Auch wenn ein Gebäude eine gute Wärmedämmung und eine effiziente Heizung hat, kann es beispielsweise im Bereich von Bauteilanschlüssen zu erhöhten Energieverlusten kommen. Hier geht es um Detailpunkte, die große Schwachstellen darstellen können – die Wärmebrücken. Diese können im Neubau wie in Bestandsgebäuden erkannt, berechnet und mit der richtigen Beratung verbessert werden. Denn Wärmebrücken bedeuten nicht nur Wärmeverluste sondern können auch zu Schäden wie z.B. Schimmelbildung führen.
Allgemein
Alle Bauteile eines Gebäudes leiten bei einer Temperaturdifferenz Wärme von der warmen Seite (innen) zur kalten Seite (außen). Diese Verluste werden als Transmissionswärmeverluste bezeichnet und ergeben sich nicht nur durch die sogenannten Regelflächen wie die der Außenwand oder der obersten Geschossdecke. Wenn verschiedene Bauteile z.B. Außenwand und Kellerdecke zusammentreffen, Regelflächen durch andere Materialien unterbrochen werden z.B. Stahlstütze in einer Betonwand oder sie mit ihrer Geometrie von der einer planen Fläche abweichen z.B. Gebäudeecke, dann ergeben sich in diesen Bereichen Wärmebrücken, betrachtet als Linien, bei denen die Transmissionswärmeverluste von denen der Regelfläche abweichen.
Neben den linienförmigen Wärmebrücken (z.B. beim Anschluss Fenster an Außenwand) angeben als Psi-Wert gibt es auch punktförmige Wärmebrücken (z.B. durch Befestigungselemente wie Dübel und Schrauben) angegeben als Chi-Wert. Außerdem ergibt sich im Bereich der Wärmebrücken eine abweichende Oberflächentemperatur auf der Innenseite der Bauteiloberfläche. Da alle Gebäude aus verschiedenen Bauteilen mit unterschiedlichen Materialien bestehen und eine Geometrie aufweisen, die von einer ebenen Fläche abweichen, gibt es auch in jedem Gebäude Wärmebrücken. Sie lassen sich nicht vermeiden, sondern nur optimieren, um geringere Verluste dadurch zu erreichen.
Detaillierte Wärmebrückenberechnung
Mit steigendem energetischen Standard von Gebäuden, nimmt der Einfluss und die Gewichtung von Wärmebrücken zu. Werden die für Wärmbrücken relevanten Details besser geplant und ausgeführt als nach Kategorie B laut Beiblatt 2 erforderlich, ist eine detaillierte Wärmebrückenberechnung sinnvoll. Dann kann die Summe der jeweils errechneten Werte mulipliziert mit der jeweiligen Wirklänge und geteilt durch die gesamte Hüllfläche als Wärmbrückenzuschlag verwendet werden für eine Bilanz. Daraus kann sich dann ein Wärmbrückenzuschlag von unter 0,03 ergeben. Außerdem kann die detaillierte Berechnung bei der Sanierung von Bestandsgebäuden mit einer KfW- Förderung erforderlich sein. Auch bei Baudenkmalen, die auf ein Effizienzhaus-Niveau saniert werden sollen, ist eine detaillierte Wärmebrückenberechnung sinnvoll, da das Ergebnis oft besser ist als der Pauschalwert und das hat erheblichen Einfluss auf den Transmissionswärmeverlust. Auf Grundlage der von ihnen geplanten oder vorhandener Details führen wir gern eine detaillierte Wärmbrückenberechnung durch.
Betrachtung der Oberflächentemperatur
Mit einer Wärmebrückenberechnung können grundsätzlich 2 Werte ermittelt werden, zum einen die abweichenden Wärmeverluste in dem betrachteten Bereich, in der Regel zweidimensional linienförmig. Der dabei ermittelte Wert ist der Psi-Wert. Diese Werte haben Einfluss auf die Transmissionswärmeverluste eines Gebäudes. Der zweite wichtige Wert, der berechnet werden kann ist der f-Rsi-Wert und damit die Oberflächentemperatur bei kritischen Bauteilanschlüssen. Der Anforderungswert liegt bei 0,7 und besser. Daraus ergibt sich eine minimale Oberflächentemperatur von 12,6°C, mit dem Ziel Schimmelpilzbildung an Bauteiloberflächen in Räumen zu verhindern. Das ist vor allem bei der Sanierung von Bestandsgebäuden sehr wichtig. Werden beispielsweise historische Kastenfenster durch neue Fenster ersetzt, ohne die Fassade außen zu dämmen, ergibt sich im Bereich Fensterrahmen/Innenlaibung oft eine zu niedrige Oberflächentemperatur mit dem Risiko von Schimmelbildung. Ein zweites häufiges Problem, vor allem bei Gebäuden aus der Nachkriegszeit, sind auskragende Betondecken im Bereich von Balkonen und Loggien. Diese Balkondecken wirken wie Kühlrippen und führen im Bereich anschließender Wände und Fenster zu sehr niedrigen Oberflächentemperaturen. Mit Hilfe der Wärmebrückenberechnung können Lösungsvorschläge erarbeitet werden, die wirtschaftlicher sind, als das Ersetzen der Balkone durch eine neue Konstruktion.
Gleichwertigkeitsnachweise
Das Beiblatt 2 der DIN 4108 enthält zahlreiche Planungs- und Ausführungsbeispiele zu Wärmebrücken. Für jedes Beispiel gibt es zwei Kategorien mit unterschiedlichen Anforderungen an den Psi-Wert, wobei B die energetisch bessere Ausführung mit niedrigerem Psi-Wert darstellt. Erfüllen alle Wärmebrücken eines Gebäudes die Anforderungen der Kategorie A, kann pauschal mit einem Wärmebrückenzuschlag von 0,05 für die Energiebilanz gerechnet werden. Das entspricht der Ausführung des Referenzgebäudes für den GEG-Nachweis. Erfüllen alle Wärmbrücken die Anforderungen der Kategorie B, kann pauschal mit einem Wärmbrückenzuschlag von 0,03 gerechnet werden.
Um die Gleichwertigkeit der geplanten oder vorhanden Details mit den Beispielen im Beiblatt 2 nachzuweisen, ist ein bildlicher oder rechnerischer Vergleich für jedes relevante Detail zu führen und tabellarisch aufzulisten. Weichen einzelne Details von den Vorgaben der angestrebten Kategorie ab, kann der Differenzbetrag zum erforderlichen Mindestwert multipliziert mit der Wirklänge der Wärmbrücke und dividiert durch die gesamte Hüllfläche auf den Pauschalbetrag von 0,05 oder 0,03 hinzugerechnet werden. Es ergibt sich daraus dann beispielsweise ein Wärmbrückenzuschlag von 0,033. Wir erstellen ihnen auf Grundlage ihrer geplanten Details die erforderlichen Gleichwertigkeitsnachweise.
Detaillierte U-Wert Berechnung von Bestandsfenstern aus Holz
Alte Kastenfenster und modernere Fenster aus Holz können bei entsprechend gutem Zustand des Holzes energetisch verbessert und modernisiert werden. Man spricht dabei von energetischer Ertüchtigung. Bei Kastenfenstern erfolgt das vor allem durch den Einbau einer Dichtung in die inneren Flügel und den Austausch der inneren Scheiben. Die neuen Scheiben bestehen entweder aus einfachem Glas mit einer Beschichtung oder aus Zweischeiben-Isolierglas, das eine Beschichtung und einen mit Edelgas gefüllten Scheibenzwischenraum besitzt.
Um eine Isolierverglasung in einen alten Kastenfensterflügel einbauen zu können, ist in der Regel eine Aufdoppelung des Flügels notwendig. Bei moderneren Holzfenstern ist in der Regel genug Platz, um neues Zweischeiben-Isolierglas einzusetzen, die vorhandenen Scheiben sind hier häufig ohne Beschichtung und der Scheibenzwischenraum ist nur mit Luft gefüllt, daher bringt der Glastausch eine spürbare energetische Verbesserung.
Um den vorhanden energetischen Zustand der Fenster besser zu erfassen und das Ergebnis einer Ertüchtigung berechnen zu können, ist es sinnvoll eine detaillierte Bestandsaufnahme des Fensterrahmenquerschnitts zu machen. Auf der Grundlage kann eine detaillierte Berechnung der energetischen Qualität des Fensterrahmens und damit des gesamten Fensters durchgeführt werden, sowohl für den Ist-Zustand als auch für den angestrebten Zustand nach der Ertüchtigung.
Wenn für die energetische Ertüchtigung von Bestandsfenstern eine Förderung als Einzelmaßnahme beantragt werden soll, muss ein U-Wert von maximal 1,3 W/m²K erreichen. Bei Denkmälern genügt ein Wert von 1,6 W/m²K.
