, in den Zylinder geleitet und nach der (ggf. mehrstufigen) Entspannung abgelassen. Bei Verbrennungsmotoren, wie z.B. dem Ottomotor oder dem Dieselmotor wird das Gas (Kraftstoff-Luft-Gemisch) innerhalb des Zylinders durch Verbrennung erhitzt (innere Wärmequelle) und nach der Entspannung ausgetauscht.

Der Stirlingmotor kann als Kühler oder als Wärmepumpe eingesetzt werden. Dabei wird der Stirlingmotor mechanisch angetrieben und transportiert Wärme vom kalten in den heißen Bereich. Es handelt sich in diesem Fall um einen linksläufigen Kreisprozess.

Mögliche Anwendungsbereiche sind:

● Kältemittelfreie Kühlprozesse
● Kleine dezentrale Blockheizkraftwerke zur Erzeugung von Elektrizität und Heizwärme, beispielsweise in der Geothermie
● Antrieb von Yachten und Booten bei großer Laufruhe

Eine technische Besonderheit des Stirlingmotors ist die Möglichkeit der extremen Miniaturisierung. Dies macht ihn besonders geeignet für den Einsatz als Wärmepumpe in Satelliten und Raumschiffen.

Seit 1975 gewinnt der Stirlingmotor an Bedeutung im Zusammenhang mit Blockheizkraftwerken (BHKW) und Kraft-Wärme-Kopplung. In Kleinst-BHKWs kommt dabei auch die besondere Bauform des Stirling-Freikolbenmotors, verblockt mit einem Linear-Generator, zum Einsatz.

Thermoöl wird als Wärmeträgermedium verwendet, da dadurch die für den Betrieb des ORC-Prozesses erforderlichen Temperaturen (Thermoöl-Vorlauftemperatur 300°C) erreicht werden können und gleichzeitig ein praktisch druckloser Kesselbetrieb (es ist kein Dampfkesselwärter erforderlich) möglich ist.

In der technischen Mikrobiologie (Biotechnologie) laufen bakterielle Prozesse dann bei thermophilen Bedingungen, wenn sie bei über 50°C ablaufen. Liegen die Temperaturen darunter, spricht man von mesophilen Bedingungen (30-40°C) bzw. psychrophilen Bedingungen (unter 20°C). Sowohl die Gärung als auch die Kompostierung können bei thermophilen Bedingungen betrieben werden.

Im Prinzip geht es um den Überhitzungsschutz durch thermotrop schaltbare Elemente an der Fassade. Transparente Fassadenbereiche sind ein Schwerpunkt moderner, tageslichtorientierter Architektur. Hierfür werden innovative Systeme zur effizienten bedarfsorientierten oder saisonalen Steuerung der natürlichen Licht- und Energieströme gesucht. Die im Winter erwünschte Funktion großer verglaster Fassaden, viel Licht und Wärme ins Gebäude zu bringen, kann im Sommer zum Problem werden. Der Überschuss an Licht und Wärme muss oft durch aufwändige Maßnahmen abgeblockt oder mit hohem Energieaufwand von Klimaanlagen abgeführt werden. Gewünscht ist daher eine wirksame solare Transmission der Fassade, die sich abhängig von der Jahreszeit ändert oder die bedarfsorientiert regelbar ist.Mit aktiv schaltbaren Schichten kann – im Gegensatz zum herkömmlichen Sonnenschutz – der Strahlungsenergie- und Lichtfluss direkt in der Verglasung den klimatischen und nutzungsbedingten Anforderungen dynamisch angepasst werden. Selbsttätig schaltende Verglasungen erfüllen ihre Schutzfunktion ohne aufwändige Steuer- und Regeleinrichtungen. Sogenannte thermotrope oder thermochrome Materialien ändern ihre optischen Eigenschaften beim Überschreiten einer gewissen Schwellentemperatur. Bei den meisten Systemen wird die bei tiefen Temperaturen klare Schicht beim Überschreiten der Schalttemperatur weiß-lichtstreuend und reflektiert die einfallende Strahlung diffus. (Quelle: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE)

Moderne Touchpads verwenden die Elektrische Kapazität, um die Position des Fingers auf der Oberfläche des Pads zu ermitteln und somit den Ort des Cursors auf dem Bildschirm (Desktop) zu bestimmen. Dies kann durch verschiedene Bauweisen geschehen. Üblicherweise besteht die Oberfläche aus einer Anordnung von vertikalen und horizontalen Elektroden, die ein Gitter bilden. Dieses Gitter ist mit einer isolierenden Schutzschicht überzogen, die dafür sorgt, dass man die Elektroden nicht berührt und der Finger gut über die Oberfläche gleitet. Unterhalb dieses Gitters sitzt ein Schaltkreis, der ständig die Kapazität zwischen den Elektroden misst. Kommt man nun mit dem Finger, der ebenfalls eine Art Elektrode ist, in die Nähe dieser Anordnung, wird das elektrische Feld (Elektrostatik) und dadurch auch die Kapazität zwischen den Elektroden verändert. Diese Änderung wird nach Auswertung als Cursorposition an den Computer weitergeleitet. Dies erklärt auch, warum man auf den Mauszeiger nur mit dem Finger Einfluss nehmen kann, nicht jedoch mit dicken Handschuhen, Stiften oder Pflastern am Finger, und weshalb die Stärke des ausgeübten Druckes keinen Einfluss auf die Cursorbewegung hat.Beim Ziehen des Fingers über das Touchpad bewegt sich der Cursor auf dem Bildschirm. Mit einem leichten Tippen (tapping) des Fingers erzeugt man einen Klick. Einen Doppelklick erzeugt man konsequenterweise durch zweimaliges Tippen. Hält man nach dem zweiten Tippen den Finger auf dem Touchpad, so kann man Objekte (Symbole) markieren bzw. bewegen.

Moderne Touchpads (u.a. die von Synaptics) unterstützen darüberhinaus auch die Multi-Finger-Erkennung zum Klicken mit der mittleren (2 Finger) bzw. rechten (3 Finger) Taste, sowie das Scrollen (ähnlich dem eines Mausrads) am Rand. Es kann aber auch eine Ecke des Pads als zusätzliche Taste konfiguriert werden.

Des Weiteren gibt es Stiftpads (penpads), welche zum Zeichnen und Malen sehr gut geeignet sind. Hierbei ist der Druck des Stiftes sehr wohl entscheidend, da damit über die Dicke des Striches entschieden wird. Wichtig ist dabei zu wissen, dass seltener die Pads das Druckgewicht messen als eher die Stifte selbst.

Ein virtuelles Kraftwerk ist eine Zusammenschaltung von kleinen, dezentralen Kraftwerken, wie zum Beispiel Windenergieanlagen, Blockheizkraftwerken, Fotovoltaikanlagen, Kleinwasserkraftwerken und Biogasanlagen zu einem Verbund, die gemeinsam von einer zentralen Warte gesteuert werden.Mit einer stärkeren Verbreitung der Mikro-KWK zur Energieversorgung von Gebäuden wird das Konzept des virtuellen Kraftwerks immer naheliegender, indem durch koordiniertes Einspeiseverhalten zusätzliche gesamtwirtschaftliche Vorteile (z. B. Generation von Spitzenlaststrom und Angebot von Regelenergie) erzielt werden. So kann ein Mini-BHKW den Strom vorwiegend zur Netzlastspitze produzieren und die zeitweilig überschüssige Wärme in einem Wärmespeicher puffern.

Werden Generatorverbünde und Lastverbünde zusammengeschaltet, kann eine intelligente Steuerung („Leistungsbroker") zunächst versuchen, Leistungsspitzen möglichst auszugleichen, um nachfolgend den verbleibenden Leistungsrestbedarf kostengünstig aus dem Angebot der angeschlossenen Generatorverbünde zu decken.

Virtuelle Kraftwerke nutzen Synergieeffekte, die aus der Zusammenschaltung von Einzelkraftwerken entstehen. Zu diesen Effekten zählen z.B. die Lastverteilung, also die Deckung von Spitzenlasten, die ein einzelnes Kraftwerk überfordern würden, durch Zuschaltung weiterer Erzeuger. Ebenso zählt der Ausgleich von standort- oder wetterbedingten Nachteilen hierzu. Weil man Grundlastkraftwerke wie z.B. Kern- und Braunkohlekraftwerke aufgrund ihrer trägen Charakteristik und den damit verbundenen geringen Lastwechselgeschwindigkeiten bei Nacht nicht herunterfahren kann, ist die Zwischenspeicherung des Nachtstroms Stand der Technik.

Beispielsweise könnten ein Windpark, ein photovoltaisches Kraftwerk sowie ein Energiespeicher (z. B. Pumpspeicherkraftwerk) zu einem virtuellen Kraftwerk zusammengeschaltet werden: Weht kein Wind, kann das Solarkraftwerk einspringen. Scheint keine Sonne, kann das Windkraftwerk liefern. Scheint die Sonne, und es weht Wind, kann überschüssige Energie im Pumpspeicher aufbewahrt werden. Weht kein Wind und scheint keine Sonne, liefert das Pumpspeicherwerk die Energie zurück. Je mehr unterschiedliche Einzelkraftwerke und Kraftwerksarten kombiniert werden, desto höher ist der Synergieeffekt und damit die Gesamteffizienz des virtuellen Kraftwerkes.

Wärmedämmung bezeichnet Maßnahmen zur Eindämmung der Abgabe thermischer Energie von Gegenständen oder ganzen Gebäuden an ihre Umgebung durch Einsatz von Dämmstoffen.Die Umgangssprache spricht in solchen Fällen häufig von Isolierung, doch während diese vollständig trennt, verringert eine Dämmung nur den Austausch von Energie. Beispiele für die Anwendung von Wärmedämmung an Gegenständen oder Anlagen sind Bettdecke, Thermobekleidung, Kühltasche, Kühl- und Heizungsanlagen mitsamt ihren Rohrleitungen oder auch Fahrzeuge.

Baustoffe wie Stahl, Beton und Glas, aber auch Natursteine sind relativ gute Wärmeleiter, so dass die daraus errichteten Außenwände von Gebäuden bei kalter Witterung sehr schnell die Wärme von der Innenseite an die Außenseite abgeben.

Deshalb verkleidet man heute derartig gebaute Wände mit so genannten Dämmstoffen; das sind Materialien mit geringer Wärmeleitung. Im Sommer soll die Dämmung verhindern, dass Wärme von außen in ein Haus eindringt, damit es innen relativ kühler als außen bleibt. Gebräuchlich sind:

● Geschäumte Kunststoffe (wie Polystyrol, Neopor, Polyurethan)
● Mineral-, Glaswolle, Schaumglas
● mineralische Schäume wie Porenbeton, Bimsstein, Perlite
● Schüttungen aus Zelluloseflocken (auch zum Einblasen in Hohlräume), Ceralith, Blähglas, Blähton
● Holzfaserwerkstoff, Holzwolle, Kork
● pflanzliche oder tierische Fasern wie Hanf, Flachs, Koks, Wolle
● Schilfrohrmatten
● Kalzium-Silikat-Platten vorzugsweise für Innendämmung von Außenwänden
● Vakuumwärmedämmung

Man unterscheidet Außen-, Innen- und Kerndämmung. In weiten Teilen Deutschlands ist der einschalige Wandaufbau aus wärmedämmenden Baustoffen wie zum Beispiel Ziegel oder Bims- und Porenbeton gängig. In Norddeutschland findet man häufig den zweischaligen Wandaufbau mit Kerndämmung.

Nachträglich wird die Wärmedämmung meistens durch eine Außendämmung verbessert (Wärmedämmverbundsystem). Neben der Heizwärmeeinsparung im Winter erreicht diese Form der Wärmedämmung eine Verbesserung der Behaglichkeit auch im Sommer, weil die Masse von Wänden, Decken und Boden die Raumtemperatur annimmt und Wärme speichert.

Der optimale Dämmstoff besitzt mehrere Eigenschaften: Er ist schlecht wärmeleitend, hat also einen niedrigen U-Wert, aber auch eine hohe Wärmekapazität, die eine Verlangsamung der Gebäudeerwärmung im Sommer oder Auskühlung im Winter bewirkt. Er ist feuchteresistent und kapillaraktiv, kann also auftretende Feuchtigkeit schnell verteilen und wieder abgeben. Da Dämmstoffe meistens nicht all diese Eigenschaften auf einmal besitzen, werden sie oft kombiniert eingesetzt.

Eine Wärmedämmung muss physikalische Gegebenheiten berücksichtigen. Nicht fachgerecht ausgeführte Konstruktionen können für erhebliche Probleme sorgen, meistens sind dieses Feuchtigkeitsprobleme durch Kondensation.

Die Wärmepumpe ist eine Maschine, die Wärme von einem niedrigen Temperaturniveau unter Aufwand von Arbeit auf ein höheres Temperaturniveau transportiert. Es gibt verschiedene physikalische Effekte, die in einer Wärmepumpe Verwendung finden können.Die Umkehrung dieses Prozesses findet in Wärmekraftmaschinen statt, bei der Wärme hoher Temperatur unter Gewinnung von Arbeit zu einem Wärmereservoir niedrigerer Temperatur transportiert wird.

Weiteste Verbreitung findet die Wärmepumpe innerhalb von Kühl- und Gefriergeräten. Wärmepumpen werden jedoch auch zur Gebäudeheizung, Warmwasserbereitung und bei den verschiedensten industriellen Verfahren eingesetzt. Innerhalb eines Kühlschrankes wird dem Inneren (Kühlgut) Wärme unter Energieaufwand entzogen und nach Außen (Rückseite) abgegeben. Bei der Wärmepumpenheizung wird die Wärme von einem äußeren Medium unter Energieaufwand ins Innere des Gebäudes gepumpt.

Wärmespeicher sind Speicher für thermische Energie. Man unterscheidet:• Sensible Wärmespeicher: Sie verändern beim Lade- oder Entladevorgang ihre "fühlbare" Temperatur, z. B. Warmwasserspeicher
● Latentwärmespeicher: Sie verändern beim Lade- oder Entladevorgang nicht ihre "fühlbare" Temperatur, sondern das Wärme-Speichermedium ändert seinen Aggregatzustand. Meistens ist das der Übergang von fest zu flüssig. Das Speichermedium kann über seine Latentwärmekapazität hinaus be- oder entladen werden, was erst dann zu einer Temperaturerhöhung führt.
● Thermochemische Wärmespeicher: Sie speichern die Wärme in endo- und exothermen chemischen Reaktionen.

Es gibt Langzeit- und Kurzzeitspeicher.

● Langzeitspeicher können z.B. saisonale Wärmespeicher in der Niedrigenergie-Solarthermie sein. Die wichtigsten Typen sind: Heißwasser-Wärmespeicher (gedämmte Behälter mit Wasser), Kies/Wasser-Wärmespeicher (gedämmte Behälter mit Kies/Wasser-Gemisch), Erdsonden-Wärmespeicher (Boden in bis zu 100 m Tiefe wird erwärmt) und Aquifer-Wärmespeicher (Grundwasser wird erwärmt). Auch die meisten Latent-Wärmespeicher sind als Langzeitspeicher ausgelegt.
● Kurzzeitspeicher sind solche, die die Wärme nur für wenige Stunden oder Tage speichern. Hierfür werden vorwiegend freistehende Warmwasser-Speicher eingesetzt.

Als Speichermedium dient in vielen Fällen Wasser, zum Teil in Kombination mit anderen Materialien. Es stellt auch ein hervorragendes Wärmeträgermedium dar.

Durch die gute Wärmeleitfähigkeit und die deshalb notwendige aufwändige Isolierung eignet sich Wasser nur eingeschränkt für die längerfristige Wärmespeicherung, etwa vom Sommer in den Winter. Seit einiger Zeit wird daher an der thermochemischen Wärmespeicherung geforscht, die den Wärmeumsatz umkehrbarer chemischer Reaktionen nutzt: Durch Wärmezufuhr wechselt das verwendete Wärmeträgermedium seine chemische Zusammensetzung; bei der von außen angestoßenen Rückumwandlung wird der größte Teil der zugeführten Wärme wieder frei gesetzt. Solche Speicher sind jedoch noch vergleichsweise teuer; zudem sind die Reaktionen bei vielen Systemen relativ träge, so dass thermochemische Speicher die Wärmespeicherung im Solartank nur ergänzen, nicht aber ersetzen können. Ähnliches gilt für den Einsatz von Latentwärmespeichern in Solaranlagen, die ihren physikalischen Aggregatszustand durch Wärmezufuhr verändern.

Durch sehr groß gewählte Speichervolumen kann das Wärmeverlust-Problem verringert werden: Je höher das Volumen, desto geringer ist das Verhältnis von Oberfläche (an der der Verlust erfolgt) zu Inhalt und damit auch der relative Wärmeverlust. So genannte Saisonalspeicher sind daher meist unterirdisch angelegt und erhalten mehrere hundert Kubikmeter Warmwasser. Aus hygienischen Gründen kann dies jedoch kein Brauch- bzw. Trinkwasser sein, sondern ist so genanntes Pufferwasser, dem bei Bedarf über Wärmetauscher Wärme entzogen und ans Brauchwasser abgegeben wird. Solche Speicher dienen üblicherweise zur Wärmeversorgung ganzer Solarsiedlungen.

Im Weiteren soll jedoch nur auf Standardsysteme eingegangen werden, wie sie in allein stehenden Ein- und Mehrfamilienhäusern zum Einsatz kommen.

Solartanks, Solarspeicher oder Solarwärmespeicher dienen der Speicherung der in einer Thermischen Solaranlage gewonnenen Wärme. Von herkömmlichen Brauchwasserspeichern unterscheiden sich Solarspeicher vor allem durch:

● sehr starke Isolierung; üblich sind 10 cm und mehr aus einem stark isolierenden Material wie z.B. PU- oder PP-Schaum, zum Teil zweischichtig, gegenüber oft nur 5 cm Mineralwolle bei herkömmlichen Warmwasser-Speichern in Zentralheizungsanlagen.
● eine hohe und schlanke Bauform des Wasserbehälters, die die Entwicklung unterschiedlicher Temperaturschichten erlaubt (oben heißes Wasser, unten kühles Wasser)
● einen tief angebrachten, großflächigen Wärmeübertrager für die Übertragung der Wärme aus dem Solarkreis.

Häufig sind Solarspeicher bivalent ausgelegt, das heißt, sie besitzen zusätzlich zum Wärmetauscher des Solarkreises eine Einrichtung zum Nachheizen mittels einer anderen Energiequelle, z.B. einen zweiten Wärmetauscher im oberen Speicherbereich zum Anschluss an einen konventionellen oder Biomasse-Heizkessel. Dieses Nachheizen wird immer dann notwendig, wenn die Sonne nicht genügend Energie liefert, um den Warmwasserbedarf zu decken (zum Beispiel nach mehreren kalten Tagen mit dichter Wolkendecke). Alternativ kann dazu auch ein elektronisch geregelter Durchlauferhitzer verwendet werden. Die Warmwassererzeugung per Strom ist aber energetisch sehr ineffizient und wenig umweltfreundlich.

Der eigentliche Wassertank besteht wie auch bei herkömmlichen Trinkwasserspeichern üblich meist aus Stahl, der innen emailliert ist; aufgrund der hohen Temperaturen, die im Solarbetrieb erreicht werden können, eignen sich Kunststofftanks oder mit Kunststoff ausgekleidete Wasserspeicher mit wenigen Ausnahmen nicht für den Einsatz als Solartank. Sowohl emaillierte als auch kunststoffbeschichtete Stahltanks benötigen so genannte Opferanoden oder Fremdstromanoden, um bei Emaillierungs- oder Beschichtungsfehlern eine allmähliche Korrosion der Tankhülle zu verhindern. Bei emaillierten Tanks können solche Fehler auch durch Temperaturspannungen im Betrieb entstehen.

Daneben kommen auch teurere Edelstahlspeicher zum Einsatz, die weniger korrosionsanfällig sind und daher bei den meisten Wasserverhältnissen auf Schutzanoden verzichten können. Eine neuere Entwicklung sind Solartanks aus Glasfaser-Verbundstoffen (GFK), die sich für Dauertemperaturen bis 95° Celsius eignen.

Unter solarer Heizungsunterstützung versteht man die Nutzung von solarer Wärme zu Heizzwecken. An sonnigen Tagen in der Übergangszeit (Herbst bzw. Frühjahr) kann je nach Auslegung der Solaranlage und Wärmeisolierung des Hauses die Solarenergie allein zur Heizung ausreichen, an vielen Wintertagen wird die Sonne aber nur einen Teil der benötigten Heizwärme liefern, die konventionelle Heizung also nur unterstützen können. (Ausgenommen sind dabei Häuser im Passivhaus-Standard.)

Anlagen zur Heizungsunterstützung erfordern wesentlich höhere Wärmespeicher-Kapazität als reine Brauchwasser-Erwärmungsanlagen und damit deutlich größere Solartanks. Beim Bau solcher Anlagen wird grundsätzlich zwischen Mehrfach-Speicher-Anlagen und Tank-im-Tank-Systemen unterschieden. Bei ersteren sind Heizwasser-Pufferspeicher und Warmwassertank in räumlich getrennten Speichern untergebracht; eine elektronische Steuerung verteilt die in Form erhitzer Solarflüssigkeit von den Kollektoren gelieferte Sonnenwärme auf die verschiedenen Wärmetauscher in den Pufferspeichern und dem Brauchwasserspeicher.

Eine weniger aufwändige Steuerlogik erfordern so genannte Kombispeicher oder Tank-im-Tank-Systeme. Diese Speicher werden vom Wasser aus der Zentralheizungsanlage durchflossen, das im unteren Bereich solar erwärmt, im oberen Bereich bei Bedarf aus dem Heizkessel nachgeheizt wird. Im Inneren dieses Heizwasser-Pufferspeichers befindet sich ein zweiter, deutlich kleinerer Tank oder ein dickes Wärmetauscher-Rohr, durch den das Trinkwasser fließt und - ähnlich einem Durchlauferhitzer - dabei vom Heizwasser erwärmt wird. Solche Speicher weisen ein wesentlich höheres Gesamt-Puffervolumen als reine Brauchwassertanks auf (mindestens doppeltes Volumen), der vorgehaltene Anteil an erwärmten Trinkwasser ist aber wesentlich geringer (etwa 80 bis 200 l).

Solche Anlagen eignen sich daher nicht nur für die solare Heizungsunterstützung, sondern auch für öffentliche Gebäude oder Pensionen, die einen hohen Warmwasserbedarf haben, aber aus Hygienegründen nicht auf Warmwassertanks mit mehr als 400 l zurückgreifen wollen.

Wichtig für eine effiziente Solarnutzung ist die Temperaturschichtung im Speicher: Durch eine hohe und schlanke Bauform sammelt sich das bereits erhitzte Wasser im obersten Speicherbereich und wird auch dort entnommen, während frisches, kaltes Wasser im unteren Bereich einfließt. Es entstehen „Schichten" mit unterschiedlicher Temperatur. Dadurch wird erreicht, dass am im unteren Speicherbereich angebrachten Wärmetauscher der Solaranlage möglichst lange eine ausreichend hohe Temperaturdifferenz besteht, dass ein Wärmeeintrag aus dem Solarkreis erfolgen kann. Erst wenn der Speicher bis in die untersten Temperaturschichten so warm ist wie die in den Kollektoren erwärmte Solarflüssigkeit, schaltet sich die Solaranlage ab.

Aufgrund dieser Zusammenhänge ist ein Ziel bei der Entwicklung neuer Solartanks die Förderung und Stabilisierung der Schichtenbildung. Verwirbelungen zum Beispiel bei der Entnahme von heißem Brauchwasser sollen vermieden werden. Gleichzeitig soll die Wärmezuführung optimiert werden. Dazu dienen beispielsweise Solarspeicher, die nicht nur über zwei Wärmetauscher verfügen (bivalente Speicher), sondern über drei (trivalent). Dabei dienen die beiden unteren Wärmetauscher der Zuführung von solarer Wärme, während der oberste meist wie bei herkömmlicheren Speichern zur Nachheizung bei nicht ausreichender Sonneneinstrahlung genutzt wird. Die beiden unteren Wärmetauscher sind dabei so verschaltet, dass bei ausreichender Temperaturdifferenz zwischen Speicher und Kollektor zunächst der mittlere Wärmetauscher durchflossen wird und Wärme in den Speicher „pumpt", während die nach diesem Durchlauf verbleibende Restwärme im untersten Wärmetauscher im kältesten Bereich des Speichers verwertet wird. Reicht die Solarwärme nicht mehr aus, im mittleren Speicherbereich Energie zuzuführen, wird der mittlere Wärmetauscher stillgelegt und nur noch der unterste Wärmetauscher durchflossen.

Geothermie steht immer, also unabhängig von der Tages- und Jahreszeit und auch unabhängig vom Wetter zur Verfügung. Optimal wird eine Anlage dann arbeiten wenn sie auch dementsprechend zeithomogen genutzt wird. Dies ist z.B. dann der Fall, wenn im Winter geheizt und im Sommer gekühlt wird und die hierzu nötigen Energiemengen etwa gleich sind. Beim Kühlen im Sommer ergibt sich dabei eine Erwärmung des Reservoirs und damit dessen Regeneration. Verstärkt wird diese Funktion, wenn Geothermie mit anderen Anlagen z.B. Solarthermie kombiniert wird.

Solarthermie stellt Wärme vorwiegend im Sommer zur Verfügung, wenn sie weniger gebraucht wird. Durch Kombination mit Geothermie lässt sich diese Energie im Sommer in das unterirdische Wärmereservoir einspeisen und im Winter wieder abrufen. Die Verluste sind standortabhängig, aber in der Regel gering.

Saisonale Speicher können sowohl oberflächennah, als auch tief ausgeführt werden. Sogenannte Hochtemperatur Speicher (<50 Grad) sind allerdings nur in größerer Tiefe denkbar. Beispielsweise verfügt das Reichstagsgebäude über einen derartige Speicher.

Die umgangssprachliche Bezeichnung "Wärmetauscher" oder "Wärmeaustauscher" ist falsch, weil zwei Medien nicht Wärme austauschen, sondern Energie von dem einen auf das andere übertragen wird. Trotzdem wird vor allem in der Heizungs- und Installationstechnik meistens diese Bezeichnung verwendet.Durch einen Wärmeübertrager kann ein Medium an ein anderes Wärme übertragen, ohne dass die Medien in direkten Kontakt miteinander kommen. Von Wärmeübertragern spricht man vor allem dann, wenn die Medien flüssig oder gasförmig sind.

Für eine gute Effizienz muss das Material, das die Medien trennt, eine gute Wärmeleitung und große Oberfläche aufweisen. Weiterhin muss der Wärmeübergang zwischen Oberfläche und strömenden Medien möglichst gut sein, dafür ist eine turbulente Strömung günstig; diese findet vor allem bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten statt, bzw. bei einer hohen Reynoldszahl, zu der eine hohe Dichte und eine niedrige Viskosität des Mediums in gleichem Maße beitragen. Allerdings verringert sich bei hoher Strömungsgeschwindigkeit auch die Zeit für den Durchfluss durch den Wärmeübertrager und somit reduziert sich die Effizienz wieder. Es muss also neben der großen Oberfläche auch eine ausreichend lange Strecke für das Durchströmen vorgesehen werden. Dadurch erhöht sich jedoch der Strömungswiderstand und somit der Energieaufwand, um das Medium durch den Wärmeübertrager zu pumpen.

Bei Wärmeübertragern, bei denen ein Medium eine Flüssigkeit, das andere Medium ein Gas (meist Luft) ist, unterscheidet sich die Wärmekapazität je Volumen der Medien sehr stark. Daher muss viel mehr Gas als Flüssigkeit durchströmen, und es ist notwendig, die Fläche für den Wärmeübergang an das Gas zu erhöhen. Dies erfolgt oft durch Rippen oder Bleche, z.B. bei Hochtemperatur-Heizkörpern, den Kühlschlangen an der Rückseite eines Kühlschrankes oder einer Klimaanlage und dem Kühler des Autos.

Typografischer Weißraum (auch Leerraum) ist in der Typografie der unbedruckte Teil einer Seite. Nach dem Gestaltungsprinzip Form – Gegenform stellt die richtige Aufteilung von bedruckter Fläche zu Weißraum eine gestalterische Herausforderung an den Designer dar.In der Makrotypografie spricht man hier vom Zusammenspiel von Bild und Text im Gegensatz zur freien Fläche. Ein ausgeglichenes Verhältnis ist immer abhängig vom Inhalt. Um dies zu erzielen, gibt es unterschiedliche Ansätze, wie zum Beispiel den Goldenen Schnitt. Bei der Mikrotypografie allerdings beschreibt dieser Begriff den Freiraum zwischen und innerhalb der Buchstaben. Durch Veränderung der Laufweite oder des Zeichenabstandes kann darauf Einfluss genommen werden.

Ein gut gesetzter Weißraum verbessert die Lesbarkeit und steigert so die Konzentration des Betrachters. Gut durchgliedert hilft er dem Leser, den Überblick zu behalten und gezielt wichtige Inhalte schneller zu erfassen. Dieser Grundsatz gilt auch für die Gestaltung von Bildschirminhalten.

Aus Kostengründen kommt der Einsatz von Weißraum bei Druckerzeugnissen oft zu kurz. Ein Beispiel für zu wenig Weißraum wäre die Tageszeitung.

Zeolith oder Siedestein bezeichnet eine lockere Gruppe chemisch sehr komplexer Silikat-Minerale mit einer zwischen 3,5 und 5,5 liegenden Härte, die im monoklinen, kubischen oder orthorhombischen Kristallsystem kristallisieren. Zeolith hat eine variable Farbe, weiß, gelb, braun oder rosa sind jedoch oft vertreten, auch farblose Varianten existieren. Die Strichfarbe ist weiß.Das Mineral kann je nach Typ bis etwa 40 Prozent des Trockengewichtes an Wasser speichern, das beim Erhitzen wieder abgegeben wird. Das Gestein scheint zu sieden und schmilzt schließlich zu einer weißen Glasperle. An feuchter Luft kann das Wasser wieder aufgenommen werden, ohne die Struktur des Minerals zu zerstören.

Zeolithe haben vielfältige Anwendungsmöglichkeiten u. a. als Ionenaustauscher etwa zur Wasserenthärtung, EDTA-Ersatzstoff, Molekularsieb, Trockenmittel oder im selbstkühlenden Bierfass. Des Weiteren werden sie zur großtechnischen Herstellung von Waschmitteln benötigt. Zeolithe finden aber auch in industriellen Katalysatoren Verwendung und werden in Wärmespeicherheizungen verbaut.

Bei der Anwendung werden zwei Eigenschaften der Zeolithe genutzt:

● Der Ionenaustausch, das heißt die Fähigkeit der Zeolithe, ihre freien Kationen gegen andere auszutauschen. Mengenmäßig größte Anwendung ist dabei die Wasserenthärtung in Waschmitteln. Weitere interessante Anwendungen sind die Beseitigung von (auch radioaktiven) Schwermetallen aus Abwässern.
● Die Adsorptionskapazität, das heißt das Einlagern neutraler Verbindungen in die Mikroporen der Kristallstruktur. Bei der Adsorption kann der Adsorptionsvorgang als solcher ausgenutzt werden, etwa beim exothermischen Trocknen von Gasen, der wichtigsten Anwendung, oder bei der Trennung von organischen Molekülen nach Größe. Alternativ wird die hohe Adsorptionswärme, die insbesondere bei der Adsorption von Wasser anfällt, verwendet. Die starke Triebkraft der Adsorption wird bei der Verwendung von Zeolithen als Energiespeicher ausgenützt.

Auch die Katalyse findet, wie die Adsorption, in den Poren des Zeolithen statt. Dabei wirkt entweder der Zeolith selbst als saurer Katalysator, oder eingebrachte Metallpartikel sind die eigentlichen aktiven Zentren. Ein Beispiel in der Industrie ist der Einsatz als heterogener Katalysator für das katalytische Cracken von Kohlenwasserstoffen, da Zeolithe oft stark saure Zentren besitzen. Ebenso werden sie oft als bifunktionelle Katalysatoren mit einer weiteren Metallkomponente zusammen für verschiedene Reaktionen verwendet.

Seit kurzem können auch nanoskalige Zeolithe, das heißt Zeolithmaterialien mit Teilchendurchmessern unter 100 Nanometer synthetisiert werden, die sich von den herkömmlichen Zeolithen durch deutlich verbesserte Transporteigenschaften auszeichnen. Diese verbesserten Eigenschaften haben eine herausragende Bedeutung in der Katalyse und in Adsorptionsprozessen, in denen Zeolithe eingesetzt werden.

Seit einiger Zeit finden (synthetische) Zeolithe auch Verwendung bei der Herstellung von Niedrigtemperatur-Asphalt - eine deutsche Entwicklung aus den 1990er Jahren, die inzwischen weltweit große Beachtung findet. Ziel dabei ist es, durch niedrigere Mischtemperaturen nicht nur Energie einzusparen, sondern auch den Ausstoss von Kohlendioxid, Dämpfen und Aerosolen einzudämmen. Zudem erfahren zeitkritische Baustellen eine frühere Verkehrsfreigabe. Die Arbeitsbedingungen auf Straßenbaustellen werden deutlich verbessert.

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