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V 01/2009 KALKSANDSTEIN – Wärmeschutz Tafel 7: Mindestwerte der Wärmedurchlasswiderstände von Bauteilen, aus DIN 4108-2 Zeile Bauteile Wärmedurchlasswiderstand R [m²·K/W] 1 Außenwände, Wände von Aufenthaltsräumen gegen Bodenräume, Durchfahrten, offene Hausflure, Garagen, Erdreich 2 Wände zwischen fremd genutzten Räumen, Wohnungstrennwände 0,07 3 zu Treppenräumen mit wesentlich niedrigeren Innentemperaturen (z. B. indirekt beheizte Treppenräume), Innentemperatur u 10° C, aber Treppenraum mindestens frostfrei Treppenraumwände 4 zu Treppenräumen mit Innentemperaturen u 1 > 10° C ( z. B. in Verwaltungsgebäuden, Geschäftshäusern, Unterrichtsgebäuden, Hotels, Gaststätten und Wohngebäuden) 5 Wohnungstrenndecken, Decken zwischen allgemein fremden Arbeitsräumen, Decken unter Räumen 0,35 6 zwischen gedämmten Dachschrägen und Abseitenwänden bei ausgebauten Dachräumen in zentral geheizten Bürogebäuden 0,17 7 Unterer Abschluss nicht unterkellerter Aufenthaltsräume Unmittelbar an das Erdreich bis zu einer Raumtiefe von 5 m 8 Über einen nicht belüfteten Hohlraum an das Erdreich grenzend 9 Decken unter nicht ausgebauten Dachräumen, Decken unter bekriechbaren oder noch niedrigeren Räumen, Decken unter belüfteten Räumen zwischen Dachschrägen und Abseitenwänden bei ausgebauten Dachräumen, wärmegedämmte Dachschrägen 10 Kellerdecken, Decken gegen abgeschlossene, unbeheizte Hausflure u.ä. 11 11.1 Nach unten, gegen Garagen (auch beheizte), Durchfahrten (auch verschließbare) und belüftete Kriechkeller 1) 11.2 Decken (auch Dächer), die Aufenthaltsräume Nach oben, z. B. Dächer nach DIN 18530, Dächer und Decken gegen die Außenluft abgrenzen unter Terrassen, Umkehrdächer. Für Umkehrdächer ist der Wärmedurchgangskoeffizient U nach der abZ des Dämmstoffs bzw. nach DIN 4108-2 zu korrigieren. 1) erhöhter Wärmedurchlasswiderstand wegen Fußkälte 1,2 0,25 0,07 0,90 1,75 1,2 4.3 Mindestwärmeschutz flächiger Bauteile bei niedrig beheizten Gebäuden Für Gebäude mit Innentemperatur kleiner als 19 °C, aber mindestens 12 °C gelten ebenfalls die Anforderungen aus DIN 4108-2 Tabelle 1 (siehe Tafel 7), also die gleichen Anforderungen wie für normal beheizte Gebäude. Hiervon ausgenommen sind die Außenwände von Aufenthaltsräumen (Bauteile nach Zeile 1), für die in niedrig beheizten Gebäuden ein Mindest-Wärmedurchlasswiderstand von 0,55 m²·K/W ausreichend ist. Die Anforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz sollen sinngemäß angewendet werden. Bei großen, niedrig beheizten Gebäuden wie z.B. Industrie- und Lagerhallen ist es häufig ausreichend und genügt den Mindestanforderungen an den baulichen Wärmeschutz, wenn nur die äußeren 5 m der Bodenplatte wärmegedämmt sind. Der Wärmeverlust über das Erdreich an die Außenluft ist gering, auch bei einem ungedämmten Mittelbereich der Bodenplatte. Bild 8: Vollbiologisches Klärwerk in Frankfurt am Main als Beispiel für ein niedrig beheiztes Gebäude 209
KALKSANDSTEIN – Wärmeschutz V 01/2009 5. WÄRMESCHUTZ UND SCHIMMEL- VERMEIDUNG BEI WÄRMEBRÜCKEN Wärmebrücken sind Stellen in der Umhüllung eines Gebäudes, an denen es zu einem örtlich erhöhten Wärmedurchgang durch die Konstruktion kommt. Daraus resultieren örtliche Unterschiede in der Temperatur der Innen- und der Außenoberflächen der Konstruktion. Im Winter kommt es an Wärmebrücken zu einem erhöhten Wärmeverlust. Zusätzlich kann es zu deutlich verringerten Innenoberflächentemperaturen kommen, und in der Folge zu Kondensatanfall und Schimmelbildung. Deshalb sind Wärmebrücken aus energetischer Sicht, vor allem aber aus Bauqualitäts- und Hygienegesichtspunkten zu vermeiden oder möglichst in ihrem Einfluss zu begrenzen. Mit steigendem Dämmstandard kommt den Wärmebrücken im Planungsprozess und bei der Bewertung eines Gebäudes eine zunehmende Bedeutung zu. Die Hinweise zur Vermeidung von Schimmelpilzwachstum gelten in gleicher Weise für Wärmebrücken. Wärmebrücken können sehr unterschiedliche Ursachen haben, die auch in Kombination miteinander auftreten können: ● Stoffbedingte Wärmebrücken ergeben sich aus einem Wechsel der Baustoffe nebeneinander liegender Bereiche, z.B. Betonpfeiler in einer Mauerwerkswand. ● Geometriebedingte Wärmebrücken finden sich beispielsweise an jeder Gebäudekante und Fensterleibung. ● Eine Wärmebrückenwirkung ist durch Einbauteile gegeben (Rollladenkästen, Fassadendübel). Oft findet sich auch eine Kombination mehrerer Ursachen (Traufanschluss, Deckeneinbindung). Üblich ist deswegen die Unterteilung entsprechend ihrer Geometrie in punkt-, linien- und flächenförmige Wärmebrücken. Zur Vermeidung von Wärmebrücken gilt generell die Empfehlung, die dämmende Schicht so vollständig und lückenlos wie möglich um das beheizte Gebäudevolumen zu legen. Die dämmenden Schichten benachbarter Bauteile sollten lückenlos und ohne Dickenverminderung ineinander übergehen. Das Konstruktionsprinzip der durchgehenden Dämmebene kann bei Neubauten und vorausschauender Planung gut eingehalten werden. Bei der Bestandssanierung ist dies häufig nur mit erhöhtem Aufwand oder mitunter gar nicht mehr nachträglich möglich. Hier sind entsprechend angepasste Lösungen erforderlich. 5.1 Energetische Charakterisierung von Wärmebrücken In energetischer Hinsicht werden linienförmige Wärmebrücken durch den linearen Wärmedurchgangskoeffizienten ( -Wert) charakterisiert (früher: Wärmebrückenverlustkoeffizient). Er gibt den Wärmedurchgang pro Meter Länge der Wärmebrücke und pro Kelvin Temperaturdifferenz an, der zusätzlich zum Wärmedurchgang durch die benachbarten flächigen Bauteile auftritt. Der -Wert ist das längenbezogene Pendant zum U-Wert für flächige Bauteile. Für punktförmige Wärmebrücken wird der -Wert verwendet. Mit zunehmender Wärmedämmung müssen auch die Bauteilanschlüsse wärmetechnisch verbessert werden. wird bestimmt, indem der gesamte stationäre Wärmedurchgang durch den Bereich der Wärmebrücke zweidimensional mit numerischen Methoden berechnet und durch die angesetzte Temperaturdifferenz geteilt wird. Vom Ergebnis zieht man den Wärmedurchgang ab, der sich aus Fläche (Außenmaß) mal U-Wert der beiden angrenzenden flächigen Bauteile pro Grad Temperaturunterschied ergibt (Bild 9). U 1 U 1 a i U 2 U 2 A 2 a A 2 L = Q a L = Q = L - U 1 · A 1 - U 2 · A 2 A 1 a A 1 = L - U 1 · A 1 - U 2 · A 2 L: Thermischer Leitwert U: U-Wert A: Fläche Q: Wärmestrom D = Dq: Lufttemperaturdifferenz zwischen außen und innen Bild 9: Skizze zur Berechnung des längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten i Längenbezogene Wärmebrücken treten an den Anschlussstellen zwischen benachbarten Bauteilen auf. Je nach Bauweise können sie sich deutlich bemerkbar machen, vor allem wenn auf die Vermeidung von Wärmebrücken nicht besonders geachtet wird. Die Bilder 10 und 11 vergleichen den Wärmedurchgang im Bereich einer einbindenden Decke zwischen der KS-Funktionswand mit Wärmedämmverbundsystem und einer monolithischen Bauweise. Deutlich erkennbar ist die Verringerung der Wärmebrückenwirkung bei der KS-Funktionswand. 5.2 Verminderung des Wärmebrückenverlusts nach DIN 4108 Beiblatt 2 Im Gegensatz zu flächigen Bauteilen werden an Wärmebrücken keine allgemeingültigen energetischen Mindestanforderungen gestellt. So gibt es auch keine verbindlichen Höchstgrenzen für -Werte. Dennoch ergeben sich in der Regel „freiwillige eingegangene Mindestanforderungen“ daraus, dass im EnEV-Nachweis und/oder in der Baubeschreibung bestätigt wird, die relevanten Wärmebrücken würden dem „Wärmebrückenbeiblatt“ DIN 4108 Beiblatt 2 entsprechen. Dieses nicht-normative Beiblatt gibt in Prinzipskizzen Planungsund Ausführungsempfehlungen, wie der Einfluss von Wärmebrücken energetisch und thermisch vermindert werden kann. Bezieht sich der Planer im EnEV-Nachweis oder in der Baubeschreibung darauf, wird das dort definierte Niveau der Wärmebrückenverminderung verbindlich. Hintergrund für das Erstellen des Beiblatts war, dass der Wärmeschutz in der Fläche ausreichend gut funktioniert, aber bei Wärmebrücken Wissens- oder Aufmerksamkeitslücken bestehen. Generell muss ein Planer gemäß EnEV den Einfluss konstruktiver Wärmebrücken auf den Jahres-Heizwärmebedarf nach den Regeln der Technik und den im jeweiligen Einzelfall wirtschaftlich vertretbaren Maßnahmen so gering wie möglich halten. Den zusätzlichen Wärmedurchgang durch alle relevanten Wärmebrücken eines Gebäudes (∆U WB ) kann er im EnEV-Nachweis wahlweise detailliert oder pauschalisiert berücksichtigen: ● Die - bzw. - Werte der linien- bzw. punktförmigen Wärmebrücken werden detailliert ermittelt und im Transmissionswärmedurchgang mittels -Wert mal abgemessener Länge der Wärmebrücken bzw. mittels -Wert mal Anzahl der punktförmigen Wärmebrücken berücksichtigt. Zahlenwerte für C können 210
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