Wärmebrücken

Detaillierte Wärmebrückenberechnung, Teil 2 Für die normgerechte Planung und Berechnung einer Wärmebrücke spielt neben dem in Teil 1 behandelten ψ-Wert auch der Nachweis des f_Rsi-Werts eine wichtige Rolle. Ausschlaggebend für das Ergebnis sind die nach DIN 4108-2 anzusetzenden Temperaturrandbedingungen sowie die Wärmeübergangswiderstände. Bei den ψ-Werten werden die Außentemperaturen dann interessant, wenn das Detail nicht nur an Außenluft grenzt, sondern auch an einen unbeheizten Bereich bzw. ans Erdreich. Johannes Volland

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Praxiswissen zu Wärmebrücken Im Rahmen einer exklusiven Kooperation mit dem Informationsportal „Energetische Gebäudebilanzierung“ der Deutschen Energie-Agentur (dena) veröffentlichen wir Fragen und Antworten zu verschiedenen Themenbereichen der Energieberatung. In dieser Ausgabe geht es um Wärmebrücken. Jan Karwatzki, Karin Scherhag

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Detaillierte Wärmebrückenberechnung, Teil 1 Für ein wirtschaftliches KfW-Effizienzhaus sind die zusätzlichen Wärmeverluste über die Wärmebrücken unbedingt detailliert zu berechnen. Selbst bei einem Gebäude nach EnEV führt ein solches Vorgehen energetisch zu einem wesentlich besseren Ergebnis. Dazu müssen indes die ψ-Werte und die Längen der Wärmebrücken bekannt sein. Was genau ist jedoch der ψ-Wert? Und was ist bei der Berechnung zu beachten, wenn die Wärmebrücken zum Beispiel sehr nahe beieinander liegen? Zentrale Fragen, die dieser erste Teil zu diesem weitläufigen Thema zu erläutern versucht. Johannes Volland

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Das neue Beiblatt 2 zur DIN 4108 Bei einem energieeffizienten Gebäude ist eine sorgsame Planung der Wärmebrückendetails unumgänglich. Wer zudem bei der KfW ein Förderprogramm in Anspruch nimmt, muss ein Wärmebrückenkonzept erstellen. Es soll gewährleisten, dass die Wärmeverluste möglichst klein und die Gebäudehülle schadensfrei bleiben. Das derzeit noch gültige Beiblatt 2 der DIN 4108 ist hierfür keine echte Hilfe mehr, weil es den dazu notwendigen Energiestandard nicht abbildet. Das neue Beiblatt 2, das seit November 2017 als Entwurf vorliegt, soll nun Abhilfe leisten. Johannes Volland

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Wärmebrückenkonzept nach KfW Wer bei der KfW Fördergelder beantragt, muss für die Gebäudehülle ein Wärmebrückenkonzept vorlegen. Eine durchaus sinnvolle Forderung, da der negative Einfluss der Wärmebrücken umso größer wird, je besser ein Gebäude gedämmt ist. Oftmals sind die Wärmebrücken sogar das Zünglein an der Waage, um den angepeilten energetischen Standard zu erreichen – da kann es sich durchaus lohnen, anstatt des pauschalen Zuschlags die Wärmebrücken detailliert und einzeln zu berechnen. Johannes Volland

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Thermische Trennung von Stahlanschlüssen Wohl keine gängige Konstruktion erlaubt filigranere Profilstärken als die Stahlbauweise. Der Preis der statischen Leistungsfähigkeit von Stahl ist jedoch dessen hohe Wärmeleitfähigkeit, die insbesondere bei Anschlüssen an gedämmte Gebäudehüllen schadensträchtige Wärmebrücken mit sich bringt. Die RWTH Aachen hat im Rahmen eines Forschungsprojektes unterschiedliche Lösungen zur thermischen Trennung numerisch und experimentell analysiert und verglichen. Nadine Böttrich

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Fallunterscheidungen für die Berechnung des längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten Für die energetische Bewertung von Wärmebrücken ist auch der längenbezogene Wärmedurchgangskoeffizient zu berücksichtigen. Bei dessen Berechnung spielen die Randbedingungen an den jeweiligen Oberflächen eine bedeutende Rolle. Insbesondere für die weitere Verwendung des -Wertes im Zusammenhang mit einem Gleichwertigkeitsnachweis nach DIN 4108 Beiblatt 2 oder bei der unmittelbaren Berechnung des Transmissionswärmeverlustes ist zu berücksichtigen, ob es sich bereits um eine temperaturbewertete Größe handelt. Lutz Dorsch

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Wärmebrückenbewertung im Rahmen der KfW-Effizienzhausberechnung Wer Wärmebrücken berücksichtigen will, kann gemäß EnEV aus drei Verfahren wählen. In der Regel lässt sich dabei der Wärmebrückenzuschlag umso geringer halten, je genauer gerechnet wird. Doch dieser Vorteil bedeutet oftmals einen großen Zeitaufwand für den Energieberater. Deshalb hat die KfW die Bandbreite um zwei weitere, vereinfachte Verfahren ergänzt, die für KfW Effizienzhäuser eingesetzt werden können. Hier lesen Sie, wie diese funktionieren und wofür sie angewendet werden können. Petra Bühner, Rainer Feldmann

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Glasfaserbewehrung für kerngedämmte Betonwände  Ihre speziellen Eigenschaften machen glasfaserverstärkte Kunststoffe aus verschiedenen Gründen für das Bauwesen interessant. Bei dem Ersatzbau einer Alpenhütte an der Zugspitze ersetzt der Werkstoff herkömmliche Edelstahl-Gitterträger in kerngedämmten Beton-Elementwänden und minimiert somit den Wärmebrückeneffekt der Bewehrung. Der badische Hersteller Schöck Bauteile hat sich auf die Anwendung dieses Faserverbundwerkstoffes spezialisiert. Klaus Siegele

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Wärmebrückenfreiheit einer Passivhausschule in Holzbauweise  Nach der Insolvenz eines Fachplaners musste die zertifizierte Wärmebrückenfreiheit eines Holzbausystems nachgewiesen werden, mit dem eine Schule in Halle errichtet worden war. Die Berechnung erfolgte im Rahmen einer Masterarbeit und zeigt, dass der Aufwand für einen detaillierten Wärmebrückennachweis je nach Baukörperform und Baukonstruktion sehr aufwendig sein kann. Das Ergebnis wiederum bestätigt, dass sich der rechnerische Aufwand gegenüber der Annahme pauschaler Wärmebrückenzuschläge durchaus lohnt. Uwe Gebhardt, Katharina Gebhardt

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Vereinfachtes Verfahren für Effizienzhäuser Viele KfW-Anträge zur Bewilligung von Fördergeldern für KfW-Effizienzhäuser sind fehlerhaft, weil insbesondere der Wärmebrückennachweis nach den Bilanzierungsvorschriften der EnEV nicht korrekt durchgeführt wurde. Die Bankengruppe hat nun ein vereinfachtes Verfahren für Sanierung und Neubau entwickelt, das zudem den Bearbeitungszeitraum deutlich reduziert. Klaus Siegele

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Wärmebrücken an Bauanschlüssen Erhöhte Energieverluste, reduzierter Wohnkomfort, im schlimmsten Fall auch Tauwasserausfall und Schimmelpilzbildung – sind mögliche Folgen, die eine Missachtung oder fehlerhafte Einschätzung von Wärmebrücken mit sich bringen können. Sowohl im Neubau als auch in der Sanierung müssen Planer daher geometrische und konstruktive Wärmebrücken erkennen, möglichst genau berechnen und durch eine entsprechende Detailplanung praxisgerecht minimieren. Patricia Sulzbach

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Alternative Randbedingungen für detaillierte Wärmebrückenberechnungen Bei der Berechnung des Transmissionswärmeverlustes können für die ungestörten Flächen der Gebäudehülle und für Wärmebrücken unterschiedliche Rechenansätze gewählt werden. Unabhängig davon, ob man mit europäischen oder nationalen Rechenrandbedingungen arbeitet, sollten die Rechenansätze eindeutig und in sich konsistent sein. Im Einklang mit einem optimierten Wärmebrückenkonzept können daraus dann sehr niedrige Wärmebrückenzuschläge resultieren, wie das in diesem Beitrag ausgeführte Rechenbeispiel eines monolithischen Ziegelgebäudes zeigt . Wiebke Grethe, Stefan Horschler

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Wärmebrücken wirken sich nachteilig auf den Energieverbrauch, die Wohnhygiene und die Behaglichkeit aus. Sie verursachen nicht nur Wärmeverluste, sie können auch zu Feuchteschäden führen. Für die Untersuchung dieser Schwachstellen an der Gebäudehülle bietet der Markt verschiedene Programme. Der tabellarische Vergleich zeigt, wo die Unterschiede liegen und worauf es bei der Auswahl ankommt.

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Die KfW-Förderung für Effizienzhäuser ist bei der Bestandssanierung besonders attraktiv. Allerdings führt der hohe Wärmebrückenzuschlag (ohne besonderen Nachweis ΔU_WB= 0,10 bis 0,15 W/m²K) häufig dazu, dass bei der Dämmung der Gebäudehülle nachgelegt werden muss, um die Kriterien für die Fördergelder einzuhalten. Dies ist in der Regel mit einem erheblichen (bau)technischen Aufwand verbunden. Bei gut geplanten Details lässt sich dieser Zuschlag in Kombination mit einer Wärmebrückenberechnung deutlich reduzieren. Dieser Fachbeitrag soll aufzeigen, wie man hierbei innovativ und kreativ vorgehen kann.

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Steht eine Flachdachsanierung an, sorgen die betonierten Aufkantungen an den Dachrändern regelmäßig für Stirnrunzeln bei der Detailplanung. Kamen zur Vermeidung von Wärmebrücken an diesem heiklen Punkt bislang nur handgemachte Lösungen infrage, um den Übergang von Flachdach- zur Fassadendämmung konstruktiv wie auch optisch in den Griff zu bekommen, ermöglicht das Purenit Attikaelement nun eine vorgefertigte Variante, die auch bauphysikalisch überzeugende Anschlussdetails ermöglicht.

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Die Energiekrise förderte das Thema Wärmebrücken wieder zu Tage. Neben der Forschung an prinzipiellen Lösungen und ersten Produktanalysen wurden im Zusammenhang mit dem Niedrigenergiehaus praxistaugliche Informations- und Weiterbildungselemente entwickelt. Das Bundesbauministerium setzte jedoch ab 1998/2002 auf Normung und Ordnungsrecht. Die Folge war Rechtsunsicherheit für Planer und Bauhandwerk. Denn der Staat brachte bis heute die Informationsgrundlagen für die Einhaltung der EnEV und der mit ihr verbundenen Normung nur unzureichend bei.

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Zum Problem wurden Wärmebrücken in der Baugeschichte erst mit dem Massivbau. Besonders die Beton-mischbauweise war und ist davon betroffen. Derlei Störstellen im Wärmeschutz erhöhen im Winter den Wärmeverlust, führen zu abgesenkten Temperaturen an den Innenoberflächen und bergen so die Gefahr von Feuchte- und Schimmelschäden. Auch die sommerliche Aufheizung von Gebäuden wird durch Wärmebrücken verstärkt. Doch erst seit 2003 berücksichtigt die DIN 4108-2 Wärmebrücken umfassend. Der historische Rückblick auf die Auseinandersetzung mit den Wärmebrücken erfolgt in zwei Teilen.

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Das Aachener Institut für Bauschadensforschung (AIBau) hat in einer Forschungsarbeit untersucht, ob die energetische Modernisierung von Gründerzeithäusern nach den Anforderungen der EnEV 2009 mit einer Innendämmung schadenfrei möglich ist. Silke Sous, die an der Studie mitgearbeitet hat, fasst hier die Ergebnisse zusammen. In diesem zweiten abschließenden Teil wird erläutert, welchen Detailpunkten bei einer Innendämmung besondere Beachtung zu schenken ist und wie diese schadenfrei lösbar sind.

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Steigende Anforderungen an den energetischen Standard eines Gebäudes haben thermische Simulationsprogramme zum alltäglichen Handwerkszeug werden lassen. Nun werden zunehmend Forderungen nach der zusätzlichen feuchtetechnischen Bewertung von Gebäuden laut. Welchen Mehrgewinn hat die Planung durch den Einsatz hygrothermischer-, anstelle von rein thermischen Simulationsprogrammen? Zur Klärung dieser Fragenstellung und für einen ersten Einblick in die Vielfalt der Planungs- und Simulationssoftware soll der folgende Artikel einen Betrag leisten.

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In der neuen EnEV 2009 wird die Bewertung der Gleichwertigkeit von Wärmebrücken nach DIN 4108 Beiblatt 2 neu geregelt. Diese soll vor allem zu einer Arbeitserleichterung bei der Beurteilung von Wärmebrücken führen, birgt aber die Gefahr, Wärmebrücken falsch zu beurteilen. Hier werden Beispiele aufgezeigt.

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Dieser dritte und letzte Teil zum Thema Innendämmung von Altbauten beschäftigt sich mit den Ausführungsproblemen in der Baupraxis. Es geht darum, wie Details zu lösen und welche Probleme dabei zu bewältigen sind. Mit entscheidend ist hierbei auch die Wärmebrückenproblematik. Nicht minder wichtig ist es, dass die in der Außenwandkonstruktion enthaltene und durch Schlagregen eindringende Feuchte auch wieder austrocknen kann. Ein Beispiel aus der Praxis zeigt, wie der Schuss nach hinten losgehen kann, wenn man sich nicht eindringlich mit allen bauphysikalischen und bautechnischen Aspekten einer Innendämmung auseinandersetzt.

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Seit dem Inkrafttreten der Energieeinsparverordnung (EnEV) im Jahr 2002 müssen bei der Berechnung der Transmissionswärmeverluste auch jene Wärmeverluste berücksichtigt werden, die aufgrund von ­Wärmebrücken entstehen. Um diese Werte zu ermitteln, kann man entweder auf die pauschalen Ab­minderungsfaktoren der EnEV zurückgreifen, die in der Regel eher auf der sicheren Seite liegen, oder eine genaue Berechnung der Wärmebrücken durchführen. Bei einem Vergleich der beiden Verfahren können die Ergebnisse höchst unterschiedlich ausfallen – je nach Art des Gebäudes können sich die Transmissionswärmeverluste um bis zu 20 Prozent unterscheiden. Besonders bei hoch wärme­gedämmten Passivhäusern sowie bei KfW-40 oder KfW-60 Häusern kann sich eine solche Differenz ­erheblich auf die notwendige Wärmedämmung und die zu installierende Anlagentechnik auswirken.

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Wer innen dämmt, muss genau hinschauen, um Bauschäden vorzubeugen und eine möglichst hohe Energieeinsparung zu erzielen. Auf die Feuchtesituation, die Wärmebrücken und die Luftdichtheit sollte dabei besonders geachtet werden. Welche Anhaltswerte sich in der Praxis bewährt haben, lesen Sie hier.

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