Ziegelwand dämmen im Altbau: Feldbrandziegel, Feuchte und mein Energiekonzept

Ziegelwand dämmen im Altbau: freigelegte Feldbrandziegel und Kalkputz in der tiefen Fensterlaibung eines sächsischen Bauernhauses in Siebenbürgen

Soll man eine alte Ziegelwand dämmen, und wenn ja, wie? Darum ging es vor Kurzem in einer offenen Diskussion in einem Forum, in der ich ziemlich deutlich korrigiert wurde. Ich hatte dort geschrieben, dass Wände atmen müssen. Die Antwort kam prompt, wertschätzend im Ton und klar in der Sache: Dieses Statement sei schlicht falsch, und eine Außendämmung sei das Beste, was ich meiner Wand antun könne. In diesem Artikel fasse ich zusammen, was ich aus dem Austausch gelernt habe, wo ich danebenlag und warum ich die Außenwände meines Hauses trotzdem nicht dämmen werde.

Falls Du neu hier bist: Ich renoviere ein sächsisches Bauernhaus in Siebenbürgen, genauer in Cincu (Großschenk), gebaut im Jahr 1888. Die Außenwände sind rund 60 Zentimeter dick und bestehen aus Feldbrandziegeln. Vor rund 40 Jahren habe ich eine Ausbildung zum Bautechniker gemacht, auch wenn ich beruflich später in Richtung Elektronik und IT umgeschwenkt bin. Bevor ich mit der Restaurierung begonnen habe, habe ich mich deshalb sehr intensiv damit beschäftigt, wie man bei einem solchen Haus richtig vorgeht. Das ist wichtiger, als es auf den ersten Blick scheint, denn Feldbrandziegel verhalten sich deutlich anders als die Vollziegel, die die meisten aus Tabellen und Rechnern kennen.

Das Wichtigste in Kürze:

  • Wände atmen nicht. Luft und Raumfeuchte werden fast vollständig über Lüften abgeführt, nicht durch die Wand.
  • Entscheidend bei altem Mauerwerk ist der Feuchtetransport: Die Wand muss nach innen und nach außen diffusionsoffen bleiben, damit sich Feuchtigkeit nirgends staut.
  • Feldbrandziegel dämmen besser als moderne Vollziegel, ungefähr wie Leichtlehmsteine. Meine 60-cm-Wand entspricht etwa 4 bis 7 cm Styropor, ihr U-Wert liegt grob bei 0,45 bis 0,7 W/(m²K).
  • Dafür sind Feldbrandziegel stark hygroskopisch und saugfähig. Eine Dämmung, hinter der sich Feuchtigkeit staut, kann sie dauerhaft schädigen.
  • Bei historischer Bausubstanz wie meiner wird deshalb häufig ganz von einer Wanddämmung abgeraten. Energie spare ich lieber an Dach, Decke, Fenstern und Boden.
  • Mein Energiekonzept gleicht den höheren Wärmebedarf der ungedämmten Wand zu einem guten Teil aus: eine Wandheizung mit Luft/Wasser-Wärmepumpe, eine Split-Klimaanlage zum Entfeuchten, eine Brauchwasserwärmepumpe, ein Balkonkraftwerk auf dem Dach mit Speicher sowie ein Holzofen.

Worum es in der Diskussion ging

Damit Du nachvollziehen kannst, worauf ich mich beziehe, hier der Kern des Beitrags, den ein Forenmitglied als Antwort auf meine Aussage geschrieben hat (leicht angepasst, gekürzt):

„Ich bewundere dich sehr für deine Fähigkeiten und für dein Wissen. Vielleicht hast du Zeit und Lust, dich in die Materie der Wärmedämmung einzulesen und auch mal mit diesem Rechner herumzuspielen. […] Dein Statement, dass Wände atmen müssen, ist absolut falsch. Wärmedämmung von außen, wenn richtig gemacht, ist das Beste, was du deiner Wand und dem Geldbeutel antun kannst. Die Wärmedämmwirkung deiner 60-cm-Vollziegelwand entspricht der einer 3 cm EPS-/Styroporplatte. D. h. mit 3 cm Styropor halbiert man die Wärmeverluste. Es gibt eine Vielzahl von Dämmmaterialien und man kann viel mit wenig Geld erreichen, vor allem wenn man so ein guter Handwerker ist wie du.“

Der erste Satz hat mich gefreut. Den U-Wert-Rechner von ubakus.de kannte ich bereits, denn mit ihm habe ich mich schon in der Planungsphase meiner Restaurierung ausführlich beschäftigt. Den Beitrag habe ich trotzdem zum Anlass genommen, meine Überlegungen noch einmal sauber durchzugehen und meine Wand neu durchzurechnen. Mein Ergebnis: Beim Begriff „atmen“ hat mein Gegenüber recht. Die Rechnung geht aber von einem gewöhnlichen Vollziegel aus, und die Empfehlung zur Außendämmung passt nicht zu einem Haus wie meinem.

Müssen Wände atmen? Was an dem Mythos dran ist

Die kurze Antwort: Nein, Wände atmen nicht. Durch eine verputzte Ziegelwand findet praktisch kein nennenswerter Luftaustausch statt. Die Feuchtigkeit, die wir beim Kochen, Duschen, Schlafen und durch Pflanzen in die Raumluft abgeben, verschwindet nur zu einem sehr kleinen Anteil durch die Wand nach draußen. Der weitaus größte Teil wird durch Lüften abgeführt, also durch geöffnete Fenster, undichte Fugen oder eine Lüftungsanlage.

Interessant fand ich, woher der Mythos stammt. Er geht auf einen Versuch des Münchner Hygienikers Max von Pettenkofer aus dem Jahr 1858 zurück. Pettenkofer dichtete in einem Raum Fenster und Türen ab und stellte fest, dass sich der Luftwechsel kaum veränderte. Daraus schloss er, die Luft müsse durch die Ziegelwände strömen. Übersehen hatte er dabei offenbar unter anderem den Ofen, der über den Rauchabzug mit der Außenluft verbunden war. Spätere Messungen haben das widerlegt, der Begriff ist aber bis heute geblieben. Eine kurze Zusammenfassung findest Du im Beitrag „Vom Mythos der atmenden Wände“ bei Haustechnikdialog.

Insofern hatte mein Gegenüber im Forum recht, und ich habe den Begriff zu leichtfertig benutzt.

Was ich eigentlich meinte: Diffusionsoffen in beide Richtungen

Hinter meiner falsch benannten Aussage steckt aber ein Gedanke, an dem ich festhalte: Was in alten Mauern tatsächlich passiert, ist kein Atmen, sondern Feuchtetransport. Dabei spielen drei Vorgänge eine Rolle:

  • Dampfdiffusion: Wasserdampf wandert durch das Bauteil, im Winter meist von innen nach außen, im Sommer und bei durchfeuchteter Fassade auch umgekehrt. Wie leicht das geht, beschreibt der sd-Wert eines Materials.
  • Sorption: Hygroskopische Baustoffe nehmen Wasserdampf aus der Luft auf, lagern ihn in den Poren ein und geben ihn bei trockener Luft wieder ab. Sie puffern damit Feuchtespitzen im Raum ab.
  • Kapillarer Transport: Flüssiges Wasser wird in den feinen Poren von Ziegel, Kalkmörtel und Kalkputz weitergeleitet und kann an der Oberfläche verdunsten.

Ein Haus aus dem 19. Jahrhundert hat in aller Regel keine Horizontalsperre gegen aufsteigende Feuchte, und die Fundamente stehen direkt im Erdreich. Feuchtigkeit kommt also von unten, bei Schlagregen von außen und aus der Raumluft von innen. Solche Wände funktionieren seit weit über hundert Jahren, weil sie Wasser aufnehmen und nach beiden Seiten wieder abgeben können. Diese Fähigkeit zum Austrocknen ist das, was ich mit „atmen“ eigentlich gemeint hatte.

Kurz erklärt: Wände atmen nicht im Sinne eines Luftaustauschs. Altes Mauerwerk muss aber nach innen und nach außen diffusionsoffen bleiben. Jede Schicht, die das Austrocknen in eine Richtung bremst, sei es eine Dämmplatte, eine Dampfbremse, ein Zementputz oder eine dichte Farbe, kann dazu führen, dass sich Feuchtigkeit dahinter staut.

Feldbrandziegel: Warum meine Wand kein gewöhnlicher Vollziegel ist

Im Forum war von einer „Vollziegelwand“ die Rede. Das ist ein naheliegendes Missverständnis, denn von außen sehen die Steine ähnlich aus. Genau genommen besteht mein Haus aber aus Feldbrandziegeln. Das sind Ziegel, die früher nicht in einer Ziegelei mit Industrieofen, sondern in einfachen Feldöfen oder Meilern gebrannt wurden, oft in der Nähe der Baustelle.

Daraus ergeben sich andere Eigenschaften als bei einem modernen, industriell gebrannten Vollziegel:

  • Niedrigere und ungleichmäßige Brenntemperatur: Die Ziegel sind weniger stark gesintert, poröser und leichter. In ein und derselben Wand können Steine unterschiedlicher Qualität stecken.
  • Besserer Wärmeschutz: Durch den hohen Porenanteil liegt die Wärmeleitfähigkeit ungefähr im Bereich eines Leichtlehmsteins und damit deutlich unter der eines modernen Vollziegels.
  • Stark hygroskopisch und saugfähig: Feldbrandziegel nehmen Feuchtigkeit aus der Luft und flüssiges Wasser wesentlich schneller und in größerer Menge auf als ein moderner Vollziegel. Sie geben sie aber auch wieder ab, wenn man sie lässt.
  • Empfindlicher: Weichere, schwächer gebrannte Ziegel reagieren empfindlich auf Frost und Salze, wenn sie dauerhaft nass bleiben. Ein kapillaraktiver Kalkputz schützt sie, ohne sie einzuschließen.

Für die Frage, ob ich meine Ziegelwand dämmen sollte, hat das zwei Folgen: Die Wand dämmt von sich aus besser, als die Rechnung aus dem Forum annimmt. Und ihr größtes Risiko ist nicht die Kälte, sondern Feuchtigkeit, die nicht mehr abtrocknen kann.

Die Zahlen: Was leistet meine 60-cm-Feldbrandziegelwand wirklich?

Die Behauptung im Forum lautete: Meine 60 Zentimeter Ziegel dämmen so gut wie 3 Zentimeter Styropor. Ich habe nachgerechnet, einmal für einen typischen Vollziegel und einmal für meinen Feldbrandziegel.

So funktioniert der U-Wert

Der U-Wert (Wärmedurchgangskoeffizient) gibt an, wie viel Wärme pro Quadratmeter Wandfläche und pro Grad Temperaturunterschied zwischen innen und außen verloren geht. Die Einheit ist W/(m²K). Je kleiner der U-Wert, desto besser dämmt die Wand.

Berechnet wird er über den Wärmedurchlasswiderstand R jeder Schicht: Dicke geteilt durch Wärmeleitfähigkeit (λ, Lambda). Die Widerstände aller Schichten werden addiert, dazu kommen kleine Übergangswiderstände an den Oberflächen. Der U-Wert ist dann der Kehrwert der Summe.

Vollziegel, Feldbrandziegel und Styropor im Vergleich

Ein typischer Vollziegel hat eine Wärmeleitfähigkeit von etwa 0,68 W/(mK). Für meinen Feldbrandziegel rechne ich, angelehnt an Leichtlehmsteine, mit rund 0,4 W/(mK). Weil die Ziegel so unterschiedlich sind, habe ich zusätzlich eine Spanne von 0,3 bis 0,5 W/(mK) betrachtet. EPS (Styropor) liegt bei etwa 0,035 W/(mK).

  • 60 cm Vollziegel: 0,60 m ÷ 0,68 W/(mK) = R ≈ 0,88 m²K/W, das entspricht etwa 3 cm EPS
  • 60 cm Feldbrandziegel: 0,60 m ÷ 0,4 W/(mK) = R ≈ 1,5 m²K/W, das entspricht etwa 5 cm EPS
  • 3 cm EPS: 0,03 m ÷ 0,035 W/(mK) = R ≈ 0,86 m²K/W

Für einen gewöhnlichen Vollziegel stimmt die Aussage aus dem Forum also. Meine 60 Zentimeter Feldbrandziegel entsprechen dagegen je nach Ziegel etwa 4 bis 7 Zentimetern Styropor. Mit Putz und Übergangswiderständen komme ich auf einen U-Wert von rund 0,58 W/(m²K), in der Spanne zwischen etwa 0,45 und 0,7.

Zum Vergleich: In Deutschland verlangt das Gebäudeenergiegesetz (GEG) bei einer Sanierung der Außenwand einen U-Wert von höchstens 0,24 W/(m²K), sieht für Baudenkmäler und erhaltenswerte Bausubstanz aber Ausnahmen vor. In Rumänien gelten eigene Vorgaben, aktuell der Normativ Mc 001/2022. Den deutschen Wert nutze ich nur als Orientierung.

Feuchte Feldbrandziegel dämmen schlechter

Der Lambda-Wert aus Tabellen gilt für trockenes Material. Wasser leitet Wärme um ein Vielfaches besser als die Luft in den Poren. Gerade weil Feldbrandziegel so viele Poren haben und so viel Wasser aufnehmen, hängt ihr tatsächlicher Wärmeschutz stark vom Feuchtegehalt ab. Das ist für mich der wichtigste Gedanke dieses Artikels: Eine trockene Feldbrandziegelwand ist selbst ein brauchbarer Wärmeschutz. Wer sie trocken hält, verbessert ihre Dämmwirkung, ohne eine einzige Platte anzubringen. Wer dagegen eine Dämmung anbringt, hinter der sich Feuchtigkeit staut, verschlechtert genau diese Eigenschaft und riskiert zusätzlich Schäden am Ziegel.

Was eine Dämmung rechnerisch bringen würde

Der Vollständigkeit halber habe ich verschiedene Varianten mit λ = 0,4 W/(mK) für den Feldbrandziegel durchgerechnet. Die Werte sind Näherungen und gelten nur für trockenes Mauerwerk. Mögliche Feuchteschäden bildet eine solche Rechnung nicht ab:

Aufbau (auf 60 cm Feldbrandziegel, verputzt) U-Wert ca. in W/(m²K) Wärmeverlust im Vergleich zum Bestand
Bestand ohne Dämmung 0,58 100 %
+ 5 cm Kalk-Dämmputz (λ ≈ 0,07) 0,41 ca. 71 %
+ 3 cm EPS (λ 0,035) 0,39 ca. 67 %
+ 6 cm Holzfaser (λ 0,040) 0,31 ca. 53 %
+ 10 cm EPS oder Mineralwolle (λ 0,035) 0,22 ca. 38 %

Das relativiert die Aussage aus dem Forum deutlich: Bei meiner Feldbrandziegelwand halbieren 3 Zentimeter Styropor die Verluste nicht, sie senken sie um rund ein Drittel. Für eine spürbare Verbesserung bräuchte es 6 bis 10 Zentimeter, also genau die Dicken, bei denen ein Eingriff in das Feuchteverhalten der Wand am größten ist. Nutzen und Risiko stehen bei meinem Haus damit in einem anderen Verhältnis als bei einem gewöhnlichen Vollziegel.

Auch bei der Behaglichkeit steht meine Wand besser da als gedacht. Bei minus 10 Grad draußen und 20 Grad drinnen hat ihre Innenseite rechnerisch knapp 18 Grad. Mit 10 Zentimetern Dämmung wären es rund 19 Grad. Ein Grad mehr an der Wandoberfläche ist angenehm, rechtfertigt bei meinem Haus aber nicht das Risiko für die Bausubstanz. Dazu kommt: Meine Wandheizung erwärmt die Wandoberflächen ohnehin direkt. Wie das funktioniert, beschreibe ich weiter unten.

Mein Tipp: Rechne Deine eigene Wand selbst nach, aber mit dem richtigen Material. Im U-Wert-Rechner von ubakus.de kannst Du Schicht für Schicht Deinen Wandaufbau eingeben und die Wärmeleitfähigkeit anpassen, wenn Dein Material nicht in der Datenbank steht. Ob Du mit 0,4 oder 0,68 W/(mK) rechnest, verändert das Ergebnis erheblich. Bedenke aber: Der U-Wert sagt nichts darüber, wie sich Feuchtigkeit in einer alten, saugfähigen Wand über Jahre verhält. Das kann nur eine hygrothermische Simulation, zum Beispiel mit WUFI, oder die Erfahrung von Fachleuten für historische Bausubstanz.

Ziegelwand dämmen im historischen Bestand: Warum ich mich dagegen entschieden habe

Für einen gewöhnlichen Altbau aus Vollziegeln mit trockenem Mauerwerk hat die Person im Forum bauphysikalisch einen Punkt: Wenn überhaupt gedämmt wird, ist außen meist besser als innen, weil die Wand dann auf der warmen Seite liegt. Bei historischer Bausubstanz wie meiner raten Fachleute aus der Denkmalpflege und Altbausanierung aber häufig ganz von einer Dämmung der Außenwände ab. Nach allem, was ich mir vor Beginn der Restaurierung erarbeitet habe, teile ich diese Haltung. Die Gründe:

  1. Feuchtigkeit staut sich hinter der Dämmung: Bei einer Außendämmung kann die Wand nach außen schlechter austrocknen. Bei einer Innendämmung wird die Wand kälter, und an der Grenze zwischen Dämmung und Mauerwerk kann Tauwasser entstehen. In beiden Fällen sammelt sich Feuchtigkeit genau dort, wo man sie nicht sieht.
  2. Feldbrandziegel sind besonders empfindlich: Weil sie so viel Wasser aufnehmen, reichern sich in einer dauerhaft feuchten Wand Salze an. Frost kann den weichen Ziegel dann von außen absprengen, und Putz löst sich.
  3. Aufsteigende Feuchte lässt sich nicht wegdämmen: Ohne Horizontalsperre zieht die Wand immer Feuchtigkeit aus dem Boden. Sie muss diese Feuchtigkeit nach beiden Seiten abgeben können.
  4. Kalkputz und Kalkmörtel: Die historische Bausubstanz ist auf mineralische, kapillaraktive Materialien abgestimmt. Schon ein Zementputz oder eine Dispersionsfarbe kann dieses System stören, eine Dämmschicht erst recht.
  5. Das Ortsbild: Die Straßenfassaden der sächsischen Dörfer mit ihren Giebeln, Gesimsen und Toreinfahrten sind ein Kulturerbe. Deshalb müsste eine Fassade nach dem Dämmen wieder originalgetreu aufgebaut werden. Ob die dafür nötigen dicken Putzschichten auf der Dämmung halten oder diese beeinträchtigen, dazu habe ich keine Informationen gefunden. Je nach Lage gelten in Siebenbürgen außerdem Auflagen des Denkmalschutzes, die man vorher bei der zuständigen Behörde klären sollte.
Wichtig: Falls Du an einem alten Haus trotzdem über eine Wanddämmung nachdenkst, dann nur mit Materialien, die in beide Richtungen diffusionsoffen und kapillaraktiv sind, und nur nach fachlicher Beratung durch jemanden mit Erfahrung in historischer Bausubstanz. Kläre vorher die Feuchtesituation: Ist die Wand im Sockelbereich nass, blüht Salz aus, sandet der Ziegel ab? Dann hat eine Dämmung an dieser Wand nichts verloren, bevor die Ursache behoben ist.

Dämmmaterialien: Was für mein Haus nicht infrage kommt

Der Hinweis aus dem Forum, dass es eine Vielzahl von Dämmmaterialien gibt, stimmt. Für eine Wand aus Feldbrandziegeln sortiert sich diese Vielfalt aber schnell. Hier meine Einschätzung:

Ausgeschlossen: EPS, WDVS und Dampfbremsen

Styropor ist günstig und dämmt sehr gut, hat aber einen hohen Diffusionswiderstand und ist nicht kapillaraktiv. Auf einer saugfähigen, feuchtebelasteten Wand ist es für mich das Gegenteil von dem, was sie braucht. Dasselbe gilt für Wärmedämmverbundsysteme mit Kunstharzputz und für Innendämmungen mit Dampfbremse oder Dampfsperre.

Kritisch: Holzfaser und Mineralwolle

Beide sind diffusionsoffen und deutlich verträglicher als EPS. Sie sind aber nicht kapillaraktiv und verändern trotzdem, wo und wie die Wand austrocknet. Bei trockenem Mauerwerk ohne Denkmalbezug können sie eine Option sein. Für meine Feldbrandziegelwand sehe ich das Risiko höher als den Nutzen – auch ohne Denkmalbezug.

Kritisch: kapillaraktive Innendämmung

Kalziumsilikat- oder Mineraldämmplatten gelten als die verträglichste Form der Innendämmung im Altbau. Auch sie machen die Wand aber kälter und verschieben das Feuchtegeschehen. Ohne Simulation und fachliche Begleitung würde ich das bei meinem Haus nicht angehen.

Allenfalls denkbar: Kalkputz und Kalk-Dämmputz

Ein guter, ausreichend dicker Kalkputz ist für mich keine Dämmung im eigentlichen Sinne, sondern Teil des Feuchteschutzes. Er ist diffusionsoffen, kapillaraktiv und schützt den Ziegel. Ein Kalk-Dämmputz mit leichten Zuschlägen wie Perlite verbessert den Wärmeschutz etwas, bleibt aber im System der Wand. Wenn ich überhaupt etwas an den Wänden verändere, dann in diese Richtung und erst nach Rücksprache mit Fachleuten.

Mein Tipp: Bei Feldbrandziegeln ist nicht der beste Lambda-Wert entscheidend, sondern die Frage, ob die Wand danach noch in beide Richtungen austrocknen kann. Wenn Du darauf keine klare Antwort bekommst, lass die Wand lieber, wie sie ist, und investiere in die anderen Bauteile.

Wo ich stattdessen Wärme spare

Gerade weil meine Feldbrandziegelwand besser dämmt als zunächst angenommen und ich sie nicht dämmen will, rücken die anderen Bauteile in den Mittelpunkt. Dort lässt sich mit wenig Risiko viel erreichen:

  • Oberste Geschossdecke und Dach: Warme Luft steigt nach oben. Die Decke zum ungeheizten Dachboden zu dämmen ist meist eine der günstigsten Maßnahmen mit großer Wirkung, und viele können sie selbst ausführen. In meinem Haus war die Decke zum Dachgeschoss bereits mit einer Lehm-Stroh-Schüttung gedämmt.
  • Fenster und Türen: Einfach verglaste Fenster und undichte Türen verursachen Zugluft. Oft hilft es schon, alte Fenster zu überarbeiten, abzudichten oder durch ein inneres Zweitfenster zu ergänzen. In den Wohnbereichen meines Hauses waren bereits Kastenfenster vorhanden. Ich habe sie lediglich ertüchtigt und die Innenfenster mit einer Dichtung ausgestattet.
  • Fußboden: Gerade bei Dielenböden direkt über dem Erdreich oder über einem Keller geht viel Wärme verloren. Auch hier war in meinem Haus bereits eine Lehmschüttung vorhanden. Nur die ehemalige Tischlerwerkstatt hatte keinen Keller, sondern lediglich einen Stampflehmboden mit Dielen darüber. Dort habe ich bis knapp oberhalb der Unterkante des Fundaments ausgehoben, mit Filterkies aufgefüllt und eine 10 cm starke Schicht aus druckfestem EPS-Hartschaum eingebaut, bevor der neue Boden eingebaut wurde. Unter dem Boden, getrennt durch die kapillarbrechende Kiesschicht, ist EPS unproblematisch – anders als an der Wand.
  • Undichtigkeiten: Ritzen, Durchbrüche und offene Kaminzüge sorgen für unkontrollierten Luftwechsel.
  • Trockene Wände: Spritzwasserschutz, intakte Dachrinnen und ein freier Sockel halten die Wand trocken und verbessern so ihre Dämmwirkung.
  • Strahlungswärme: Eine Heizung, die die Wände erwärmt, hält das Mauerwerk trocken und sorgt für Behaglichkeit, auch wenn die Luft etwas kühler ist. Bei mir übernimmt das eine Wandheizung.

Mein Energiekonzept: Wandheizung, Wärmepumpen, PV und Holzofen

Ich will nichts schönreden: Eine ungedämmte Wand verliert mehr Wärme als eine gedämmte, und ich brauche dafür mehr Energie. Statt die Wand einzupacken, habe ich deshalb bei der Haustechnik angesetzt. Mein Setup besteht aus mehreren Bausteinen, die sich gegenseitig ergänzen:

  • Wandheizung mit Strahlungswärme als Hauptheizung
  • Luft/Wasser-Wärmepumpe, die die Wandheizung versorgt
  • Split-Klimaanlage zum Kühlen, zum Heizen in der Übergangszeit und vor allem zum Entfeuchten
  • Brauchwasserwärmepumpe für das Warmwasser
  • Balkonkraftwerk auf dem Dach mit Speicher für eigenen Strom
  • Holzofen, um das Brennholz vom eigenen Grundstück zu nutzen

Wie die Haustechnik im Detail aufgebaut ist, von der Hausverteilung über den Notstrom bis zur Nulleinspeisung, beschreibe ich im Beitrag Energiekonzept Altbau.

Wandheizung: Strahlungswärme wie bei einem Kachelofen

Bei einer Wandheizung liegen wasserführende Rohre im Putz der Wand. Die Wand wird zur großen, gleichmäßig warmen Heizfläche und gibt ihre Wärme überwiegend als Strahlung ab, ganz ähnlich wie ein Kachelofen. Strahlungswärme erwärmt Menschen und Oberflächen direkt und nicht in erster Linie die Luft. Deshalb fühlt sich ein Raum schon bei etwas niedrigerer Lufttemperatur behaglich an, und es wird weniger Staub aufgewirbelt als bei Heizkörpern.

Für eine alte Feldbrandziegelwand hat das einen weiteren Vorteil: Warme Wandoberflächen halten das Mauerwerk auf der Innenseite trocken. Tauwasser und Schimmel an kalten Ecken haben kaum eine Chance. Damit unterstützt die Wandheizung genau das, worum es in diesem Artikel geht: eine Wand, die trocken bleibt und in beide Richtungen austrocknen kann.

Niedrige Vorlauftemperatur für die Wärmepumpe

Weil die Heizfläche so groß ist, reicht eine niedrige Vorlauftemperatur. Eine Wärmepumpe wird bewusst auf möglichst niedrige Vorlauftemperaturen ausgelegt und eingestellt. Bei mir liegt sie etwa 10 Grad unter dem, was bei Gasheizungen üblicherweise gefahren wird. Genau das ist der Bereich, in dem eine Luft/Wasser-Wärmepumpe effizient arbeitet. Als Faustregel gilt: Jedes Grad weniger Vorlauftemperatur verbessert die Effizienz einer Wärmepumpe um etwa 2 bis 2,5 Prozent. Bei 10 Grad Unterschied ist das ein spürbarer Effekt.

Ehrlicherweise gehört dazu auch: Eine Wandheizung an einer Außenwand erhöht deren Temperatur und damit etwas den Wärmeverlust nach außen. Diesen Nachteil nehme ich bewusst in Kauf, weil die Vorteile für Behaglichkeit, Effizienz und Bausubstanz bei meinem Haus überwiegen.

Split-Klimaanlage: Kühlen, Heizen und vor allem Entfeuchten

Eine Klimaanlage in einem Bauernhaus von 1888 klingt erst einmal ungewöhnlich. Für mich ist sie aber ein wichtiger Baustein, und zwar aus drei Gründen:

  • Entfeuchten: Das ist für mich der wichtigste Punkt. An schwülen Sommertagen bringt die Außenluft viel Feuchtigkeit ins Haus, die sich in den kühleren, hygroskopischen Wänden einlagern kann. Die Klimaanlage senkt die Luftfeuchte im Raum. Das schützt die Feldbrandziegel und den Putz und hilft der Wand, auch nach innen abzutrocknen.
  • Heizen in der Übergangszeit: Im Frühjahr und Herbst, wenn es nur morgens und abends kühl ist, heizt die Split-Klimaanlage als Luft/Luft-Wärmepumpe schnell und effizient, ohne dass die träge Wandheizung anlaufen muss.
  • Kühlen: Auch in Siebenbürgen werden die Sommer heißer. Die dicken Mauern halten lange kühl, irgendwann sind aber auch sie aufgeheizt.

Mein Gerät hat keine App-Steuerung. Ich habe mir deshalb einen eigenen Connector gebaut, der über die Schnittstelle der Fernbedienung mit der Anlage kommuniziert. So kann ich sie in mein SmartHome einbinden und automatisch steuern, zum Beispiel abhängig von der Außen- und Innen-Luftfeuchte oder vom Solarstrom.

Brauchwasserwärmepumpe für das Warmwasser

Das Warmwasser bereitet eine Brauchwasserwärmepumpe. Sie war, zusammen mit der Split-Klimaanlage, ursprünglich als Übergangslösung gedacht, bis mein endgültiges Setup feststeht. Beide haben sich aber so bewährt, dass sie im Einsatz bleiben.

Solarstrom vom Dach senkt die Kosten

Auf meinem Dach sitzt ein Balkonkraftwerk mit 2.000 Wp Modulleistung und einem Mikrowechselrichter mit 800 W Ausgangsleistung. Daran hängt derzeit zusätzlich eine EcoFlow Delta 3 Plus als Speicher. Sie nimmt tagsüber überschüssigen Solarstrom auf und gibt ihn abends und nachts wieder ab, wenn die Module nichts mehr liefern. Zusammen liefern Balkonkraftwerk und Speicher einen Teil des Stroms für die Wärmepumpen, die Klimaanlage und den Haushalt und reduzieren die laufenden Kosten. So kann ich den Mehrverbrauch der ungedämmten Wand zu einem guten Stück ausgleichen, ohne in die Bausubstanz einzugreifen.

Um ehrlich zu sein, ganz perfekt ist das nicht: Die Wärmepumpe für die Wandheizung braucht im Winter am meisten Strom, die Module liefern dann am wenigsten. Dafür passen andere Verbraucher umso besser zur Sonne. Die Klimaanlage kühlt und entfeuchtet genau dann, wenn die Module am meisten Strom liefern. Die Brauchwasserwärmepumpe kann ihr Wasser tagsüber mit Solarstrom erwärmen. Und in der Übergangszeit, wenn noch geheizt wird und die Sonne schon oder noch kräftig scheint, trägt der eigene Strom spürbar zur Kostensenkung bei. Obendrauf ist es ein Beitrag zu Umweltschutz und Nachhaltigkeit.

Ein Balkonkraftwerk ist übrigens ein guter Einstieg, wenn eine große Dachanlage (noch) nicht infrage kommt. Es deckt vor allem den Grundverbrauch im Haus tagsüber ab, mit einem kleinen Speicher wie einer Powerstation auch einen Teil des Verbrauchs am Abend. EU-weit dürfen solche Steckersolargeräte über den Mikrowechselrichter höchstens 800 W ins Netz einspeisen. In Deutschland ist zusätzlich die Modulleistung auf 2.000 Wp begrenzt. Unterschiedlich ist auch, wie man die Anlage anmeldet: In Deutschland genügt ein Eintrag im Marktstammdatenregister, das geht online in etwa 10 Minuten. In Rumänien und anderen Ländern solltest Du die örtlichen Regeln vorher klären.

Holzofen für das eigene Brennholz

Der letzte Baustein ist ein Holzofen. Auf dem Grundstück fällt regelmäßig Brennholz an, und das verwerte ich lieber im eigenen Ofen, als es ungenutzt liegen zu lassen. Der Ofen liefert ebenfalls angenehme Strahlungswärme und springt genau dann ein, wenn es draußen am kältesten ist und die Module am wenigsten Strom liefern.

Der Charme des alten Bauernhauses bleibt

Ein Punkt ist mir fast genauso wichtig wie die Technik: In meinem Haus hängen keine Heizkörper an den Wänden. Die Räume behalten ihre ursprüngliche Wirkung und Form, nichts verstellt Wände oder Fensternischen, und der Charme des alten Bauernhauses bleibt innen erhalten. Die Hauptheizung ist da, aber man sieht sie nicht.

Mein Tipp: Wenn Du ein altes Haus mit massiven, ungedämmten Wänden hast, lohnt sich ein Blick auf Flächenheizungen wie Wand- oder Fußbodenheizung. Große Heizflächen ermöglichen niedrige Vorlauftemperaturen, und genau die brauchst Du, damit eine Wärmepumpe auch im Altbau wirtschaftlich arbeitet. Achte darauf, dass der Putz um die Heizrohre zum Mauerwerk passt und diffusionsoffen bleibt.

Systematischer Ansatz

Die Diskussion im Forum hat meine Begriffe geschärft und meine Haltung bestätigt. So geht man die Sache systematisch an:

  1. Bestandsaufnahme: Prüfen, wo die Wände feucht sind, wo Putz abplatzt, wo Ziegel absanden und wo Salze ausblühen. Eine Messung der Mauerfeuchte gehört dazu.
  2. Ursachen beseitigen: Regenwasser vom Sockel fernhalten, Dachrinnen und Fallrohre prüfen, Erdreich am Sockel absenken, wo es zu hoch steht.
  3. Störende Schichten entfernen: Wo Zementputz oder dichte Farben aufgebracht wurden, müssen sie entfernt und durch Kalkputz und Kalkfarbe ersetzt werden.
  4. Oben anfangen: Die Decke zum Dachboden dämmen, falls das noch nicht geschehen ist.
  5. Fenster und Türen: Überarbeiten und fachgerecht abdichten, ohne den historischen Charakter zu verlieren.
  6. Wände in Ruhe lassen: Die Außenwände bleiben ungedämmt und in beide Richtungen diffusionsoffen.

Über die einzelnen Schritte berichte ich hier auf dem Blog, auch über die, bei denen etwas nicht klappt.

Anlaufstellen und weiterführende Informationen

Wenn Du selbst ein altes Haus mit massiven Ziegelwänden hast, helfen Dir diese Quellen weiter:

  • ubakus.de – U-Wert-Rechner: kostenloser Online-Rechner für Wandaufbauten mit Tauwasser- und Temperaturberechnung.
  • Interessengemeinschaft Bauernhaus: Verein mit viel Erfahrung rund um die Erhaltung alter ländlicher Gebäude.
  • Mihai Eminescu Trust: Stiftung, die seit vielen Jahren Häuser in den sächsischen Dörfern Siebenbürgens mit traditionellen Techniken restauriert.
  • Deutsche Stiftung Denkmalschutz: größte private Initiative für den Erhalt von Kulturdenkmalen in Deutschland, mit Informationen zur behutsamen Sanierung alter Gebäude.
  • WTA-Merkblatt 6-4 „Innendämmung nach WTA I“: der Planungsleitfaden der Wissenschaftlich-Technischen Arbeitsgemeinschaft für Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege, hilfreich, um die Risiken einer Innendämmung zu verstehen.
  • WUFI vom Fraunhofer IBP: Software zur hygrothermischen Simulation, mit der Fachplaner das Feuchteverhalten von Wänden über Jahre berechnen.
  • Zukunft Altbau: neutrales Informationsprogramm rund um die energetische Sanierung von Bestandsgebäuden.

Häufige Fragen zum Dämmen alter Ziegelwände

Was ist ein Feldbrandziegel?

Ein Feldbrandziegel ist ein historischer Ziegel, der nicht in einer Ziegelei mit Industrieofen, sondern in einem einfachen Feldofen oder Meiler gebrannt wurde, oft direkt in der Nähe der Baustelle. Durch die niedrigere und ungleichmäßige Brenntemperatur ist er poröser, leichter und deutlich saugfähiger als ein moderner Vollziegel.

Wie gut dämmt eine 60 cm dicke Feldbrandziegelwand?

Besser als eine Wand aus modernem Vollziegel. Mit einer Wärmeleitfähigkeit im Bereich eines Leichtlehmsteins, grob 0,3 bis 0,5 W/(mK), entspricht die Dämmwirkung etwa 4 bis 7 Zentimetern EPS. Der U-Wert liegt je nach Ziegel und Feuchtegehalt bei etwa 0,45 bis 0,7 W/(m²K). Eine 60-cm-Wand aus gewöhnlichem Vollziegel entspricht dagegen nur etwa 3 Zentimetern EPS.

Sollte man eine alte Ziegelwand dämmen?

Bei historischer Bausubstanz mit Feldbrandziegeln, Kalkmörtel und ohne Horizontalsperre wird häufig ganz davon abgeraten, weil sich hinter der Dämmung Feuchtigkeit stauen und das Mauerwerk schädigen kann. Wer dennoch dämmen möchte, sollte nur Materialien verwenden, die in beide Richtungen diffusionsoffen und kapillaraktiv sind, und sich fachlich beraten lassen.

Müssen alte Wände atmen?

Nein, Wände tauschen praktisch keine Luft aus. Der Mythos geht auf einen fehlerhaften Versuch von Max von Pettenkofer aus dem Jahr 1858 zurück. Alte Mauern müssen aber diffusionsoffen sein, damit Feuchtigkeit, die von unten, durch Schlagregen oder aus der Raumluft eindringt, nach innen und außen wieder austrocknen kann.

Was bedeutet „diffusionsoffen in beide Richtungen“?

Es bedeutet, dass keine Schicht der Wand, weder innen noch außen, den Durchgang von Wasserdampf nennenswert bremst. So kann die Wand je nach Jahreszeit und Wetter zur trockeneren Seite hin abtrocknen. Kalkputz und Kalkfarbe erfüllen das, Zementputz, Dispersionsfarbe, Dampfbremsen und Styropor nicht.

Wie kann ich ein altes Haus ohne Wanddämmung energetisch verbessern?

Die größten Hebel liegen meist bei der obersten Geschossdecke, den Fenstern und Türen, dem Fußboden und bei Undichtigkeiten. Dazu kommt, die Wände trocken zu halten, denn trockenes Mauerwerk dämmt besser als nasses. Bei der Haustechnik helfen Flächenheizungen wie eine Wandheizung, kombiniert mit einer Wärmepumpe, eigenem Solarstrom und gegebenenfalls einem Holzofen, den höheren Wärmebedarf einer ungedämmten Wand auszugleichen. Eine Klimaanlage mit Entfeuchtungsfunktion hilft im Sommer, die Raumluft und damit die Wände trocken zu halten.

Passt eine Wandheizung zu einem alten Bauernhaus?

Ja, oft sogar sehr gut. Eine Wandheizung gibt Strahlungswärme ähnlich wie ein Kachelofen ab, hält die Wandoberflächen warm und trocken und kommt mit niedrigen Vorlauftemperaturen aus. In meinem Haus läuft die Luft/Wasser-Wärmepumpe mit einer Vorlauftemperatur, die etwa 10 Grad unter dem liegt, was bei Gasheizungen üblicherweise eingestellt wird. Das macht die Wärmepumpe effizienter. Außerdem bleiben die Räume frei von sichtbaren Heizkörpern.

Was ich aus der Diskussion mitnehme

Ich bin dankbar für diesen Austausch. Es kommt nicht oft vor, dass jemand einen Fehler so klar und gleichzeitig so wertschätzend anspricht. Mein Satz, dass Wände atmen müssen, war fachlich falsch, und ich werde ihn so nicht mehr verwenden. Was ich gemeint habe, sage ich künftig genauer: Alte Wände müssen in beide Richtungen diffusionsoffen bleiben.

Die Diskussion zeigt außerdem, wie wichtig es ist, das eigene Material genau zu kennen. Mit den Werten eines gewöhnlichen Vollziegels wird eine Wand wie meine schlechter eingeschätzt, als sie ist. Und man übersieht leicht, wo ihr eigentliches Risiko liegt: in der hohen Saugfähigkeit der Feldbrandziegel. Für ein Haus wie meines heißt die Antwort auf die Frage, ob man die Ziegelwand dämmen sollte, deshalb: lieber nicht. Mein Geld und meine Arbeitszeit stecke ich in Dach, Decke, Fenster, Boden und trockene Wände. Den höheren Wärmebedarf gleiche ich mit Wandheizung, Wärmepumpen, eigenem Solarstrom und dem Holz vom eigenen Grundstück zu einem guten Teil aus. Die Klimaanlage hilft mir im Sommer, die Wände trocken zu halten. Und das alles, ohne dass im Haus ein einziger Heizkörper den Charme der alten Räume stört.

Wie ist das bei Dir? Hast Du schon Erfahrungen mit Feldbrandziegeln oder mit alten Ziegelwänden gemacht, gedämmt oder ungedämmt, vielleicht sogar an einem Haus in Siebenbürgen? Schreib mir gerne in die Kommentare. Ich freue mich über jeden Hinweis, und wie diese Geschichte zeigt, lerne ich gerne dazu.

Sonoff POWR316 Tasmota: Typische Fehler beim Flashen und ihre Lösung

Sonoff POWR316 Tasmota flashen: geöffneter Sonoff POWR316, über vier Jumperkabel mit einem ESP32-Devboard verbunden, daneben das geschlossene Gerät

Sonoff POWR316 mit Tasmota: Diese Kombination nutze ich für die Verbrauchsmessung meiner Klimaanlage. Den Sonoff POWR316 mit Tasmota zu flashen, klingt nach einer Sache von zehn Minuten. Bei mir wurde ein ganzer Nachmittag daraus. Der POWR316, auch als Sonoff POW Origin bekannt, hat einen ESP32 an Bord und verhält sich beim Flashen anders als die älteren Sonoff-Geräte mit ESP8266. In diesem Artikel zeige ich Dir, welche Fehler bei mir aufgetreten sind, was sie bedeuten und mit welchem Weg es am Ende zuverlässig geklappt hat: mit einem ESP32-Devboard als USB-Seriell-Adapter und dem Espressif-Flasher esptool-js.

Kurz zusammengefasst: Den Sonoff POWR316 flashst Du mit Tasmota, indem Du ihn über die Lötpunkte 3V3, GND, RX und TX mit einem USB-Seriell-Adapter verbindest, beim Einschalten die Taste gedrückt hältst und die Datei tasmota32-DE.factory.bin an Adresse 0x0 schreibst. Der häufigste Stolperstein ist die Stromversorgung: Viele USB-TTL-Adapter liefern für den ESP32 zu wenig Strom. Bei mir hat ein ESP32-Devboard als Programmer zusammen mit dem Flasher esptool-js zuverlässig funktioniert.

Getestet im Oktober 2026 mit: Sonoff POWR316 (ESP32-D0WD-V3, 4 MB Flash), Tasmota 16.0.0 (tasmota32-DE), ESP32-WROOM-32-Devboard mit CP2102-Chip, esptool-js im Browser Chrome unter Windows.

Warum ich auf Sonoff POWR316 Tasmota setze

Ich baue mein Smart Home Schritt für Schritt aus. Diesmal will ich den Stromverbrauch meiner Split-Klimaanlage messen. Ich will wissen, was das Gerät im Sommer beim Kühlen und in der Übergangszeit beim Heizen tatsächlich verbraucht, und die Werte in meinem Smart-Home-System auswerten.

Für solche Aufgaben setze ich gern auf Sonoff. Die Geräte sind preiswert, lassen sich einfach einbinden und gut auf einer Hutschiene montieren. Der POWR316 schaltet bis 16 A und misst dabei Spannung, Strom, Leistung und Energie. Für eine Klimaanlage passt das gut.

Mit der Originalfirmware hängen die Geräte allerdings an der eWeLink-Cloud. Ich möchte meine Geräte lokal steuern, ohne Umweg über einen Server im Ausland. Deshalb kommt bei mir auf jedes Sonoff-Gerät Tasmota. Tasmota ist eine freie Open-Source-Firmware für ESP-Chips. Sie bringt ein eigenes Webinterface mit, spricht MQTT und lässt sich neben meiner Lösung auf OpenCCU-Basis auch in Home Assistant, ioBroker, openHAB oder FHEM einbinden.

Leider ist es fast jedes Mal dasselbe: Wenn ich eine Erweiterung plane, gibt es eine neue Sonoff-Generation, und das Flashen funktioniert ein bisschen anders als beim letzten Mal. Damit Du nicht so lange herumprobieren musst wie ich, habe ich alles mitdokumentiert.

Was steckt im Sonoff POWR316?

Bevor Du loslegst, solltest Du wissen, mit welcher Hardware Du es zu tun hast. Mein Gerät hat esptool-js beim Flashen so ausgelesen:

Eigenschaft Wert
Chip ESP32-D0WD-V3 (Revision 3)
Kerne / Takt Dual Core, 240 MHz
Funk WLAN und Bluetooth
Flash-Speicher 4 MB, Modus DIO
Passende Tasmota-Variante tasmota32 (bei mir tasmota32-DE)

Wichtig ist der Unterschied zum ESP8266: Der ESP32 braucht beim Start und vor allem beim Einschalten des WLANs deutlich mehr Strom, kurzzeitig 300 bis 500 mA. Genau das wurde mir zum Verhängnis, dazu gleich mehr.

Prüfe beim ersten Verbindungsaufbau, welchen Chip der Flasher meldet. Steht dort „Dual Core“, nimmst Du die normale Variante tasmota32. Nur bei einem Single-Core-Chip (ESP32-SOLO1) brauchst Du tasmota32solo1. Sonoff wechselt die Chips gelegentlich zwischen Hardware-Revisionen.

Sicherheit zuerst: Niemals an 230 Volt flashen

Der POWR316 ist ein Gerät für Netzspannung. Solange das Gehäuse offen ist, darf er auf keinen Fall an 230 V hängen. Beim Flashen versorgst Du ihn ausschließlich über die 3,3 V des Adapters. Hängt er gleichzeitig am Stromnetz, ist das lebensgefährlich und kann Deinen Rechner zerstören.

Achte außerdem darauf, dass an RX und TX nur 3,3 V anliegen. Viele USB-TTL-Adapter haben einen Jumper für 5 V und 3,3 V. Steht er auf 5 V, liegen auch an den Datenleitungen 5 V an, und das verträgt der ESP32 nicht.

Achtung, Netzspannung: Den Sonoff erst wieder an 230 V anschließen, wenn alle Kabel zum PC entfernt sind und das Gehäuse vollständig geschlossen ist. Arbeiten im Verteiler und die Installation auf der Hutschiene gehören in die Hände einer Elektrofachkraft.

Das brauchst Du zum Flashen

  • einen Sonoff POWR316 (geöffnet, ohne Netzanschluss)
  • ein ESP32-Devboard (z. B. ESP32-WROOM-32 DevKit) oder einen USB-Seriell-Adapter mit kräftiger 3,3-V-Versorgung
  • eine vierpolige Stiftleiste und fünf kurze Kabel
  • einen Lötkolben (sehr empfehlenswert)
  • den Browser Chrome oder Edge, denn nur diese unterstützen Web Serial
  • die Firmware-Datei tasmota32-DE.factory.bin vom offiziellen Tasmota-Server
  • optional ein Multimeter, um die Spannung zu prüfen

Diese Fehler sind mir begegnet – auf einen Blick

Bevor ich ins Detail gehe, hier die Übersicht. Wenn Du gerade selbst vor einer dieser Meldungen sitzt, findest Du so schnell die passende Stelle im Artikel.

Meldung Ursache Lösung
Couldn’t sync to ESP ESP32 antwortet nicht: kein Flash-Modus, RX/TX falsch oder zu wenig Strom stärkere Stromversorgung, Taste beim Einschalten halten
Invalid head of packet (0x65) ESP32 sendet normalen Starttext statt Bootloader-Antwort Flash-Modus erzwingen, Taste gedrückt halten
Endloses POWERON_RESET Spannung bricht ein Devboard oder externe 3,3-V-Quelle, Stiftleiste einlöten
invalid header: 0x20202020 kein gültiger Bootloader im Flash mit esptool-js löschen und neu flashen, Prüfsumme kontrollieren
Neustart direkt nach „WifiManager aktiv“ WLAN-Start braucht mehr Strom, als USB liefert Sonoff zusammenbauen und über sein eigenes Netzteil starten

Mein erster Versuch mit dem USB-TTL-Adapter

Ich habe es zuerst klassisch versucht: mit meinem USB-TTL-Adapter mit CH340-Chip. Angeschlossen hatte ich 3V3, GND und RX/TX gekreuzt, also TX vom Adapter an RX vom Sonoff und umgekehrt. Dann habe ich den Tasmota Web Installer geöffnet, meine Firmware-Datei ausgewählt, die Taste am Sonoff gedrückt, USB eingesteckt, den Port gewählt und auf Installieren geklickt.

Ergebnis: ein Fehler. Das Gleiche mit einem zweiten Adapter mit FTDI-Chip. Auch das Tauschen von RX und TX hat nichts geändert.

Fehler 1: „Couldn’t sync to ESP“

Die Meldung lautete:

Failed to enter bootloader mode: Couldn't sync to ESP.
Try resetting manually. Last error: Sync timeout or abandoned

Erst dachte ich, die Verbindung stünde, denn der Installer zeigte nach dem Klick auf „Connect“ ein Device Dashboard an. Das bedeutet aber nur, dass der COM-Port des Adapters geöffnet wurde. Ob der ESP32 dahinter antwortet, sagt es nicht aus.

„Couldn’t sync to ESP“ bedeutet, dass der ESP32 überhaupt nicht antwortet. Die üblichen Ursachen sind:

  • Der ESP32 ist nicht im Flash-Modus, weil die Taste nicht beim Einschalten gedrückt war.
  • RX und TX sind falsch verbunden.
  • Die Stromversorgung reicht nicht aus.

Bei mir war es die Stromversorgung. Ein FTDI-Adapter mit dem Chip FT232RL liefert am 3,3-V-Pin laut Datenblatt nur etwa 50 mA. Auch viele CH340-Adapter schaffen nicht viel mehr. Für einen ESP32 ist das zu wenig. Die Spannung bricht ein, und der Chip startet gar nicht richtig.

Die Lösung: Ein ESP32-Devboard als Programmer

Ein ESP32- oder ESP8266-Devboard hat zwei Dinge an Bord, die ich gebraucht habe: einen USB-Seriell-Chip (bei mir ein CP2102) und einen kräftigen 3,3-V-Spannungsregler, der deutlich mehr Strom liefert als ein billiger Adapter.

Der Trick: Du legst den Pin EN des Devboards fest auf GND. Damit bleibt der ESP32 auf dem Devboard dauerhaft im Reset und stört nicht. Übrig bleibt der USB-Seriell-Chip, der jetzt direkt mit dem Sonoff spricht. Bei einem ESP8266-Board wie dem NodeMCU heißt der Pin RST.

Die Verkabelung

ESP32-Devboard Sonoff POWR316
EN auf GND am Devboard legen
3V3 3V3
GND GND
TX0 (GPIO1) TX
RX0 (GPIO3) RX

Ja, Du liest richtig: Hier wird nicht gekreuzt, sondern TX an TX und RX an RX. Die Beschriftung auf dem Devboard bezieht sich auf den eigenen ESP32. Der USB-Chip sendet auf dessen RX-Leitung. Wenn Du den eigenen ESP32 still legst, ergibt sich deshalb eine 1:1-Verbindung. Sollte es so nicht klappen, tausche die beiden Leitungen probeweise. Kaputt gehen kann dabei nichts.

Auf den üblichen ESP32-WROOM-32-Devboards (DOIT DevKit V1 oder ESP32-DevKitC) findest Du TX0 und RX0 nebeneinander zwischen den Pins D22 und D21. EN sitzt auf der anderen Seite ganz oben neben 3V3.

Ich löte immer eine Stiftleiste in meine Sonoff-Geräte ein. Viele stecken die Kabel nur lose an, aber das erhöht die Fehleranfälligkeit massiv. Ein Wackelkontakt an 3V3 oder GND führt zu genau den Fehlern, die ich Dir hier beschreibe, und kostet unnötig Zeit.

Fehler 2: „Invalid head of packet (0x65)“

Mit dem Devboard kam eine neue Meldung:

Failed to enter bootloader mode: Invalid head of packet (0x65)

Das war ein Fortschritt, denn jetzt kamen Daten an. 0x65 ist das Zeichen „e“. Der Installer erhielt also normalen Text statt einer Antwort vom Bootloader. Das ist typisch für den Anfang der ESP32-Startmeldung ets Jul 29 2019 …. Der ESP32 lief also, aber nicht im Flash-Modus.

Die Konsole hilft beim Verstehen

Richtig weitergekommen bin ich erst, als ich mir die Ausgabe des Sonoff in der Konsole angesehen habe. Im Web Installer findest Du sie unter „Logs & Console“. Dort stand diese Zeile, immer wieder:

rst:0x1 (POWERON_RESET),boot:0x13 (SPI_FAST_FLASH_BOOT)

Diese Zeile verrät zwei Dinge:

  • boot:0x13 bedeutet: Der ESP32 startet normal aus dem Flash. Für den Flash-Modus müsste dort boot:0x3 (DOWNLOAD_BOOT) und danach „waiting for download“ stehen.
  • POWERON_RESET in einer Endlosschleife bedeutet: Die Spannung bricht so weit ein, dass der Chip komplett neu startet.
Meldung in der Konsole Bedeutung
keine Ausgabe keine Verbindung: Verkabelung oder Strom prüfen
boot:0x13 (SPI_FAST_FLASH_BOOT) normaler Start, kein Flash-Modus
boot:0x3 (DOWNLOAD_BOOT) / waiting for download Flash-Modus aktiv, Du kannst flashen
ständiges POWERON_RESET oder abgehackte Zeilen Stromversorgung bricht ein
invalid header: 0x… kein gültiger Bootloader im Flash

Der entscheidende Kniff: Die Taste nicht loslassen

Die Lösung für den Flash-Modus war am Ende simpel. Ich habe die Taste am Sonoff während des gesamten Flash-Vorgangs gedrückt gehalten, vom Einstecken des USB-Kabels bis zur Meldung, dass die Installation abgeschlossen ist.

Der Hintergrund: Die Taste zieht den Pin GPIO0 auf Masse. Nur wenn das beim Einschalten passiert, startet der ESP32 im Flash-Modus. Mein Adapter hat außerdem keine DTR- und RTS-Leitungen zum Sonoff. Der Flasher kann den ESP32 deshalb nicht selbst neu starten und in den Bootloader schicken. Startet der Chip zwischendurch neu, etwa durch einen kurzen Spannungseinbruch, landet er ohne gedrückte Taste wieder im normalen Modus, und die Verbindung reißt ab.

Mein Tipp für den Flash-Modus: Taste drücken, dann erst Strom anlegen und die Taste festhalten, bis „Installation complete“ oder „Hash of data verified“ erscheint. Erst danach loslassen.

Fehler 3: „invalid header: 0x20202020“

Der Web Installer meldete jetzt „fertig“. Ich habe den Sonoff ohne gedrückte Taste neu gestartet und in der Konsole nur das gesehen:

invalid header: 0x20202020
invalid header: 0x20202020
ets Jul 29 2019 12:21:46
rst:0x10 (RTCWDT_RTC_RESET),boot:0x13 (SPI_FAST_FLASH_BOOT)

„Invalid header“ bedeutet, dass der ESP32 an der Stelle im Flash, wo sein Bootloader liegen sollte, keinen gültigen Code findet. 0x20 ist das Leerzeichen. Dort stand also Text statt Firmware. Dafür gibt es zwei mögliche Ursachen:

  • Die Firmware-Datei ist kaputt. Das passiert gern, wenn man auf GitHub per „Link speichern unter“ die HTML-Seite statt der echten Datei herunterlädt. Eine echte tasmota32-DE.factory.bin ist etwa 3 MB groß. Meine Datei hatte die richtige Größe.
  • Der Schreibvorgang ist nicht sauber durchgelaufen, ohne dass der Installer es bemerkt hat.

Auch ein zweiter Versuch mit der Online-Firmware aus dem Web Installer brachte keine Besserung. Die Konsole zeigte danach abgehackte Startmeldungen, ein deutliches Zeichen für eine instabile Stromversorgung. Welche der beiden Ursachen es genau war, ließ sich nicht mehr klären. Der nächste Schritt hat das Problem aber zuverlässig gelöst.

Der Sonoff geht durch fehlgeschlagene Flash-Versuche nicht kaputt. Der Bootloader im ROM des ESP32 lässt sich nicht überschreiben, Du kannst also jederzeit neu flashen.

Der Weg, der funktioniert hat: esptool-js von Espressif

Der Durchbruch kam mit esptool-js, dem Web-Flasher des ESP32-Herstellers Espressif. Er läuft wie der Tasmota Web Installer direkt im Browser, zeigt aber ein ausführliches Protokoll. Vor allem prüft er am Ende per Prüfsumme, ob die Daten wirklich korrekt im Flash angekommen sind.

Schritt für Schritt: Sonoff POWR316 mit esptool-js flashen

  1. Verkabele das ESP32-Devboard wie oben beschrieben (EN auf GND).
  2. Halte die Taste am Sonoff gedrückt und stecke dann das Devboard per USB in den Rechner.
  3. Öffne espressif.github.io/esptool-js in Chrome oder Edge.
  4. Stelle die Baudrate auf 115200 und klicke auf „Connect“. Wähle den COM-Port des Devboards.
  5. Prüfe das Protokoll: Dort sollten „Chip is ESP32-D0WD-V3“ und die Flash-ID stehen.
  6. Klicke auf „Erase Flash“ und warte, bis der Vorgang abgeschlossen ist.
  7. Trage als Flash Address 0x0 ein und wähle die Datei tasmota32-DE.factory.bin.
  8. Klicke auf „Program“. Halte die Taste weiter gedrückt und bewege nichts.
  9. Warte, bis im Protokoll „Hash of data verified.“ steht.
  10. USB abziehen, Taste loslassen.

Bei mir sah das Ende des Protokolls so aus:

Wrote 3153024 bytes (1964023 compressed) at 0x0 in 181.571 seconds.
File  md5: 67622a083788b5ec91a4657ada1e0627
Flash md5: 67622a083788b5ec91a4657ada1e0627
Hash of data verified.

Die beiden MD5-Prüfsummen sind identisch. Damit ist sicher, dass die Firmware Byte für Byte korrekt im Speicher liegt. Bei 115200 Baud dauert der Vorgang rund drei Minuten. Das ist langsam, aber stabil.

Die Zeile „Hard resetting via RTS pin…“ am Ende kannst Du ignorieren. Ohne angeschlossene RTS-Leitung passiert dabei nichts. Den Neustart erledigst Du selbst, indem Du USB kurz abziehst.

Das Wichtigste zum Flashen: Eine kräftige 3,3-V-Versorgung über ein ESP32-Devboard (EN auf GND), die Taste während des gesamten Vorgangs gedrückt halten, mit esptool-js zuerst „Erase Flash“ und dann die .factory.bin an Adresse 0x0 schreiben. Erst wenn „Hash of data verified“ im Protokoll steht, ist die Firmware sicher korrekt im Speicher.

Und die Originalfirmware?

Mit dem Löschen des Flash-Speichers ist die eWeLink-Firmware weg. Einen Weg zurück gibt es dann nur über ein vorher angelegtes Backup. Wer sich die Option offenhalten will, liest den Speicher vor dem Löschen mit dem Kommandozeilen-Tool esptool aus, zum Beispiel mit esptool.py read_flash 0 0x400000 backup.bin. Ich habe darauf verzichtet, weil ich die Cloud-Firmware ohnehin nicht mehr nutzen will.

Tasmota startet, aber kein WLAN erscheint

Nach dem Flashen habe ich den Sonoff ohne Taste neu gestartet. Die Konsole zeigte jetzt endlich Tasmota:

00:00:00.002 HDW: ESP32-D0WD-V3 v3.1
00:00:01.403 Projekt tasmota - Tasmota Version 16.0.0(release-tasmota32)
00:00:01.813 WIF: WifiManager aktiv für 3 Minuten
ets Jul 29 2019 12:21:46
rst:0x1 (POWERON_RESET),boot:0x13 (SPI_FAST_FLASH_BOOT)

Tasmota lief also. Doch genau in dem Moment, in dem es das WLAN einschalten wollte, startete der ESP32 wieder neu. Das WLAN-Funkmodul braucht beim Einschalten am meisten Strom, und das schafft auch das Devboard über USB nicht mehr. Zum Flashen genügt die Versorgung, für den WLAN-Betrieb nicht.

Die Meldungen QPC: Count und FRC: Some settings have been reset sind dabei harmlos. Tasmota zählt schnelle Neustarts mit und setzt nach mehreren davon die Einstellungen zurück. Bei einem frisch geflashten Gerät geht nichts verloren.

Die Lösung: Der Sonoff braucht sein eigenes Netzteil

  1. Alle Kabel zum Devboard entfernen.
  2. Den Sonoff vollständig zusammenbauen und das Gehäuse schließen.
  3. Den Sonoff ganz normal an 230 V anschließen.
  4. Mit dem Smartphone nach dem WLAN tasmota-XXXXXX-XXXX suchen und verbinden.
  5. Falls sich die Anmeldeseite nicht automatisch öffnet, im Browser 192.168.4.1 aufrufen.
  6. Das eigene WLAN auswählen, Passwort eingeben, speichern.

Danach verbindet sich der Sonoff mit Deinem Heimnetz. Die IP-Adresse findest Du in der Geräteliste Deines Routers.

Den Hotspot bietet Tasmota nur drei Minuten lang an. Hast Du ihn verpasst, trenne den Sonoff kurz vom Strom und schließe ihn wieder an.

Wenn Tasmota bei Dir über den Programmer stabil läuft, kannst Du das WLAN alternativ direkt in der Konsole eintragen:

Backlog SSID1 DeinWLAN; Password1 DeinPasswort

Sonoff POWR316 Tasmota Template einrichten

Nach dem ersten Start weiß Tasmota noch nicht, an welchen Pins Relais, Taste, LEDs und der Energiemesschip hängen. Dafür brauchst Du ein Template. Bei meinem POWR316 funktioniert dieses:

{"NAME":"Sonoff POWR316","GPIO":[32,0,0,0,0,576,0,0,0,224,0,0,3104,0,320,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0],"FLAG":0,"BASE":1}

Das Template legt die Taste, das Relais, die beiden Status-LEDs und den Empfangspin für den Energiemesschip fest. So spielst Du es ein:

  1. Öffne das Webinterface des Sonoff über seine IP-Adresse.
  2. Gehe zu Werkzeuge → Konsole.
  3. Gib Template, ein Leerzeichen und dahinter das komplette Template ein und bestätige mit Enter.
  4. Gib anschließend Module 0 ein. Damit aktivierst Du das Template, und der Sonoff startet neu.
  5. Nach dem Neustart zeigt die Startseite die Schaltfläche für das Relais und die Messwerte für Spannung, Strom, Leistung und Energie.

Weitere Templates für andere Geräte findest Du in der Tasmota-Template-Datenbank von blakadder.

Für eine genaue Verbrauchsmessung lohnt sich anschließend eine Kalibrierung mit einem bekannten Verbraucher, etwa einer Glühbirne oder einem Heizlüfter. Wie das geht, beschreibt die Tasmota-Dokumentation zur Kalibrierung.

Einstellungen für die Verbrauchsmessung an der Klimaanlage

Bei einer Klimaanlage möchte ich vor allem messen, nicht schalten. Deshalb habe ich in der Tasmota-Konsole ein paar Dinge angepasst:

  • PowerOnState 1 sorgt dafür, dass das Relais nach einem Stromausfall immer eingeschaltet startet. So bleibt die Klimaanlage nicht ungewollt aus.
  • TelePeriod 60 sendet die Messwerte jede Minute per MQTT. Der Standard sind 300 Sekunden.
  • Unter Einstellungen → MQTT trägst Du Deinen MQTT-Broker ein. Home Assistant erkennt Tasmota-Geräte danach über die Tasmota-Integration automatisch.
Mein Tipp für die Klimaanlage: Schalte eine laufende Klimaanlage nicht einfach über das Relais ab. Der Kompressor sollte über die eigene Steuerung des Geräts heruntergefahren werden. Das Relais des POWR316 nutze ich hier nur als Messpunkt.

Künftige Tasmota-Updates spielst Du übrigens bequem über das Webinterface ein, unter Firmware-Update. Den Sonoff musst Du dafür nicht mehr öffnen.

Checkliste: Sonoff POWR316 Tasmota flashen ohne Frust

  • Stromversorgung: Ein ESP32 braucht bis zu 500 mA. Nutze ein ESP32-Devboard oder eine externe 3,3-V-Quelle, keinen schwachen USB-TTL-Adapter.
  • Verkabelung: Stiftleiste einlöten und Kabel kurz halten. Beim Devboard mit EN auf GND gilt TX an TX und RX an RX.
  • Flash-Modus: Taste vor dem Einschalten drücken und während des gesamten Flashens halten.
  • Kontrolle: In der Konsole muss „DOWNLOAD_BOOT“ bzw. „waiting for download“ stehen.
  • Werkzeug: esptool-js mit „Erase Flash“ und Adresse 0x0 verwenden. Auf „Hash of data verified“ achten.
  • Erster Start: Den Sonoff zusammengebaut über sein eigenes Netzteil starten und das WLAN über den Hotspot einrichten.
  • Browser: Nur Chrome oder Edge verwenden, Firefox und Safari unterstützen kein Web Serial.

Häufige Fragen zu Sonoff POWR316 Tasmota

Welche Tasmota-Version brauche ich für den Sonoff POWR316?

Der POWR316 hat einen Dual-Core-ESP32 (ESP32-D0WD-V3). Du brauchst deshalb tasmota32, für die deutsche Oberfläche tasmota32-DE. Zum Flashen per Kabel nimmst Du die Datei mit der Endung .factory.bin und schreibst sie an Adresse 0x0.

Kann ich den Sonoff POWR316 ohne Löten flashen?

Grundsätzlich ja, mit angedrückten Kabeln oder Prüfspitzen. Ich rate aber davon ab. Wackelkontakte führen beim ESP32 schnell zu Spannungseinbrüchen und abgebrochenen Flash-Vorgängen. Eine eingelötete Stiftleiste spart Dir viel Zeit.

Was bedeutet „Couldn’t sync to ESP“?

Der Flasher bekommt keine Antwort vom ESP32. Meist ist der Chip nicht im Flash-Modus, RX und TX sind vertauscht, oder die Stromversorgung reicht nicht.

Warum startet mein ESP32 ständig neu?

Wiederholte Meldungen mit „POWERON_RESET“ zeigen, dass die Versorgungsspannung einbricht. Der ESP32 braucht kurzzeitig bis zu 500 mA, besonders beim Einschalten des WLANs. Die meisten USB-TTL-Adapter schaffen das nicht.

Kann ich den Sonoff beim Flashen kaputt machen?

Durch einen fehlgeschlagenen Flash-Vorgang nicht. Der Bootloader im ROM bleibt erhalten, Du kannst jederzeit neu flashen. Gefährlich wird es, wenn Du 5 V an die Datenleitungen legst oder das Gerät mit offenem Gehäuse an 230 V anschließt.

Kann ich zur Originalfirmware zurück?

Nur, wenn Du vor dem Flashen ein Backup des Speichers angelegt hast. Sonoff stellt die eWeLink-Firmware nicht zum Download bereit.

Funktioniert der Tasmota Web Installer mit dem POWR316?

Grundsätzlich ja. Bei mir hat esptool-js besser funktioniert, weil es ein ausführliches Protokoll zeigt und die geschriebenen Daten per Prüfsumme kontrolliert. So siehst Du sofort, ob die Firmware korrekt im Speicher liegt.

Weiterführende Links

Mein Weg in einem Satz

Für Sonoff POWR316 Tasmota gilt: Nimm ein ESP32-Devboard als Programmer, halte die Taste während des gesamten Vorgangs gedrückt, flashe mit esptool-js und starte den Sonoff danach über sein eigenes Netzteil. So hat es bei mir nach einem langen Nachmittag funktioniert. Jetzt misst der POWR316 den Verbrauch meiner Klimaanlage, ganz ohne Cloud.

Hast Du andere Erfahrungen gemacht oder bist Du an einer Stelle hängen geblieben, die ich hier nicht beschrieben habe? Schreib es mir gern in die Kommentare.

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