Fassade - ETI

Gebäudesubstanz auf dem Prüfstand
Die Brandenburgische Ingenieurkammer
begrüßt Sie recht herzlich
zum Thema
Gebäudesubstanz auf dem Prüfstand
Effizienzpotenzialen auf der Spur
am 22.01.2015
HWK Götz
………
www.bbik.de
"...denn es ist gut, dass es INGENIEURE gibt!"
Gebäudesubstanz auf dem Prüfstand
"...denn es ist gut, dass es INGENIEURE gibt!"
Gebäudesubstanz auf dem Prüfstand
Themenkomplexe
• Schlagregensicherheit von Fassaden
• NAWARO als nachhaltige Alternative in der Gebäudesanierung
"...denn es ist gut, dass es INGENIEURE gibt!"
Gebäudesubstanz auf dem Prüfstand
Fassade ? Was ist das?
Fassade = Gesicht (itl. facciata“ bzw. „faccia)
•
Anspruch, jedes Gebäude soll ein schönes Gesicht bekommen / haben
•
Schönheit ist relativ und unterliegt individuellen Bewertungen. Ist aber keine
bauphysikalische, konstruktive bzw. technische Norm und unterliegt keinen
Standards. Ist „in“ / „out“, Zeitgeist, Ansichts- und Gefühlssache, Ästhetik …..
•
Keine technische, … konstruktive …. bzw. fachliche Kategorie
oder
wie ein alter Macho sagen würde:
… ein altes Gebäude ist wie eine reifere Frau….trotz intensivsten Schminkens…
es bleibt ein altes Gebäude…
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Gebäudesubstanz auf dem Prüfstand
Worum geht es wirklich bei der Fassade?
eine gelungene Fassade muss sehr viel mehr leisten, als nur gut aussehen.
• Fassade schützt das Mauerwerk
• sorgt für gutes Wohnklima im Inneren
• beeinflusst den Energieverbrauch des Hauses
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Gebäudesubstanz auf dem Prüfstand
Arten von Fassaden werden unterschieden (typisiert) nach
• Gestaltung
 Lochfassade (Fenster Türöffnungen)
 Lamellenfassade wird eine Fassade bezeichnet, bei der Lamellen ein
wichtiger Gestaltungsfaktor sind
• Funktion
 Blendfassade: Mit diesem Trick wird manchmal die Struktur des
Gebäudeinneren verschleiert
 Medienfassaden: integrieren veränderbare Medien in die Architektur von
Fassaden (LED, Werbeplakate u. s. w.)
• Material
 Glasfassaden Holzfassaden Natursteinfassaden Metallfassaden Putzfassaden
z. Bspl. auf WDVS)
•…….
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….
• Konstruktion
 Pfosten-Riegel – Fassade
 Structural Glazing
 Vorgehängte hinterlüftete Fassaden(VHF)
 Vorhangfassaden
 Wärmedämmverbundsystem
• Architektur
 Fassade ist ein wichtiges Thema der Architektur (siehe Folie 4),
 hat eine herausragende Bedeutung. Mit der Moderne in der
Architektur wird versucht, der Fassade den Charakter des
„Trennenden“ oder „maskenhaften“ zwischen Außen und Innen
zu nehmen.
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Gebäudesubstanz auf dem Prüfstand
Bautechnische Anforderungen Fassaden (Planungsanforderungen)
• Wärmeschutz
 Gesundheit der Bewohner, hygienisches Raumklima
 Schutz der Baukonstruktion vor klimabedingten Feuchte-Einwirkungen und
deren Folgeschäden
 Energieverbrauch bei Heizung und Kühlung - somit auch auf die Kosten
 Fugenplanung und- ausbildung (konstruktive Wärmebrücken, Befestigungen
beachten). Sie haben Einfluss auf Schimmelbildung!!!!!!!!!!!!!
!!! Geeignete Wärmedämmmaterialen und Konstruktionen bei der Planung !!!
(nach EnEV)sowie der DIN 4108 Wärmeschutz im Hochbau ist der Mindestwärmeschutz nach den anerkannten
Regeln der Technik gewährleisten
• Sommerlicher Wärmeschutz
 Ziel besteht in der Wahrung ausreichender Behaglichkeitsbedingungen durch
Vermeidung einer für die Nutzung unzumutbaren Aufheizung des Raumes
….
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Bautechnische Anforderungen Fassaden (Planungsanforderungen)
 DIN 4108 bestimmt den sommerliche Wärmeschutz in Abhängigkeit
folgender Faktoren:
- Gesamtenergiedurchlässigkeit der Verglasung
- Wirksamkeit der Sonnenschutzvorrichtung
- Verhältnis vom Fensterfläche zu Grundfläche des Raumes
- Wärmespeicherfähigkeit der raumumschließenden Flächen
- Lüftung, insbesondere in der zweiten Nachthälfte
- Fensterorientierung und –neigung
- Interne Wärmequellen
- Klimaregion
 Das Ziel besteht darin,
- Wärmebilanz für den betrachteten Raum über einen möglichst langen
Zeitraum auszugleichen und somit eine konstante, zuträgliche
Raumtemperatur zu erreichen. (DIN 4108-2 Wärmeschutz und Energie-Einsparung in
Gebäuden - Teil 2: Mindestanforderungen an den Wärmeschutz, Abschnitt 8, ENEV für Gebäude)
 …..
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Gebäudesubstanz auf dem Prüfstand
Bautechnische Anforderungen Fassaden (Planungsanforderungen)
..Dafür stehen mehrere Möglichkeiten zur Verfügung, die sich gegenseitig
unterstützen und ergänzen:
- Begrenzung des Energieeintrages
- Unmittelbare Abfuhr der Wärme
- Zwischenspeicherung der eingetragenen Energie und
- verzögerte Abgabe und Abfuhr zu einem weniger kritischen Zeitpunkt
• Schallschutz
(geregelt in DIN 4109 Schallschutz im Hochbau. Gemessen und eingeordnet werden Fassaden in
DIN 52210 Bauakustische Prüfungen mit bewerteten Schalldämmmaßen in die Schallschutzklassen
1-6 nach VDI-Richtlinie 2719 Schalldämmung von Fenstern und deren Zusatzeinrichtungen)
 Beachten in Planung
- besonders Bemessung der Fugen zwischen Fassadenelementen
( wie bei Feuchtigkeits->Schlagregenschutz)
!!! Fugen in der Fassade müssen geplant werden (Bemessung und Ausführung)!!!
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Bautechnische Anforderungen Fassaden (Planungsanforderungen)
• Brandschutz
 Ziele der Brandschutzplanung sind:
- Vorbeugung der Entstehung eines Brandes und der Ausbreitung
von Feuer und Rauch,
- Ermöglichen wirksamer Löscharbeiten,
- Schutz der Gesundheit und des Lebens der Nutzer und der Retter durch
Ausbildung (Planung) ausreichend geschützter Rettungswege
- Schutz der Gebäudesubstanz, des Inventars, der Betriebsbefähigung
- Schutz der Umwelt vor giftigen Brand- bzw. Reaktionsgasen
• Feuchteschutz zum Kondensatausfall, relative Luftfeuchte,
• Schlagregen und Windlasten….klimatisch bedingten Einwirkungen auf
Bauwerke und Bauteile……
(break zur Theorie)
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• Schlagregenbeanspruchungsgruppen
Die Schlagregenbeanspruchungsgruppen sind entsprechend der Regenkarte gemäß DIN 4108-3 von den
durchschnittlichen regionalen Jahresniederschlagsmengen und dem Windanfall abhängig (Klimawandel)
 Beanspruchungsgruppe
I - geringe Schlagregenbeanspruchung
Beanspruchungsgruppe I gilt im Allgemeinen für Gebiete mit Niederschlagsmengen unter 600 mm
sowie in Gebieten mit größeren Niederschlagsmengen aber besonders windgeschützten Lagen
 Beanspruchungsgruppe II - mittlere Schlagregenbeanspruchung
Beanspruchungsgruppe II gilt im Allgemeinen für Gebiete mit Niederschlagsmengen von
600 bis 800 mm sowie in Gebieten mit größeren Niederschlagsmengen aber windgeschützten
Lagen. Weiterhin gilt sie für Hochhäuser und Häuser in exponierter Lage in Gebieten, die aufgrund
der regionalen Regen- und Windverhältnisse einer geringen Schlagregenbeanspruchungsgruppe
zuzuordnen wären.
 Beanspruchungsgruppe III - starke Schlagregenbeanspruchung
Beanspruchungsgruppe III gilt im Allgemeinen für Gebiete mit Jahresniederschlagsmengen über 800 mm
sowie für windreiche Gebiete, auch mit geringeren Niederschlagsmengen (z. B. Küstengebiete, Mittelund Hochgebirgslagen, Alpenvorland), Hochhäuser und Häuser in exponierter Lage in Gebieten, die
aufgrund der regionalen Regen- und Windverhältnisse einer mittleren Schlagregenbeanspruchung
zuzuordnen wären. Die zutreffende Beanspruchungsgruppe ist im Einzelfall festzulegen. Die regionalen
klimatischen Bedingungen sind dabei zu berücksichtigen.
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Besonderheiten am Altbau
1. „Die Konstruktion muss raumseitig umlaufend luftdicht ausgeführt werden.
Eine Luftströmung von der Raum - zur Außenseite durch die Anschlussfuge muss
ausgeschlossen werden“
2. „Der Wetterschutz ist dampfdiffusionsoffen auszuführen. Um Feuchteschäden im
Anschlussbereich zu vermeiden müssen Fenster – Fuge – Wand als Gesamtsystem
gesehen werden. Das Gesamtsystem muss in Bezug auf die Wasserdampfdiffusion nach
dem Prinzip „ Innen dichter als Außen“ ausgeführt werden.“
3. „Die Regendichtheit der äußeren Wetterschutzebene ist sicherzustellen, eventuell
eingedrungene Feuchtigkeit muss kontrolliert nach außen abgeführt werden können.“
• Auszug aus Leitfaden zur Montage – Stand 12 / 2006 Punkt 2.3 – 2.4
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Unplanmäßige Feuchtigkeit durch Diffusion, oft durch Schlagregen erzeugt
• Bautenzustand
• Planung, Detail ?!
• Ausführung
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Unplanmäßige Feuchtigkeit durch
Konvektion
• Bautenzustand
• DETAILPLANUNG
• Ausführung
 In die dargestellte Fuge 1m Länge und 1 mm Breite eines Bauteils
dringen an einem kalten Wintertag (Innen +20°C, Außen –10°C)
800g Feuchtigkeit ein
Quelle: Institut f. Bauphysik, Stuttgart - DBZ12/89
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Nord
Mitte Deutschland Fassadentemperatur
Herkömmliche Annahme
• Klimawandel? Neu?
*
..Zeitenverschiebungen, wann fängt
Sommer an, Regenhäufigkeit?...
*
Zeiten zusätzlicher
Austrocknung
Süd
*
Erhöhung des
Trocknungspotentials
der Konstruktion
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Gebäudesubstanz auf dem Prüfstand
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Planungsunterlagen
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  Planungsfehler oder mangelnde Kommunikation  
Du magst Fehler machen, aber keine
Planen !!
( Goethe )
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Gebäudesubstanz auf dem Prüfstand
Schnittstelle Montage - Schwachstelle Montage
Prozentuale Verteilung von Schadensgutachten durch das i.f.t. zur Fassade
60%
50%
40%
55%
45%
30%
Ausführungsmängel
30%
20%
70%
Planungsmängel
10%
0%
Beanstandungen bzgl. der Montage
Beanstandungen bzgl. Konstruktion und Verarbeitung
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Quelle TI,
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Estrichsanierung
nachträglicher Badeinbau
H olzbalkendecken
Sanierung
Dranagen
Bauteile
Abdichtung erdberührter
Fenster
Fenstertausch
Schim m elpilz nach
Fachw erk
Bauteilfugen
Sichtbeton
Sichtm auerw erk
Verblendschalen, Putz,
W ärm eschutzm aßnahm en
N achträgliche
Balkone
Dachterassen
Flachdächer
Geneigte Dächer
Gebäudesubstanz auf dem Prüfstand
Bevor wir auf das Leben zu sprechen kommen:
14
12
10
8
6
4
2
0
Gebäudesubstanz auf dem Prüfstand
Wie sieht es in der Praxis aus??
Zunächst die schönen Seiten
http://www.1art1.de/schone-frauenfussball-madchen-rote-karte-miniposter-54669.html?query=frauen
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Gebäudesubstanz auf dem Prüfstand
So können die hässlichen Seiten des Baulebens aussehen, wenn …
• Vernachlässigung der
Baukörpersubstanz
• Mangelnde Investitionen in
„ gesunde Produkte“
• …. u. u. u. Kopfarbeit
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Gebäudesubstanz auf dem Prüfstand
Fragestellung einer MA`n einer Wohnungsverwaltung
…Ist der Mieter berechtigt auf Grund fehlenden Putzes
eine Mietminderung vorzunehmen. Er behauptet, der
fehlende Putz verursacht höheren Energieverbrauch…?
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Auswirkung am Baukörper
Zerstörung der
Betonteile durch
Frost – Tau Wechsel
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Gebäudesubstanz auf dem Prüfstand
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Gebäudesubstanz auf dem Prüfstand
Wärmebrücke pur
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Gebäudesubstanz auf dem Prüfstand
Hier fehlt nur die
Abdichtung
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Planung oder Ausführung,
wer hat Schuld?
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Gebäudesubstanz auf dem Prüfstand
Jeder züchtet
andere Pilzsorten
jeder
Planungsmangel
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Gebäudesubstanz auf dem Prüfstand
Einfach falsche Planung auf
„Befehl“ des Bauherren
…Kosten, Kosten, Kosten…
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Gebäudesubstanz auf dem Prüfstand
Irgend etwas ist
falsch….?
Auch Arbeitsabläufe
kann man planen
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…das kann aber auch
nicht die Lösung sein,
weder konstruktiv noch
sonst wie…
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Es lebe der
Bauschaum…. die
bauseitige
Wunderwaffe
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Prinzipskizze
Außen dampfoffen und schlagregendicht
W
Ä
R
M
E
D
Ä
M
M
U
N
G
Innen luftdicht und dampbremsend
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Lösung- mit variabler Dampfdiffussion
Innen wärmer – Außen kälter
Außen
dampfoffen
Der Dampfdiffusionsstrom geht
grundsätzlich von der wärmeren
Seite zur kälteren Seite
In Abhängigkeit von der
umgebenden Luftfeuchtigkeit,
ändert z. B. die Lösung (Folie) ihr
Dampfdiffusionsverhalten
dampfbremsend
Innen
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Gebäudesubstanz auf dem Prüfstand
Auch Fassadenfugen haben in sich
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Gebäudesubstanz auf dem Prüfstand
Es lebe …. Die „Wunderwaffe“
Thema Fugenausbildung
Abdichtung
Betondeckung (Herstellung)
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Wie dimensioniere ich Quellbänder
Eine Größe für alle Fälle
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Gebäudesubstanz auf dem Prüfstand
Die Fuge von Bach hört
sich anders an
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Wie sieht es nun alternativ aus
Was kann gemacht werden
?
NAWARO als nachhaltige Alternative?
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Gebäudesubstanz auf dem Prüfstand
Bedeutung Nachwachsender Rohstoffe
(Gülzower Fachgespräche | Band 47 )
• Chance für Energie- und Ressourceneffizienz in der Bauwirtschaft
• Positive Energiebilanz über gesamte Lebensdauer weisen nur
nachhaltig erzeugtes Holz und biobasierte Dämmstoffe aus
• Schon mit Herstellung verbrauchen sie deutlich weniger Primärenergie
als konventionelle Materialien.
• Baustoffe aus nachwachsenden Rohstoffen fördern die einheimische
Land- und Forstwirtschaft - ein Beitrag zur Entwicklung ländlicher Räume
• …..
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… Bedeutung Nachwachsender Rohstoffe
• Am Ende der Nutzungsdauer bei energetischer Verwertung wird
fossile Energie ersetzt und so zur CO2-Einsparung beigetragen.
• Baustoffe aus nachwachsenden Rohstoffen leisten einen
maßgeblichen Beitrag zur biobasierten Kreislaufwirtschaft
• Baustoffe aus nachwachsenden Rohstoffen schützen das Klima, sie
speichern das im Pflanzenwachstum aufgenommene CO2 für lange
Zeit und bilden einen bedeutenden Kohlenstoffspeicher
• Biobasierte Baustoffe haben große Toleranz gegenüber Schwankungen
der Luftfeuchtigkeit und leisten ihr Beitrag zu einem angenehmen
Wohnraumklima ….
Quelle: Peter Bleser Parlamentarischer Staatssekretär Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) ( Gülzower
Fachgespräche | Band 47 Vorwort )
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Arten und Marktanteile konventionelle Dämmsystemen und auf
natürlicher Basis Arten Dämmstoffe:
1. Anorganische (mineralische Rohstoffe) 55 %
2. Organische (synthetische Rohstoffe, Öl) 41 % / 96%
3. Andere (Schaumglas, Blähperlit)
4. Organische (NAWARO) 4%
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Kick-Off Meeting Forschungsverbund NAWARO
Arten /Marktanteil (4%=100%) NAWARO
Cellulose 32%
Flachs / Hanf 9%
Leichtbauplatten (HWL) 20%
Schafwolle 4%
Weichholzfaserplatten 28%
Sonstige 7%
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Kick-Off Meeting Forschungsverbund NAWARO
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Kick-Off Meeting Forschungsverbund NAWARO
Erkenntnis / Anspruch
• Niedergang der energetischen Nutzung von Öl ist unmittelbar verbunden mit
der stofflichen Nutzung!!
• Es ist Zeit, sich nach Alternativen umzusehen Rechtsicherheit schaffen
langgfristige Markteinführung
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Kurzer Einstieg zum Thema an Hand eines Projektes in Verden / NS
Ein Bürogebäude aus Stroh,
Lehm, mit Baustoffen abgestimmte Gebäudeausrüstung
Niedrigenergieverbrauch…..
……
Büro- Verwaltungsgebäude in
Verden. Gefördert über Land NS
und EU
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• Neubau der Bauwerksklasse 5
• 1.800 m² Nutzfläche
• Gebäude selbst ist eine eindrucksvolle Präsentation der
Verwendung von Baustoffen auf Basis NAWARO und natürlichen Baustoffen
• ideenreiche Nutzung und Verknüpfung von Baustoffeigenschaften und der
Dimensionierung der Gebäudeausrüstung für energetischen Versorgung +
Energieeffiziens.
Ergebnis, es ermöglicht die Betriebskosten Strom- und Wärme gegenüber den
Mietern zu vernachlässigen
• Neues Fenstersystems mit alternativen Abdichtungssystem
• F+E , praktische Lösungen und Anwendungen in eigener Werkstatt,
gleichzeitig Labor und Manufaktur
• Einbeziehung von Bürgern (Workshops im Umgang mit NAWARO und NaBau)
• „Stroh“, Lehm, Holz, Naturfarben, Hauptbaustoffe
• Partner der BBIK FV Nawarosysteme Lärm,-Wärme,-Brandschutz
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Fensterdetails I/A
Birkenholzleiste für Montage der Fenster
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Lehmputz als Innenputz, Lehmputznaturfarben als
Beschichtung und Linoleum als Bodenbelag.
Alles Naturbaustoffe, die für ein nachhaltiges und
gesundes Wohlfühlklima in den Räumen sorgen
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Ausfachung des
Holzständerwerkes mit Stroh
Gestaltung von Wänden (Kalkputz / Naturfarben)
Schilf und Lehm als Fenstersturz
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Alleinstellungsmerkmal des Gebäudes
• Panoramaglasfassade wurde unter dem Aspekt der Energieeffiziens realisiert.
Die Holz - Glas – Verbundelemente von „UNI-Glas“ sind ein neu entwickeltes Produkt.
Verzicht auf Metallrahmen wegen zu hohem Energieaufwand in der Produktion.
Lösung: speziell verzahnte Birkenkoppelleiste wird auf Rand des Isolierglases aufgeklebt.
Fensterelemente werden anschließend direkt über diese Koppelleisten mit dem tragenden
Brettschichtholz der Unterkonstruktion verschraubt.
Abschließend Verschluss der Wetterfuge mit Silikon (kleine Sünde a. m. Sicht, Hybriddichtstoff
wäre besser)
Ergebnis: flächenbündige Glasfassade, U-Wert von Uw=0,7 W/m²K = entspricht Passivhaus
• Gesamtes Gebäude erreicht Passivhaus-Energiestandard für Nichtwohngebäude.
• Bietet zugleich winterlichen und sommerlichen Wärmeschutz durch die verwendeten
Naturbaustoffen und deren bauphysikalischen Eigenschaften angepassten Gebäudetechnik.
• Heizung erfolgt über einen Solar-Eis-Speicher. In der warmen Jahreszeit vorhandene
Wärme in großvolumigen Wassermengen auf niedriger Temperatur gespeichert . In der kalten
Jahreszeit über Wärmepumpen dem Heizungssystem zugeführt. Vorgeschaltet sind die auf
dem Dach aufgestellten Solar-Luft-Kollektoren ….
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Alleinstellungsmerkmal des Gebäudes
•
•
•
•
•
…Vorteil zu herkömmlichen Solar-Kollektoren: Solar-Luft-Kollektoren nehmen Wärme aus
der Sonne und Umgebung auf. Auch bei Bewölkung und diffuser Strahlung. Überschüsse
aus dem Sommer werden in den Solar- Eisspeicher eingelagert.
Ziehen der Wärme aus der Umgebung durch die Solar-Luft-Kollektoren.
Novum: über die Solar-Luft-Kollektoren Installation einer PVA. Solar-Luft-Kollektoren
nutzen so zusätzlich deren Abwärme.
Kühlungseffekt steigert erheblich die Leistung der PVA . Verbunden mit optimaler
Ausnutzung des vorhandenen Platzbedarf .
Die PVA wird im sogenannten Mieter-Strom-Model betrieben. Das heißt, der Mieter bzw.
Nutzer, kann direkt aus der PV-Anlage seinen Strom beziehen.
Heizkosten sind so gering, dass diese gleich in die Kaltmiete einfließen. Der Aufwand,
diese auf jeden Mieter auf zu splitten, wäre zu hoch.
Auswahl / Ausstattung der Ausbaumaterialien, die Gebäudegeometrie und die
Raumgestaltung ermöglichen großzügige Belichtung.
Verwendung von Echtholztüren, Echtholzfensterleibungen und Echtholzsohlbänke
ermöglichen gediegene angenehme Atmosphäre.
Innenputz grundsätzlich Lehm - Naturfarben sind selbstverständlich
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Hanf / Flachs
Steinwolle
Polysterol / Styropor
Ein bauphysikalischer Versuch
Winterlicher und Sommerlicher Wärmeschutz
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Was ist Sommerlicher Wärmeschutz?
• Herkömmlich Wärmedämmsysteme auf winterlichen
Wärmeschutz ausgelegt
• Klimawandel !!!!!!
2014 bestes Beispiel (Temperaturen über 35 °C > 3 Tage)
• wie begegnen, Gebäudeausrüstung überdimensionieren
oder Bausubstanz anpassen?
Kostenfrage, Frage Energieverbrauch, Gesundheitsaspekte
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Kick-Off Meeting Forschungsverbund NAWARO
Als zeitnahe Info
BBIK gehört zur
Initiativgruppe
Alle interessierten Kollegen
angesprochen
IGA Fachforum will
diesbezüglich gemeinsam
mit Institutionen des
Landes u. a. auch neue
Berufsfelder schaffen /
HNEE Studium- Ing für
Holzbautechnik
HWK Baufacharbeiter
NAWARO?
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Gebäudesubstanz auf dem Prüfstand
Danke für die Aufmerksamkeit
"...denn es ist gut, dass es INGENIEURE gibt!"