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V 01/2009 KALKSANDSTEIN – Wärmeschutz > 30 0,13 2 0,13 2 0,13 0,13 4 0,00 0,13 < 30 0,10 6 0,10 0,13 0,17 0,10 8 7 0,17 0,10 0,13 0,17 10 0,00 3 1 0,04 5 0,10 0,13 0,13 0,17 9 0,04 0,04 1 0,04 meist in unterschiedlichen Bauteilsituationen zum Tragen. Ist die Gesamtkorrektur für alle drei Aspekte zusammen geringer als 3 % des U-Wertes im ungestörten Bereich, so braucht nicht korrigiert zu werden. U c = U + ∆U g + ∆U f + ∆U r [W/(m 2·K)] Die Korrektur für Luftspalte in der Dämmebene kommt nicht zum Tragen, wenn keine oder nur kleine, vereinzelte Luftspalte zwischen den Dämmplatten oder zwischen den Dämmplatten und den angrenzenden Baustoffen vorhanden sind. Dies ist u.a. dann anzunehmen, wenn a) einlagig verlegte Dämmplatten mit Stufenfalzen oder Nut-und-Feder-Verbindungen oder abgedichteten Fugen versehen sind, oder wenn b) einlagig verlegte Dämmplatten mit stumpfen Stößen so verlegt sind, dass nur Spalte von weniger als 5 mm Breite zwischen den Dämmplatten auftreten (oder eventuell auftretende, breitere Spalte mit Dämmstoff verfüllt werden), oder wenn Bild 6: Bemessungswerte der Wärmeübergangswiderstände für die Berechnung des U-Werts nach DIN EN ISO 6946 für verschiedene Bauteile, für den Winterfall (Wärmestromrichtung von innen nach außen). Die Zahlen in den Kästchen verweisen auf die Zeilennummern aus Tafel 6. c) die Dämmung mehrlagig mit versetzten Fugen verlegt ist, bar ist das vereinfachte Verfahren, wenn die Dämmschichten eine Wärmebrücke aus Metall enthalten oder nebeneinander liegende Bereiche sehr unterschiedliche Wärmeleitfähigkeiten besitzen. Genauere Werte des Wärmedurchgangskoeffizienten erhält man durch Berechnungen mit numerischen Verfahren nach DIN EN ISO 10211. Solche computergestützten Berechnungen sind auch zur Ermittlung der Oberflächentemperaturen an Wärmebrücken und somit zur Bewertung des Kondensatrisikos erforderlich. 3.9 U-Wert-Korrekturen 3.9.1 Vorsprünge Die bauaufsichtlich eingeführte Norm DIN EN ISO 6946 enthält weitergehende Festlegungen zur Behandlung von Vorsprüngen in Bauteilen. Vorsprünge, z.B. an Pfeilern, in ansonsten ebenen Oberflächen, sind bei der Berechnung des Wärmedurchgangswiderstands zu vernachlässigen, wenn sie aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von höchstens 2,5 W/(m·K) bestehen. Wenn der Vorsprung aus Material mit einer Wärmeleitfähigkeit größer als 2,5 W/(m·K) besteht und nicht wärmegedämmt ist, wird der Vorsprung übermessen und an der betroffenen Fläche der Wärmeübergangswiderstand mit dem Verhältnis aus Projektionsfläche und abgewickelter Oberfläche des herausstehenden Teils multipliziert. 3.9.2 Luftspalte in der Dämmebene; Umkehrdächer Der berechnete Wärmedurchgangskoeffizient U ist entsprechend der nachfolgenden Formel aus DIN EN ISO 6946 zu erhöhen, um die Einflüsse von Luftspalten in der Dämmebene (Index g für gaps), mechanischen Befestigungselementen (Index f für fasteners) und Unterlaufen von Umkehrdämmungen durch Regen (Index r für rain). Für die Berechung des Energiebedarfs wird der U-Wert U c inklusive der Korrekturen verwendet. Die Korrekturen treten in der Regel nicht gleichzeitig für dasselbe Bauteil auf, sondern kommen und in allen Fällen die Dämmung guten Kontakt zum Bauwerk aufweist. Nachdem im Planungszustand davon auszugehen ist, dass die spätere Ausführung fachgerecht erfolgt, und bei fachgerechter Ausführung von Dämmarbeiten üblicherweise die vorgenannten Bedingungen eingehalten werden, wird eine Korrektur für Luftspalte innerhalb der Dämmebene üblicherweise nur bei ausgeführten Bauten vorgenommen, bei denen z.B. die handwerkliche Ausführung nicht fachgerecht erfolgte. Die Korrektur für das Unterlaufen der Umkehrdämmung durch Regen erfolgt nur dann, wenn der Effekt nicht schon im Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit des Dämmstoffs enthalten ist, und nur, wenn das Gebäude beheizt wird, nicht jedoch im Kühlfall. Abweichend vom Korrekturverfahren der DIN EN ISO 6946 erfolgt in Deutschland die Bestimmung des Bemessungswerts des Wärmedurchgangskoeffizienten für Umkehrdächer nach den Festlegungen in den technischen Spezifikationen des betreffenden Dämmstoffs, z.B. in seiner allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung, bzw. nach DIN 4108-2 Abschnitt 5.3.3. 207
KALKSANDSTEIN – Wärmeschutz V 01/2009 4. HYGIENISCHER MINDESTWÄRMESCHUTZ Generell sind Gebäude so zu planen und zu bauen, dass ein ausreichender Mindestwärmeschutz flächiger Bauteile und an Wärmebrücken gegeben ist. Die einzuhaltenden Anforderungen sind in der bauaufsichtlich eingeführten DIN 4108-2 fixiert. Der bauliche Mindestwärmeschutz soll die Gesundheit der Bewohner bzw. Gebäudenutzer durch ein hygienisches Raumklima schützen und die Baukonstruktion vor Feuchteschäden bewahren. Dafür ist eine ausreichende Beheizung und ein hygienisch definierter Mindestluftwechsel zum Abtransport der im Innenraum freigesetzten Feuchte sicherzustellen. Angesichts heutiger Ansprüche an Wohnkomfort, Hygiene, Schimmelfreiheit und Energieeinsparung ist aber ein deutlich besserer baulicher Wärmeschutz anzustreben. Dieser wird bei funktionsgetrennter Bauweise durch dickere Dämmschichten erreicht. 4.1 Vermeiden von Schimmelpilzwachstum Zur Vermeidung von Schimmelpilzwachstum auf Innenoberflächen von Bauteilen ist es vor allem wichtig, dass die Kondensatfreiheit der Konstruktion gegeben ist und kritische Oberflächenfeuchten vermieden werden. Schon ab einer relativen Wassergehalt der Luft [g/m 3 ] 35 30 25 20 15 10 5 Luftfeuchte von 80 % in der Luftschicht unmittelbar an der Bauteiloberfläche kann es zur Kondensation von Wasser in den feinen Kapillaren des Baustoffs kommen. Diese Kapillarkondensation liefert bereits eine für Schimmelpilzwachstum ausreichende Menge Feuchtigkeit. Ausgehend von vereinfachenden bauphysikalischen Modellbetrachtungen kann Schimmelpilzwachstum bereits auftreten, wenn an mindestens fünf aufeinander folgenden Tagen die relative Luftfeuchte an der Bauteiloberfläche einen Wert von mehr als 80 % aufweist und dieser Zustand mindestens 12 Stunden am Tag gegeben ist. Bei höheren Luftfeuchten sind kürzere Zeiträume ausreichend. Das Vorliegen von flüssigem Wasser auf der Bauteiloberfläche ist nicht erforderlich. Schimmel benötigt für sein Wachstum einen Nährboden, das so genannte Substrat, mit passendem pH-Wert, moderate Temperaturen und genügend Feuchte, wobei sich die genauen Wachstumsgrenzen bei den Schimmelarten etwas unterscheiden. Da eine geeignete Temperatur und ein passendes Substrat in der Regel in beheizten Gebäuden immer vorhanden sind, bleibt als Maßnahme zur Schimmelvermeidung nur die Vermeidung von (Oberflächen-)Feuchte und Kapillarkondensation (Bild 7). Wassergehalt der Luft bei unterschiedlichen relativen Luftfeuchten und Temperaturen Wassergehalt der Luft in g/m 3 bei einer relativen Luftfeuchte von 100 % Wassergehalt der Luft in g/m 3 bei einer relativen Luftfeuchte von 80 % Wassergehalt der Luft in g/m 3 bei einer relativen Luftfeuchte von 50 % 0 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 Temperatur [ C] 4.2 Mindestwärmeschutz flächiger Bauteile bei normal beheizten Gebäuden DIN 4108-2 fordert die in Tafel 7 angegebenen Mindest-Wärmedurchlasswiderstände für wärmeübertragende flächige Massivbauteile mit einer flächenbezogenen Gesamtmasse von $ 100 kg/m², zusammen mit einer ausreichenden Beheizung und Belüftung des Gebäudes bzw. der Bauteile. Einige der weiteren Festlegungen der DIN 4108-2 zum einzuhaltenden Mindestwärmeschutz der Wärme übertragenden Bauteile sind: ● Der Mindestwärmeschutz muss überall eingehalten werden. Das gilt besonders auch für wärmeschutztechnisch geschwächte Querschnitte wie Heizkörpernischen und Fensterstürze. ● Leichte Bauteile müssen einen erhöhten Wärmeschutz aufweisen. Aufgrund ihrer geringen Masse können sie im Sommer nur wenig Speichermasse zur Verfügung stellen, um rasch ansteigende Innenraumtemperaturen in ihren Spitzenwerten zu dämpfen. Aus diesem Grund muss der Wärmeeintrag durch diese Bauteile stärker reduziert werden als bei speicherfähigeren Bauteilen. Als Unterscheidungskriterium zwischen leichten und schweren Bauteilen wird eine flächenbezogene Masse von 100 kg/m² herangezogen. Der Mindestwert des Wärmedurchlasswiderstands leichter Bauteile muss R $ 1,75 m²·K/W betragen. Bei Rahmenund Skelettbauten gilt dieser Wert nur für den Bereich der Gefache, jedoch muss das gesamte Bauteil zusätzlich einen mittleren Wärmedurchlasswiderstand von 1,0 m²·K/W einhalten. ● Die tabellierte Mindestanforderung für den unteren Gebäudeabschluss gilt nur für die äußeren 5 m der Bodenplatte, da sich weiter innen ein so genannter Wärmesee unter dem Gebäude ausbildet und der Wärmeverlust über das Erdreich an die Außenluft auch bei einem ungedämmten Mittelbereich der Bodenplatte gering ist. Trotzdem wird bei normal beheizten Gebäuden häufig die gesamte Bodenplatte durchgehend gedämmt, weil die Verlegung einfacher ist. Bild 7: Zusammenhang zwischen Lufttemperatur, relativer Luftfeuchte (r.F.) und absoluter Luftfeuchte (Wassergehalt der Luft in g Wasser pro m³ Luft). Blaue Pfeile: bei Abkühlung von Luft mit 20 °C und 50 % r.F. auf 12,6 °C (z.B. an der Wandoberfläche) steigt die relative Luftfeuchte auf 80 %. 208
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