Altbauten sanieren - Tischlerei

Leseprobe
Mit
Inhaltsverzeichnis, Vorwort und den ersten zwei Seiten der Kapitel
Die Graphiken liegen in reduzierter Auflösung vor
und der Text ist nicht ausdruckbar
BINE Informationspaket
Altbauten sanieren
– Energie sparen
Doris Haas-Arndt
Fred Ranft
2., aktualisierte Auflage
ISBN 978-3-934595-78-1
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Informationspaket
Altbauten sanieren
Energie sparen
2., vollständig überarbeitete Auflage
Doris Haas-Arndt
Fred Ranft
Herausgeber
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intelligente Umgang mit knappen, wertvollen Energieressourcen, insbesondere in
Gebäuden und der Gebäudetechnik, sowie die Nutzung erneuerbarer Energien sind
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978-3-934595-78-1
© by FIZ Karlsruhe, 2008
Gestaltung: Solarpraxis AG
Hinweis zu den Abbildungen: Soweit nachfolgend keine anderen Quellen genannt
werden, stammen die Abbildungen vom Autor.
inh a lt s v er zei chnis
1
1.1
1.2
1.3
Warum sich eine Haussanierung lohnt...................................................................7
Werterhalt und Wertverbesserung................................................................................7
Steigerung des Wohnkomforts........................................................................................8
Einsparung von Energie...................................................................................................10
2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
Bauhistorischer Bestand..............................................................................................12
Bauepochen in Deutschland und ihre typischen Wohngebäude ....................12
Historischer Gebäudebestand vor 1900 – Fachwerkhäuser...............................13
Historischer Gebäudebestand (1900 bis 1918).......................................................15
Gebäude zwischen dem 1. und 2. Weltkrieg (1919 bis 1945)............................16
Gebäude der Nachkriegszeit (1945 bis 1959)..........................................................17
Gebäude der sechziger Jahre (1960 bis 1969).........................................................18
Gebäude mit ersten Bestrebungen zur Energieeinsparung
(1970 bis 1976)...................................................................................................................19
Gebäude nach Einführung der ersten Wärmeschutzverordnung
(1977 bis 1984)...................................................................................................................21
2.8
3
3.1
3.2
Gesetzliche Vorgaben und ­energetische Standards........................................22
Die Energieeinsparverordnung (EnEV).......................................................................22
Energetische Gebäudestandards.................................................................................28
4
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
Bauphysikalische Grundlagen für die Sanierung...........................................30
Wärmeschutz......................................................................................................................30
Schutz vor Feuchteschäden............................................................................................41
Luftdichtheit........................................................................................................................42
Wärmebrücken...................................................................................................................46
Solare Wärmegewinne.....................................................................................................47
Sommerlicher Wärmeschutz.........................................................................................48
5
5.1
5.2
5.3
Gebäudediagnose und typische Schwachstellen.............................................55
Bestandsaufnahme...........................................................................................................55
Maßnahmenplanung.......................................................................................................57
Typische Schwachstellen.................................................................................................59
6
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
6.8
Bautechnische ­Sanierungsmaßnahmen ............................................................65
Bodenplatte und Kelleraußenwände..........................................................................66
Decke und Wände zu unbeheizten Räumen............................................................67
Außenwände.......................................................................................................................70
Schrägdächer und Dachraum........................................................................................77
Flachdächer..........................................................................................................................80
Fenster und Türen..............................................................................................................82
Balkone, Loggien und Wintergärten...........................................................................86
Wärmebrücken...................................................................................................................89
a lt bau t en s a nieren – energie spa ren
7
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
Sanierungsmaßnahmen an der Haustechnik...................................................92
Wärmeerzeugung..............................................................................................................93
Wärmeverteilung............................................................................................................ 104
Beitrag der passiven Sonnenenergie........................................................................ 108
Lüftung............................................................................................................................... 110
Stromerzeugung mit Photovoltaikanlagen........................................................... 119
8
8.1
Zwei Sanierungsbeispiele........................................................................................ 121
Energetische Standardsanierung eines Reihen-Mittelhauses
(Baujahr 1958)................................................................................................................. 121
Umfassende Sanierung und Erweiterung eines Reihen-Endhauses
aus den 20er Jahren....................................................................................................... 131
8.2
9
Energetische und wirtschaftliche Bewertung von
­Sanierungsmaßnahmen.......................................................................................... 143
10
10.1
10.2
ltbausanierung in der ­Energieforschung...................................................... 148
A
Energieforschung – Ansätze und Ergebnisse........................................................ 148
Sanierung mit neuen Konzepten und Materialien............................................. 149
11
11.1
11.2
Zitierte Literatur und ­Abbildungsverzeichnis................................................ 153
Zitierte Literatur.............................................................................................................. 153
Abbildungs- und Tabellenverzeichnis...................................................................... 154
12
12.1
12.2
L aufende und abgeschlossene Forschungsvorhaben aus der Ener­gieforschung der Bundesregierung................................................................. 155
Laufende und abgeschlossene Forschungsvorhaben......................................... 155
Forschungsberichte........................................................................................................ 156
13
Weiterführende Literatur......................................................................................... 157
14
Autorenangaben........................................................................................................... 161
v o rwo r t
Vorwort
Der Wärmebedarf von Neubauten hat sich in den letzten 20 Jahren aufgrund der zunehmend anspruchsvolleren gesetzlichen Baustandards und der weiterentwickelten
Materialien und Konstruktionen etwa halbiert. Eine erneute Anpassung der Anforderungen in der Energieeinsparverordnung (EnEV) ist bereits angekündigt. Die aktuelle
EnEV-Novelle von 2007 will mit dem verpflichtenden Energieausweis einen Anreiz
schaffen, auch bestehende Gebäude auf einen zeitgemäßen energetischen Standard
zu bringen.
Im Laufe der Jahre fallen in jedem Haus größere Instandhaltungsarbeiten an. Bei dieser
Gelegenheit kann ein Bauherr bei nur geringen Mehrkosten gleichzeitig Maßnahmen
zum Energiesparen realisieren. Warum also nicht gleich „Nägel mit Köpfen machen“,
wenn ohnehin ein Gerüst steht, das Dach abgedeckt ist und das Wohnen zeitweilig
durch Staub, Dreck und Baulärm eine Belastungsphase durchstehen muss?
Dieses Buch soll helfen, Chancen bei der Modernisierung zu erkennen und zu nutzen.
Dabei muss man es nicht klassisch von Anfang bis Ende lesen. Möchte man erst einmal
das eigene Haus und seine bautypischen Schwachstellen kennenlernen, beginnt man
mit Kapitel 5. Wer sich am liebsten an erfolgreichen Beispielen orientiert, findet diese in
Kapitel 8. Unabhängig vom gewählten Einstieg bietet das Buch eine Fülle von Informationen und Anregungen, aus Altbauten echte Energiesparhäuser zu machen. Die Neuauflage basiert bereits auf den Regelungen der EnEV 2007. Insbesondere die Kapitel 3,
8, 9 und 10 sind komplett überarbeitet. Kapitel 8 ist um ein weiteres Sanierungsbeispiel
ergänzt worden.
FIZ Karlsruhe
BINE Informationsdienst
a lt bau t en s a nieren – energie spa ren
wa rum si ch eine h auss a nierun g l o hn t
1 Warum sich eine Haussanierung lohnt
Die Gründe für die Sanierung eines bestehenden Gebäudes sind vielfältig. Oft werden
sie jahrelang im Kopf bewegt, bevor die Entscheidung fällt, die Sanierung endlich anzu­
packen. Manchmal ist auch ein konkreter Vorfall (es regnet durch’s Dach, die alte Ab­
flussleitung ist undicht etc.) Anlass, den lange gehegten Wunsch in die Tat umzuset­
zen. Jetzt ist es wichtig, sich etwas Zeit zu nehmen und über die Chancen und Risiken
einer umfassenden Sanierung nachzudenken. Sanierungsmaßnahmen überdauern
eine Generation und mehr. Eine professionelle Analyse des Gebäudes und Planung der
Maßnahme hilft, Fehler zu vermeiden oder wichtige Details nicht zu vergessen.
Welchen Umfang soll die Sanierung haben? Werden alle Mängel auf einmal beseitigt
und alle Wünsche erfüllt, oder ist die Sanierung in Stufen geplant? Welche Maßnahmen
bringen die größten Energieeinsparungen und kosten am wenigsten Geld? Diese
Überlegungen stehen am Anfang der Planung. Eine Gesamtsanierung schafft weniger
Probleme, ein stufenweiser Ausbau kann jedoch aus finanziellen Gründen notwendig
sein, oder weil das Haus während der Sanierung weiter bewohnt wird. Nur auf der
Grundlage einer umfassenden Gesamtplanung können einzelne Maßnahmenpakete
definiert, Kosten geschätzt und ein Zeitplan zur Umsetzung erstellt werden.
Eines der wichtigsten Sanierungsziele ist die energetische Verbesserung des Gebäudes.
Hierzu gibt es gesetzlich vorgeschriebene Mindeststandards, die in der Energieeinspar­
verordnung (EnEV) festgelegt sind (vgl. Kap. 3.1). Der gegenwärtige Stand des Wissens
und auch der Technik geht jedoch weit über diese Potenziale hinaus.
1.1 Werterhalt und Wertverbesserung
Gebäude haben grundsätzlich nur eine begrenzte Lebensdauer, die bei den einzelnen
Bestandteilen eines Hauses sehr unterschiedlich ist (vgl. Abb. 39). Neben der Qualität
der Bauteile ist deren sorgfältige Pflege wichtig. Hat das Bauteil das Ende der Lebens­
dauer erreicht oder ist es verschlissen (z. B. ein zerbrochener Dachziegel, ein korro­
diertes Abflussrohr, ein marodes Fenster), so muss es ausgetauscht werden. Diese
Bestands­pflege ist entscheidend für den aktuellen Wert eines Gebäudes. Ohne diese
kontinuierliche Pflege folgen oft weitere wertmindernde Schäden (der zerbrochene
Dachziegel, das defekte Abflussrohr lassen Wasser eindringen, mit der Folge, dass wei­
tere Bauteile geschädigt werden).
a lt bau t en s a nieren – energie spa ren
Der Austausch alter Bauteile bietet aber auch die Chance, eine Wertverbesserung vor­
zunehmen (alte Fenster werden durch moderne Fenster mit Wärmeschutzverglasung
ersetzt, der alte Teppichboden wird durch einen repräsentativen Dielenboden ersetzt).
1.2 Steigerung des Wohnkomforts
Bestehende Gebäude bieten oft und in vielerlei Hinsicht keinen zeitgemäßen Wohn­
komfort mehr.
Thermische Behaglichkeit
Der Platz am Esstisch in der Nähe eines einfach-verglasten Fensters ist meistens nicht
beliebt. Es ist dort unbehaglich. Diese Empfindung wird oft mit „es zieht“ beschrieben.
Tatsächlich ist es manchmal Zugluft (bei Winddruck auf der Fassade), die das Unbehagen
auslöst, häufig verursacht jedoch die kalte Glasscheibe das Kälteempfinden.
Der menschliche Körper steht im Temperaturaustausch mit der Umgebung. In Gebäuden
sind dies die umgebenden Bauteile (Fenster, Wände, Boden, Decke, auch Heizkörper)
und die Raumluft. Die Temperatur dieser Bauteile teilt sich dem Körper über Wärme­
strahlung mit. Diese Strahlungstemperatur ist neben der Raumlufttemperatur für das
Wohlbefinden verantwortlich. Wir bilden unbewusst aus beiden Faktoren einen Mittel­
wert, die so genannte Empfindungstemperatur. Eine niedrige Temperatur der Bauteile
kann zwar teilweise durch eine höhere Lufttemperatur ausgeglichen werden, trotz­
dem sollten beide Werte nicht mehr als 3 bis 4 °C auseinander liegen.
Wer in der Nähe eines kalten Fensters sitzt, wird das Heizkörperventil aufdrehen und
die Raumlufttemperatur erhöhen, damit die Behaglichkeit einigermaßen wiederher­
gestellt ist. Mit jedem „°C“ höherer Raumlufttemperatur werden aber 6 % Heizenergie
mehr verbraucht. Zum anderen sind für das Wohlbefinden und für die Gesundheit
eine niedrige Lufttemperatur und eine hohe Strahlungstemperatur günstig.
Abbildung 1 stellt den Bereich der Empfindungstemperatur dar, der als behaglich
empfunden wird, als Abhängigkeit von Oberflächen- und Lufttemperatur. Für drei ver­
schiedene Bauteile wird gezeigt, ob und wie behagliche Zustände erreicht werden
können. Die thermische Qualität der Bauteile wird in der Grafik mithilfe des U-Wertes
gekennzeichnet. Dieser U-Wert wird in Kapitel 4.1 erläutert.
Eine alte „Isolierverglasung“ (moderne Verglasungen nennt man Wärmeschutzvergla­
sungen) hat, bei - 10 °C Außenlufttemperatur und 20 °C Innenlufttemperatur, auf der
Innenseite lediglich eine Oberflächentemperatur von 10 °C. Selbst bei erhöhter Luft­
temperatur kann hier keine thermische Behaglichkeit erreicht werden. Eine unge­
dämmte Außenwand (36,5 cm Ziegel) erreicht unter den gleichen Bedingungen eine
Oberflächentemperatur von 14 °C. Bei 24 °C Raumlufttemperatur wird die thermische
2
a lt bau t en s a nieren – energie spa ren
2 Bauhistorischer Bestand
Voraussetzung für die Ermittlung der Möglichkeiten und Grenzen einer energetischen
Sanierung, ist die Bewertung der Bausubstanz eines Gebäudes. Als hilfreich kann sich
hierbei die Differenzierung nach verschiedenen Baualtersklassen erweisen, die in ihrer
Ausführung, je nach historischen Einschnitten oder der Einführung wärme- bzw. bautechnischer Normen, variieren. Bausubstanzen spiegeln in der Regel auch den Reichtum der jeweiligen Epoche wider, so dass ein Gebäude, das vor 100 Jahren gebaut
wurde, unter Umständen eine bessere Bausubstanz aufweisen kann als ein neueres,
welches in Zeiten wirtschaftlicher Not entstand.
12
Energierelevante Unterscheidungsmerkmale der jeweiligen Bauepochen lassen sich
sowohl in der Konstruktion der Außenbauteile als auch in den eingesetzten Baustoffen
und Schichtstärken finden. Generell sorgen jedoch in allen Bauepochen, in denen der
Wärmeschutz keine nennenswerte Rolle spielte, geringe Wärmedämmungen, hohe
Wärmedurchgangskoeffizienten, Undichtigkeiten im Bereich der Fenster und der ausgebauten Dachgeschosse, Lüftungs- und Transmissionswärmeverluste sowie Energieverluste durch überalterte Heizungsanlagen in unterschiedlich ausgeprägter Weise
für einen hohen Heizenergieverbrauch. Bautechnisch zu betrachten sind dabei, neben
Außenwänden und Fenstern, alle wärmeabgebenden Flächen des Gebäudes. Hierzu
gehören auch oberste Geschossdecken oder Dachschrägen und Kellerdecken.
2.1 Bauepochen in Deutschland und ihre typischen Wohngebäude
Der Gebäudebestand in Deutschland kann in etwa in 7 Baualtersklassen unterteilt
werden:
• historischer Gebäudebestand vor 1900, z. B. Fachwerkhäuser,
• historischer Gebäudebestand (1900 bis 1918),
• Gebäude zwischen dem 1. und 2. Weltkrieg (1919 bis 1945),
• Gebäude der Nachkriegszeit (1945 bis 1959),
• Gebäude der sechziger Jahre (1960 bis 1969),
• Gebäude mit ersten Bestrebungen zur Energieeinsparung (1970 bis 1976),
• Gebäude nach Einführung der ersten Wärmeschutzverordnung (1977 bis 1984).
Die Gebäudetypologien, die sich nach den oben aufgeführten Entstehungsjahren
klassifizieren lassen, variieren im Einzelnen durch regionale Besonderheiten und lassen
lediglich eine grobe Verallgemeinerung für Bauten in ganz Deutschland zu. Wenn auch
insbesondere in den sechziger und siebziger Jahren überregionale Gemeinsamkeiten
augenfällig sind, so muss doch im konkreten Sanierungsfall eine regionsspezifische,
baukonstruktive Feineinteilung und ggf. eine genauere Untersuchung der ­jeweiligen
Stadtbaugeschichte vorgenommen werden. Zur Ermittlung des genaueren Heizener-
bauhis to ris cher bes ta nd
2
gieverbrauchs sowie des Einsparpotenzials ist zumindest die detaillierte Kenntnis der
Baukonstruktion des jeweiligen Haustyps erforderlich [1].
Existieren keine Detailpläne vom Gebäude mehr, empfiehlt es sich, Auskünfte bei
Exper­ten einzuholen. Dies können Mitarbeiter von Wohnungs- und Bauträgergesellschaften sein, die den Wohngebäudebestand einer Bauepoche verwalten, Architekten,
die z. B. in der Nachkriegszeit gebaut und geplant haben und mit den damaligen
Konstruk­tionen vertraut sind, oder aber Baufachleute, die auch als Energieberater tätig
sind. Relevant sind Aussagen hinsichtlich der Schichtfolge, Schichtstärke und Material­
wahl der Außenwände, der Kellerdecken, der Dachschrägen und der obersten Geschoss­
decken sowie Anschlüsse und Eigenschaften der Fenster.
Im Folgenden wird eine kurze Beschreibung der typischen konstruktiven und ästhetischen Merkmale sowie ein Hinweis auf die energetischen Daten der jeweiligen Bauweise gegeben. Auf eine Angabe über die Art der Beheizung wurde generell verzichtet,
da sich in nahezu keinem Gebäudetyp, der älter als 25 Jahre ist, noch ursprüngliche
Wärmeerzeuger und Heizungsanlagen befinden, so dass allgemeine Aussagen hierzu
kaum möglich sind. Zu den typischen Schwachstellen der Gebäude wird ergänzend
auf Kapitel 5 hingewiesen.
2.2 Historischer Gebäudebestand vor 1900 – Fachwerkhäuser
Bei Gebäuden, die vor Beginn des 20. Jahrhunderts errichtet wurden, kann es sich um
Fachwerkhäuser oder aber um verputzte Massivbauten handeln, über die selten noch
Unterlagen vorhanden sind. Meist existieren ohnehin nur noch Fragmente des ursprünglichen Zustandes, der im Lauf der Zeit mit zahlreichen An- und Umbauten verändert wurde, es sei denn, die Gebäude standen unter Denkmalschutz. Zudem weisen
sie regional konstruktive Unterschiede auf.
Abb. 5: Fachwerkhaus
Problematisch bei Fachwerkhäusern sind
insbesondere die sehr dünnen Außenwände von ca. 12 bis 16 cm, die hohe
Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Werte)
aufweisen. Unverkleidet sind sie weder
wind- noch schlagregendicht. Eine außen
angebrachte Wärmedämmung würde
jedoch den ästhetischen Charakter der
oft sehr schönen Fassaden zerstören. Zudem sind die Räume in diesen Gebäuden
meist sehr klein und niedrig, so dass wie­
de­rum eine Innendämmung diese Eigenschaft noch verstärken würde, abgesehen
13
3
a lt bau t en s a nieren – energie spa ren
3 Gesetzliche Vorgaben und ­energetische Standards
22
Bei der umfassenden Sanierung eines Gebäudes sind in Bezug auf die energetische
Qualität in der Regel gesetzliche Vorgaben zu beachten. Diese findet man in der Energie­
einsparverordnung (EnEV) [4]. Jeder, der sich vergegenwärtigt, dass eine Sanierung
den Standard eines Gebäudes für die nächsten 30 bis 50 Jahre festlegt, sollte aber die
Chance nutzen, mehr als nur das gesetzlich geforderte Minimum zu tun. Diese Mög­
lichkeit ergibt sich voraussichtlich erst wieder Jahrzehnte später. Zudem sind Maß­
nahmen zur Steigerung der Energieeffizienz sehr viel kostengünstiger, wenn ohnehin
am Haus gearbeitet wird. Und es ist nicht nur für die Heizkosten von Vorteil, sondern
auch für einen möglichen Verkauf in einigen Jahren, wenn Neubauten längst einen
weiter verbesserten Wärmeschutz haben. Im Folgenden werden deshalb auch ver­
schiedene gängige Energiestandards für Gebäude kurz vorgestellt, die das Anforde­
rungsniveau der EnEV zum Teil weit überschreiten.
3.1 Die Energieeinsparverordnung (EnEV)
Seit dem 1. Februar 2002 gilt die Energieeinsparverordnung (EnEV). Sie fasst Rege­
lungen zum baulichen Wärmeschutz und zur Heizungstechnik von Gebäuden zusammen.
In der Berechnungsmethodik wird der gesamte Energiehaushalt von Gebäuden auf
Basis des Primärenergiebedarfs betrachtet, also auch die Verluste miteinbezogen, die
bei der Erzeugung der Endenergie entstehen. Die Novelle der EnEV von Oktober 2007
integriert die Regelungen der europäischen Gebäudeeffizienzrichtlinie in das deut­
sche Recht. Die wohl wesentlichste Änderung betrifft dabei die Einführung von Ener­
gieausweisen auch für den Gebäudebestand (vgl. Kap. 3.1.4). Die Regelungen der EnEV
stellen den gesetzlichen Mindeststandard dar.
Etwa 86 % der bestehenden Wohngebäude weisen einen Energiestandard mit erheb­
lichem Einsparpotenzial auf. Aus diesem Grund finden sich in den §§ 9 bis 12 der EnEV
Regelungen zur nachträglichen energetischen Verbesserung dieser Gebäude, die in
Anlage 3 präzisiert werden. Ein Teil der Regelungen wird wirksam, wenn Sanierungs­
maßnahmen durchgeführt werden. Ein anderer Teil ist auf jeden Fall auszuführen,
auch wenn ansonsten keine Maßnahmen geplant sind.
gese t zl i che vo rg a ben und energe t is che s ta nda rd s
3
3.1.1 Gebäude mit Änderungen an einzelnen Bauteilen
Gebäude mit
­ emperatur ≥ 19 °C
T
Umax [W/m2K]
Gebäude mit
­Temperatur
12 – 19 °C
Umax [W/m2K]
0,45
0,75
0,35 a)
0,75
1,70 b)
1,50 c)
1,90
2,80
keine Anforderung
3,00
Außen liegende Fenster, Fenstertüren, Dachflächenfenster mit Sonderverglasungen (z. B. Brandschutzverglasung)
Einbau/Ersatz des gesamten Bauteils
Sonderverglasung, Ersatz der Verglasung
Vorhangfassaden mit Sonderverglasungen
Außentüren
2,00
2,80
1,60
2,30
2,90
keine Anforderung
3,00
2,90
Dächer und Dachschrägen von Steildächern, Decken
unter nicht ausgebauten Dachräumen
• Ersatz, erstmaliger Einbau
• erneuert durch außenseitige oder innere Bekleidung
oder Verschalung
• Einbau von Dämmschichten
Flachdächer
• Ersatz, erstmalig Einbau
• erneuert durch außenseitige oder innere Bekleidung
oder Verschalung
• Einbau von Dämmschichten
0,30
0,40
0,25
0,40
Wände und Decken gegen unbeheizte Räume und
gegen Erdreich
• außenseitige Bekleidungen, ­Verschalungen,
­Feuchtigkeitssperren oder Drainagen angebracht
oder erneuert
• Deckenbekleidungen auf der Kaltseite
• Ersatz, erstmalig Einbau
• innenseitige Bekleidungen oder ­Verschalungen
• neue oder erneuerte Fußbodenaufbauten auf der
beheizten Seite
• Einbau von Dämmschichten
0,40
keine Anforderung
0,50
keine Anforderung
Zeile
Bauteil
1.1
• Außenwände, ersetzt oder erstmalig eingebaut
• Anbringen innenseitiger Bekleidungen
• neue Ausfachungen in Fachwerkwänden
• Putzerneuerung an Außenwänden mit U > 0,9 W/m2K
• Anbringen von Platten, Verschalungen, Verblendungen
• Anbringen von äußeren Dämmschichten
1.2
2.1
2.2
2.3
3.1
3.2
3.3
3.4
4.1
4.
5
5.1
5.2
Außen liegende Fenster, Fenstertüren, Dachflächenfenster
• Ersatz oder erstmaliger Einbau
• Verglasungen, die ersetzt werden
• Vorhangfassaden, Ersatz/neu angebracht
d)
a)
ei Kerndämmung von mehrschaligem Mauerwerk gilt die Anforderung als erfüllt, wenn der
B
­bestehende Hohlraum zwischen den Schalen vollständig mit Dämmstoff ausgefüllt wird.
b) Gilt nicht für Schaufenster und Türanlagen aus Glas
c) Die Vorschrift gilt nicht, wenn der vorhandene Rahmen zur Aufnahme der vorgeschriebenen
­Verglasung ungeeignet ist.
d) Die Anforderungen gelten als erfüllt, wenn ein Fußbodenaufbau mit der ohne Anpassung der
­Türhöhen höchstmöglichen Dämmschichtdicke ausgeführt wird.
Abb. 19: Höchstwerte der Wärmedurchgangskoeffizienten bei erstmaligem Einbau, Ersatz und
Erneuerung von Bauteilen (EnEV § 9 und Anlage 3, Tabelle 1)
23
4
a lt bau t en s a nieren – energie spa ren
4 Bauphysikalische Grundlagen für die Sanierung
Die Bauteile und -konstruktionen eines Gebäudes sind, damit sie fehlerfrei funktionieren,
aufeinander abgestimmt. Alte Gebäude sind ungedämmt und zugig. Die Raumluftfeuchte kann an den kalten, einfach verglasten Fenstern kondensieren. Es gibt immer
einen ausreichenden Luftaustausch durch undichte Fenster. Einzelöfen unterstützen
diesen Luftwechsel, indem sie Raumluft durch den Kamin abführen. Wärmebrücken
bei einer insgesamt schlechten bzw. gar nicht vorhandenen Wärmedämmung fallen
nicht ins Gewicht. Das Gebäude hat zwar einen schlechten Standard (hoher Energieverbrauch, geringe thermische Behaglichkeit), es ist aber bauphysikalisch unproblematisch, zu hohe Raumluftfeuchte und Schimmelbildung treten nicht auf.
30
Heute wird in Gebäuden viel effizienter mit Heizenergie umgegangen. In allen Räumen
sorgt die Zentralheizung für mollige Wärme und es zieht nicht mehr. Allerdings: die
Bauteile müssen aufeinander abgestimmt sein. Werden z. B. nur die Fenster ausgetauscht, ist es in Fensternähe nicht mehr so kalt und es zieht nicht mehr. Aber zugleich
unterbleibt der Abtransport der Raumluftfeuchte (kein Kondensat an den Scheiben,
kein Luftaustausch durch Fensterfugen). Die Feuchtigkeit wird sich nunmehr an der
kalten, ungedämmten Außenwand niederschlagen. Wird die Außenwand gedämmt,
ohne zugleich die Wärmebrücke im Traufenbereich zu beseitigen, so wird dort, wegen der
sehr niedrigen Oberflächentemperatur zukünftig die Raumluftfeuchte kondensieren.
Feuchte Bauteile sind ein sehr guter Nährboden für Schimmelpilzsporen.
Die Kenntnis und Berücksichtigung bauphysikalischer Anforderungen an die Sanierung sind entscheidend für den langfristigen Erfolg der Maßnahmen.
4.1 Wärmeschutz
Wärmeverluste entstehen durch:
• Wärmeleitung durch die Bauteile, die warme, beheizte Räume von kalten,
­unbeheizten Räumen oder Außenräumen trennen,
• Lüftungswärmeverluste durch notwendige Lüftung und durch ungewollten
Luftaustausch (undichte Bauteile, unnötiges Lüften).
bauph y sik a l is che grund l agen für d ie s a nierun g
4
Wärmeverluste durch Wärmeleitung
Die Verluste durch Wärmeleitung werden als Transmissionswärmeverluste bezeichnet.
Maßgeblich für den Umfang der Transmissionswärmeverluste sind die Größe und die
thermische Qualität der Außenbauteile:
• Außenwand,
• Dachfläche,
• Fenster,
• Bodenplatte (bei nicht unterkellerten Gebäuden),
• Bauteile gegen Erdreich.
Durch innere Bauteile zwischen warmen und kalten Räumen können ebenfalls Wärme­
verluste entstehen:
• oberste Geschossdecke,
• Wand zum Treppenhaus,
• Kellerdecke.
Die Transmissionswärmeverluste QT lassen sich nach der folgenden Formel überschlägig
errechnen:
QT [kWh/a] = U-Wert [W/m2K] · Bauteilfläche [m2] · Klimafaktor [kKh/a]7
Die Einheit [kWh/a] beschreibt eine Energiemenge [kWh] während einer Heizperiode [a].
Diese Energiemenge kann in andere Einheiten, wie Liter Öl oder m3 Gas umgerechnet
werden.
Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert)
Der U-Wert (früher k-Wert) hat die Einheit W/m2K. Er gibt an, wie groß der Wärmestrom (in Watt) durch einen Quadratmeter des Bauteils ist, wenn die Temperaturdifferenz zwischen dem Innen- und dem Außenraum 1 Kelvin beträgt. Je kleiner der U-Wert
ist, um so geringer sind die Wärmeverluste des Bauteils.
Der U-Wert hängt von der speziellen Wärmeleitfähigkeit Lambda (Kürzel: λ, Einheit:
W/mK) und der Schichtdicke s (m) der einzelnen Bauteilschichten ab (vgl. Abschnitt
„Dämmstoffe“). Außerdem werden Wärmeübergangswiderstände (R), jeweils an der
inneren und der äußeren Bauteiloberfläche, berücksichtigt.
7
er so genannte Klimafaktor liegt bei bestehenden Gebäuden je nach dem Verhältnis der
D
Summe aus dem spezifischen Transmissionswärmeverlust HT und dem spezifischen
­Lüftungswärmeverlust HV zur Gebäudenutzfläche AN zwischen 66 und 82 (vgl. Anlage 3,
Tabelle 2 der EnEV). Der Faktor 66 errechnet sich beispielsweise aus:
185 Heiztage · 24 h = 4.440 h · Temperaturdifferenz (19 – 3,3 °C = 15,7 K) · 9,95
(Faktor für Nachtabsenkung)= 66.222 Kh/a oder ca. 66 kKh/a.
31
gebäud ed i agn o se und t y pis che s chwachs t el l en
5
5 Gebäudediagnose und typische Schwachstellen
Ist eine umfassende Gebäudesanierung geplant, sollte zu Beginn eine möglichst genaue
und vollständige Bestandsaufnahme und Diagnose des zu sanierenden Gebäudes
durchgeführt werden, mit dem Ziel:
• das Gebäude mit seiner Haustechnik kennen zu lernen und
• wenn möglich, die einzelnen Komponenten zu verbessern.
Zur Verbesserung gehört, winterliche Wärmeverluste zu reduzieren und Wärmegewinne zu vermehren. Für das Sommerhalbjahr müssen dagegen Maßnahmen getroffen
werden, um unerwünschte Wärmeeinträge zu vermeiden. Auf dieser Basis lassen sich
auch Schwachstellen lokalisieren.
5.1 Bestandsaufnahme
5.1.1 Gebäude
Die Bestandsaufnahme beginnt mit der Sammlung und Sichtung der Bestandspläne,
statischer Berechnungen und der Baubeschreibung. Sollten solche Unterlagen nicht
zu finden sein, so kann das Bauarchiv bei den Städten und Gemeinden weiterhelfen;
es ist meist im Bauordnungsamt untergebracht. Sollten sich auch dort keine Unterlagen
finden lassen, so müssen zumindest die Bestandspläne durch Fachleute (Architekt)
neu erstellt werden. Ebenfalls ist die Tragfähigkeit der Bausubstanz fachkundig zu beurteilen (Tragwerksplaner).
Beim Planungsamt lässt sich in Erfahrung bringen, ob ein Bebauungsplan oder ein alter
Fluchtlinienplan im Bereich des zu sanierenden Gebäudes besteht. Diese Pläne enthalten
Festsetzungen, die evtl. zu beachten sind, wenn die Fassade verändert oder Dachgauben
errichtet werden sollen. Falls durch Anbauten oder Dämmung die Außenmaße des
Gebäudes vergrößert werden, sind diese Festsetzungen gleichfalls zu beachten.
Ob das Gebäude denkmalwert ist und den Veränderungen Grenzen gesetzt sind, erfährt
man durch Einsicht in die Denkmalliste bei der unteren Denkmalbehörde der Gemeinden.
Eine Zusammenstellung früherer Instandhaltungs- und Erneuerungsmaßnahmen
gibt, im Vergleich mit der theoretischen Lebensdauer, Aufschluss über die gegenwärtig
notwendige oder bald anstehende Erneuerung von Bauteilen und Haustechnikkomponenten (Abb. 39).
55
5
a lt bau t en s a nieren – energie spa ren
Bauteil
Rohbau
Ausbau
Technik
56
Oberflächen
Lebensdauer in Jahren
Fundamente, Mauerwerk, Betondecken, Dachstuhl
> 50
Dachdeckung, geneigt; Dachdeckung, flach
> 30
Holzfenster, Dachrinnen
> 30
Putz, Wärmedämmung
> 30
Leichtwände
> 50
Elastische Fugen
5 bis 10
Elektro-, Heizungs-, Sanitärinstallation
> 30
Solaranlagen
> 20
Heizkessel, Heizkörper, Sanitärobjekte, -armaturen
15 bis 25
Holzfensteranstriche
5 bis 10
Fassadenanstriche
5 bis 20
Tapeten
10 bis 15
Fußböden
5 bis 20
Fliesen
> 30
Abb. 39: Lebensdauer von Bauteilen und Haustechnikkomponenten
Bei der Sanierung steht die Auswahl von Baustoffen und Ausbaumaterialien an, daher
sollten vorab mögliche Allergien der Hausbewohner berücksichtigt werden. Die Auswahl
des neuen Bodenbelags wird, z. B. bei einer Stauballergie, zugunsten eines leicht zu
reinigenden und möglichst feucht zu wischenden Belags ausfallen (z. B. Holzboden).
Bestimmte Teppichböden scheiden bei entsprechenden Allergien aus. Schließlich ist
zu klären, wie umfangreich die Hilfestellung von Fachleuten in Anspruch genommen
werden soll.
Fachleute können auch klären, ob schadstoffbelastete Baustoffe eingebaut wurden, z. B.
asbesthaltige Bauteile etc. Ebenfalls bergen PCB in Dichtungsmassen oder lindan­haltige
Holzschutzmittel Gesundheitsgefahren. Wenn diese im Zuge einer Sanie­rung entfernt
werden, sind möglicherweise besondere Sicherheitsmaßnahmen zu beachten.
5.1.2 Energieverbrauch
Wenn ein Energieausweis nach § 16 ff EnEV vorhanden ist, können dort Daten zum
bisherigen Verbrauch von Energie entnommen werden (vgl. Kap. 3.1.4). Es reicht allerdings nicht, die absolute Höhe des Verbrauchs in Liter Heizöl, m3 Gas oder kWh Strom
zu kennen. Zu unterschiedlich sind die Gebäude hinsichtlich Nutzung und Größe. Wird
der Heizenergieverbrauch dagegen auf die beheizte Wohn- und Nutzfläche (Energiebezugsfläche, kurz EBF) bezogen, so ergibt sich die Energiekennzahl (EKZ Heizenergieverbrauch), die es ermöglicht, unterschiedliche Gebäude miteinander zu vergleichen.
bau t echnis che s a nierun gsm a ssn a hmen
6
6 Bautechnische ­Sanierungsmaßnahmen
Bautechnische Sanierungsmaßnahmen verfolgen grundsätzlich die Strategie, im Winter
die Energieverluste zu verringern und Energiegewinne zu vermehren sowie im Sommer
Wärmeeinträge zu begrenzen. Es ist empfehlenswert, sich über den gesetzlichen Mindeststandard (EnEV) hinaus zu engagieren. Mit erprobten Konzepten und Produkten
lässt sich aus einem energiefressenden Altbau ein 4 – 6-Liter-Haus machen,14 ein
echtes Niedrigenergiehaus (NEH).
Die nachfolgenden Empfehlungen haben daher das Ziel, den NEH-Standard zu erreichen.
Es wird aber jeweils in Klammern auch die Dämmstoffstärke des EnEV-Mindeststandards angegeben. Dabei wird von einem Dämmstoff mit λ = 0,040 W/mK ausgegangen,
die vorhandenen Bauteilschichten werden (wenn nicht anders erwähnt) nicht berücksichtigt. Soll dies der Fall sein, so wäre die Beratung durch einen Architekten, einen
Energieberater oder einen qualifizierten Handwerker erforderlich.
Ohnedies sollten alle im Folgenden vorgeschlagenen Maßnahmen von Fachleuten
(Archi­tekten, Energieberatern etc.) begleitet und von Fachfirmen normgerecht und ent­
sprechend dem Stand der Technik ausgeführt werden. Sollte eine Maßnahme geeignet
sein, in Eigenleistung ausgeführt zu werden, so ist dies ausdrücklich erwähnt.
Standardmaßnahmen
Besonders wirtschaftlich (vgl. Kap. 9) und einfach durchzuführen sind die folgenden
Maßnahmen:
• Die Dämmung der obersten Geschossdecke (vgl. Kap. 6.2) ist eine der
­kostengünstigsten Maßnahmen und oft sogar in Eigenleistung möglich.
• Ebenfalls wirtschaftlich und langlebig ist die Dämmung der Außenwand mit einer
Thermohaut (vgl. Kap. 6.3).
• Die Dämmung von Dachschrägen vor dem Ausbau eines Dachgeschosses ist bei
einigem Geschick in Eigenleistung ausführbar (vgl. Kap. 6.4.1).
• Neue, dichte Fenster mit besserer Verglasung und guten Rahmen erbringen hohe
Einsparungen, wirtschaftlich sind sie vor allem dann, wenn die Fenster ohnehin
hätten erneuert werden müssen (vgl. Kap. 6.6).
• Maßnahmen zur Erneuerung der Haustechnik (vgl. Kap. 7.1.2) amortisieren sich oft
innerhalb weniger Jahre.
Im Folgenden werden umfassend alle denkbaren Maßnahmen erläutert.
14
4 bis 6 Liter Heizöl pro m2 Wohnfläche in einer Heizperiode entsprechen 40 bis 60 kWh/
65
6
a lt bau t en s a nieren – energie spa ren
6.1 Bodenplatte und Kelleraußenwände
5*'
66
Im Winter ist das Erdreich in 2,5 m Tiefe mit etwa 13 °C zum 1. November und ca. 5 °C
zum 1. Februar wärmer als die Außenluft. Daher stellt die EnEV auch geringere Anforde­
rungen an die Dämmung erdberührter Bauteile. Um nachträgliche Dämmmaßnahmen
durchführen zu können, müssen die Bauteile freigelegt werden. Dies ist schwierig und
teuer. Maßnahmen zur nachträglichen Dämmung können zwei Prioritätsstufen zuge­
ordnet werden:
1. Um Wärmebrücken zu vermeiden, ist
9\jk\_\e[\
N€id\$
es notwendig, alle Kelleraußenwände
8l\enXe[
Yi•Zb\
im Sockelbereich (dort, wo sie aus dem
EXZ_ki€^c`Z_\
Erdreich ragen) mit einer 13 cm (EnEV:
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10 cm) starken Wärmedämmung zu
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versehen. Um Wärmeverluste beheizter
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Kellerräume zu verringern, ist diese
JfZb\cY\i\`Z_
Dämmung soweit wie möglich ins
Erdreich herunter zu ziehen.
2. Bei beheizten Kellerräumen sollte nach
Möglichkeit die Dämmung in einer Stärke
von 10 bis 12 cm (EnEV: 6 cm) bis auf die
Oberkante der Fundamente herunter
Abb. 49: Wärmebrücke durch unzureichende
geführt werden. Dies lohnt sich erst im
Sockeldämmung
Zusammenhang mit ohnehin vorge­
nommenen Maßnahmen zur Verbesse­
rung des Feuchteschutzes der Keller­
JXe`\ik\
N€id\Yi•Zb\
außenwände.
Fgk`dXc\
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JfZb\cY\i\`Z_j
Abb. 50: Fachgerechte Sockelausbildung
Zu beachten ist, dass die Dämmung feuchtebeständig sein muss (sog. Perimeter­
dämmung). Meist werden Perimeterdämmplatten aus extrudiertem Polystyrol, aus
Polyurethan oder Schaumglasplatten aufgeklebt. Die Verwendung von Schaumglas
wird empfohlen, da seine Herstellung weniger energieaufwendig ist.
7
a lt bau t en s a nieren – energie spa ren
7 Sanierungsmaßnahmen an der Haustechnik
Ob die vorhandene Haustechnik im Fall einer energetischen Sanierung beibehalten
werden kann oder nicht, muss man in jedem Einzelfall prüfen. Sind technische Instal­
lationen mehr als 30 Jahre alt, ist eine Erneuerung grundsätzlich empfehlens­wert.
Vielfach sind Leitungen bereits korrodiert und bergen gesundheitliche Risiken. Oder
gestiegener Wohnkomfort macht ohnehin Nachrüstungen im Bereich Elektroinstalla­
tion und Trinkwasserversorgung notwendig. Eine Sanierung ist dann ein geeigneter Zeit­
punkt, die technische Gebäudeausrüstung dem heutigen Entwicklungsstand
­anzupassen.
92
Ist die Entscheidung für eine Erneuerung der haustechnischen Installationen gefallen,
so ist es ratsam, Maßnahmen gebündelt durchzuführen. Da der Aufwand für die Sanie­
rung der Haustechnik groß ist und viel Schmutz und Lärm verursacht, sollte nicht ge­
zögert werden, grundlegend zu erneuern, damit nicht bereits nach einigen Jahren
eine Nachbesserung erforderlich ist.
Bei einer Heizungsanlage kann es sogar vor Ablauf der üblichen technischen Nutzungs­
dauer von ca. 15 – 25 Jahren sinnvoll sein, den Wärmeerzeuger auszutauschen. Im Gegen­
satz zu neuen Wärmeerzeugern mit hohen Wirkungsgraden, weisen alte Heizkessel
häufig zu hohe Abgas- oder Kesselverluste auf oder arbeiten mit veralteten Mess- und
Regeleinrichtungen. Meist wurden sie darüber hinaus deutlich überdimensioniert
(„Angstzuschlag“), um eine Wärmeversorgung trotz mangelnder Wärmedämmung
auch wirklich gewährleisten zu können. Dies hatte zur Folge, dass durch den ständigen
Teillastbetrieb und die mangelnde Auslastung des Kessels der Nutzungsgrad rapide
sank.
Nach einer energetischen Sanierung eines Gebäudes ist der bisherige, veraltete Wärme­
erzeuger demzufolge auf eine viel zu hohe Leistung ausgelegt als nunmehr notwendig.
Überdies passen so genannte „modulierende“ Brenner in modernen Heizkesseln ihre
Leistung dem Bedarf optimal an. Eine effiziente Wärmeerzeugung ist deshalb sowohl
ökologisch als auch ökonomisch vorteilhaft, da sich eine neue Anlage durch ihren hohen
Nutzungsgrad und die Heizkostenersparnis relativ schnell amortisiert.
Die Energieeinsparverordnung sieht dementsprechend vor, dass vor dem 1. Oktober 1978
eingebaute Heizkessel, für flüssige und gasförmige Brennstoffe, bis zum 31. Dezember
2008 außer Betrieb genommen werden müssen (vgl. Kap. 3.1.3). Dies ist nicht anzu­
wenden, wenn die vorhandenen Heizkessel Niedertemperatur-Heizkessel oder Brenn­
wertkessel sind, sowie auf heizungstechnische Anlagen, deren Nennleistung weniger
als 4 Kilowatt oder mehr als 400 Kilowatt beträgt.23
s a nierun gsm a ssn a hmen a n d er h aus t e chnik
7
Sowohl Heizungs- und Warmwasserleitungen als auch Armaturen sind gedämmt einzu­
bauen. Auch zugängliche ungedämmte Leitungen, die durch unbeheizte Räume führen,
sind nachträglich mit Dämmung zu versehen. Beim Einbau neuer Heizungsanlagen
sind nur noch Wärmeerzeuger moderner Bauart zugelassen, wie z. B. Niedertemperaturoder Brennwertkessel (vgl. Kap. 7.1.2). Raumthermostate und außentemperaturge­
führte oder zeitgesteuerte Regelungen der Anlagen, wie z. B. Umwälzpumpen, werden
von der EnEV auch in Altbauten vorgeschrieben.
Bei den grundsätzlichen Überlegungen zur Erneuerung der Heizungsanlage ist Fol­
gendes zu überprüfen:
• Zustand und Baujahr des Heizkessels,
• Zustand und Eignung des Schornsteins,
• Zustand und Dimensionierung der Heizkörper und Rohrleitungen.
• Können Warmwasserbereitung und Heizung gekoppelt werden?
• Welcher Energieträger ist für die Wärmeerzeugung am besten geeignet?
Sind die konzeptionellen Überlegungen zur Heizwärme- und Warmwassererzeugung
abgeschlossen, müssen die Möglichkeiten der Installationsführung abgestimmt werden.
7.1 Wärmeerzeugung
Bevor eine neue Heizungsanlage eingebaut wird, sollten zuerst alle Möglichkeiten
ausgeschöpft werden, um Wärmeverluste zu verringern und Wärmegewinne, z. B.
durch solare Einstrahlung, zu vergrößern (vgl. Kap. 7.3). Wie bereits erwähnt, erfordert
ein modernisiertes Haus mit guter Wärmedämmung Heizanlagen mit wesentlich
kleinerer Leistung als zuvor. Zwischen 5 und max. 12 kW, je nachdem ob in den Kessel
auch die Warmwasserbereitung integriert ist, sind für 100 bis 150 m2 beheizte Wohn­
fläche keine Seltenheit mehr. Um den neuen Heizkessel optimal auszulegen, ist jedoch
eine Wärmebedarfsberechnung sowie die entsprechende Auslegung der Heizkörper
notwendig.
In Mehrfamilienhäusern ist zu überlegen, ob im Zuge der Sanierung zugunsten einer
zentralen Versorgung auf einzelne wohnungsweise Wärmeerzeuger verzichtet wird.
Obwohl die Umstellung auf eine zentrale Versorgung mit Heizwärme und Warmwasser
mit baulichem Aufwand verbunden ist, kann sich ein zentral angeordneter Heizkessel
mit moderner Technologie als wesentlich kostengünstiger und umweltfreundlicher
erweisen, als die Installation mehrerer einzelner Gasetagenheizungen.
23 Weitere
Ausnahmen: Heizkessel nach § 13, Abs. 3, Nr. 2 bis 4 EnEV und Kapitel 3.1.3
93
z w ei s a nierun gsbeispiel e
8
8 Zwei Sanierungsbeispiele
Nachfolgend werden zwei Beispiele einer energetischen Sanierung vorgestellt. Das erste
Beispiel beschränkt sich auf einige gängige Maßnahmen, wie es in der Praxis oft der Fall
ist. Das zweite Sanierungsbeispiel umfasst einen umfangreicheren Maßnahmenkatalog
und eine bauliche Erweiterung.
8.1 Energetische Standardsanierung eines Reihen-Mittelhauses (Baujahr 1958)
Es ist eher ungewöhnlich, wenn – wie
beim folgenden Beispiel – ausschließlich
Maßnahmen zur Verringerung des Energieverbrauchs umgesetzt werden. Meist
gehen solche Maßnahmen mit weiteren
Umbau- oder Sanierungsplänen einher.
Im nachfolgend geschilderten Beispiel
wollten die Bauleute jedoch lediglich den
Energieverbrauch ihres Reihen-Mittelhauses reduzieren.
Abb. 82: Straßenansicht vor der Sanierung
8.1.1 Gebäudediagnose
Sämtliche Bauteile der bestehenden Baukonstruktion wurden in der unten beschriebenen Art erfasst und bewertet. Im Folgenden wird dieser Schritt für zwei Bauteile
dokumentiert.
121
8
a lt bau t en s a nieren – energie spa ren
Außenwände
Stärke
1
λ
Material
Rsi
R
U-Wert
0,130
2
20 mm
Innenputz, Anstrich
0,870
0,023
3
240 mm
Bimshohlblocksteine (HBL) 900 kg/m2
0,440
0,545
4
25 mm
Außenputz
0,870
0,029
Zwischensumme
R
0,767
U-Wert Bauteil [W/m2K]
1/R
5
Rse
0,040
1,30
U-Wert der Rückfront
122
Stärke
1
λ
Material
Rsi
R
U-Wert
0,130
2
20 mm
Innenputz, Anstrich
0,870
0,023
3
240 mm
Bimshohlblocksteine (HBL) 900 kg/m2
0,440
0,545
4
25 mm
Spaltklinker mit Kleber
1,20
0,021
Zwischensumme
R
0,759
U-Wert Bauteil [W/m2K]
1/R
5
Rse
0,040
1,32
U-Wert der Vorderfront
Abb. 83: Bauteil Außenwand (unsaniert), Ermittlung der U-Werte
Die Transmissionswärmeverluste durch die Außenwände können nach der in Kapitel
4.1 erläuterten Formel schnell und überschlägig berechnet werden.34
U-Wert [W/m2K]
Bauteilfläche [m2]
Korrekturfaktor
Klimafaktor
QT [kWh/a]
1,31 x
44,5 x
1 x
66 x
= 3.847
Der Klimafaktor in der vierten Spalte der obigen Tabelle wurde bereits in Kapitel 4.1
erläutert. Der Korrekturfaktor 1 in der dritten Spalte der Tabelle berücksichtigt, ob beheizte Bereiche direkt an die kalte Außenluft grenzen oder ob noch ein „Pufferraum“,
wie z. B. ein ungenutzter Dachraum, zwischen beheiztem und unbeheiztem Bereich
liegt. Die Faktoren können in Anhang 1, Tabelle 3 der EnEV nachgelesen werden:
34 Wegen
der geringen Unterschiede des U-Wertes der Vorder- und Rückfront wird mit
einem mittleren Wert weitergerechnet.
energe t is che und wir t s ch a f t l i che be wer t un g v o n s a nierun gsm a ssn a hmen
9
9 Energetische und wirtschaftliche Bewertung von Sanierungsmaßnahmen
Eine umfassende energetische Sanierung umfasst folgende Maßnahmen:
• die Wärmeleitung von Außenbauteilen verringern, d. h. dämmen,
• Lüftungswärmeverluste reduzieren,
• die Anlagen zur Wärmeerzeugung und -verteilung optimieren
• und Wärmegewinne maximieren, z. B. aktive und passive Sonnenenergienutzung.
Es ist sinnvoll, alle Komponenten anzuwenden. Um bei einer stufenweisen Realisierung
die richtigen Prioritäten setzen zu können, kann es aber hilfreich sein, die Effektivität
der Einzelmaßnahmen zu kennen.
Hierbei ist zu berücksichtigen,
• welche Bauteile ohnehin erneuert werden müssen (weil sie in einem schlechten
Zustand sind),
• wie viel Energieeinsparung in kWh/a durch eine Maßnahme erreicht werden kann,
• wie lange diese Einsparung erreicht wird (Lebensdauer der Maßnahme),
• wie hoch die Kosten dieser Maßnahme sind.
Wirksamkeit von Energiesparmaßnahmen
Abbildung 95 zeigt, dass durch eine Gesamtsanierung (ohne Berücksichtigung aktiver
und passiver Solarenergienutzung) etwa 75 % der Heizenergie eingespart werden
kann.
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Abb. 96: Prozentuale Energieeinsparung
,
-
.
143
9
a lt bau t en s a nieren – energie spa ren
Außenwanddämmung: Außenwände stellen den größten Flächenanteil aller Außenbauteile. Daher lassen sich allein durch die Dämmung der Außenwand etwa 31 % der
Heizenergie des Gesamtgebäudes einsparen. Die Kosten eines Wärmedämm-Verbundsystems (WDVS) beginnen bei etwa 105 Euro für einen m2 mit 12 cm PolystyrolDämmung. Ist eine Fassade ohnehin sanierungsbedürftig (schlechter Außenputz), so
sind die zusätzlichen Kosten der Wärmedämmmaßnahmen im Vergleich zu den ohnehin notwendigen Maßnahmen meist gering. Die Lebensdauer eines WärmedämmVerbundsystems beträgt mindestens 30 Jahre.
144
Die Frage, wie dick die Dämmung gewählt werden soll, kann anhand eines Sanierungsvorhabens betrachtet werden. Dort standen für ein WDVS drei Dämmstoffdicken zur
Auswahl: 8, 12 oder 16 cm Polystyrol. Die Transmissionswärmeverluste entwickeln
sich proportional zum U-Wert. Ein durch Sanierung halbierter U-Wert halbiert somit
auch den Transmissionswärmeverlust. Für das Beispiel bedeutet dies, dass mit 8 cm
Dämmung die Transmissionswärmeverluste um 70 % reduziert werden können. Eine
12 cm dicke Dämmung bringt 79 %, die 16 cm dicke Dämmung 83 % Einsparung.
Eine doppelt so dicke Dämmung ist aber nicht doppelt so teuer. Die Mehrkosten erhöhter Wärmedämmung, über den gesetzlich vorgeschriebenen Mindeststandard
(EnEV) hinaus, bestehen aus den erhöhten Materialkosten für den Dämmstoff und
zusätzlichen Kosten für die Befestigung (z. B. längere Dübel etc.) und evtl. Brandschutzauflagen. Die Kosten der übrigen Bauteilschichten erhöhen sich nicht.
Die Höhe der Kosten energierelevanter Maßnahmen, die den eingesparten Energiekosten
gegenüberzustellen sind, hängt also vom Management dieser Maßnahmen (Einbringen
in ein Gesamt- oder Stufenkonzept) ab. Wird dies berücksichtigt, so rechnen sich energiesparende Maßnahmen. Selbst die Dämmung über das gesetzlich vorgeschriebene
Mindestmaß hinaus auf den NEH-Standard ist dann wirtschaftlich.
Neue Heizungsanlage: Die neue Heizungsanlage bringt „nur“ eine Einsparung von
15 %. Auch die Lebensdauer ist mit 15 – 25 Jahren niedrig. Allerdings ist diese Maßnahme
vergleichsweise kostengünstig und daher wirtschaftlich.
Die Beispiele zeigen, dass mehrere Faktoren gemeinsam betrachtet werden müssen,
will man Sanierungsmaßnahmen auch wirtschaftlich bewerten. Unsicherheit bei einer
Wirtschaftlichkeitsbetrachtung bringen nicht sicher bestimmbare Faktoren. So ist die
Entwicklung der Energiepreise und der Zinsen (für fremdfinanzierte Maßnahmen) immer
ein Stück weit Spekulation.
Bewährt hat sich dagegen, die Effektivität von Energiesparmaßnahmen pro eingesparter
kWh Heizenergie zu bewerten (also ohne die in ihrer Entwicklung schwer einschätzbaren Energie- und Zinskosten).
10
a lt bau t en s a nieren – energie spa ren
10 A
ltbausanierung in der ­Energieforschung
Die Energie- und Klimaschutzfrage ist für die Politik ein schwieriges Terrain. Die Verknap­
pung fossiler Energieressourcen und der Treibhauseffekt sind seit langem bekannte
Themen, die dem beträchtlichen Energiehunger der Menschheit eine Notbremse auferlegen. Öl und Gas kommen nicht mehr selbstverständlich ins Land. Wir müssen uns
an hohe Öl-, Gas- und Strompreise gewöhnen, die auch künftig weiter steigen werden.
Hier liegen die Herausforderungen an eine innovative Energiepolitik, die mit einer
effek­tiven Energieforschung zeigt, wie größere Einsparpotenziale durch intelligenten
Technologieeinsatz erschlossen werden können.
148
10.1 Energieforschung – Ansätze und Ergebnisse
Das 5. Energieforschungsprogramm „Innovationen und neue Energietechnologien“
der Bundesregierung, das am 1. Juni 2005 verabschiedet wurde, bildet die Grundlage
für die Förderpolitik des Bundes in den kommenden Jahren. Das Programm will kurzund mittelfristig einen konkreten Beitrag zur Erfüllung aktueller politischer Ziele leisten.
Ein besonderer Schwerpunkt der Förderung sind Technologien und Verfahren für ein
energieoptimiertes Bauen.
„Gebäude der Zukunft“ ist das Leitbild des Forschungsschwerpunktes EnOB (Energieoptimiertes Bauen). In den vom BMWi geförderten Pilot- und Demonstrationsvorhaben
sowie Modellprojekten geht es um Gebäude mit minimalem Primärenergiebedarf
und hohem Nutzerkomfort – und das bei moderaten Investitions- und deutlich reduzierten Betriebskosten. Zu dem Forschungsschwerpunkt EnOB gehört u. a. der Bereich
EnSan (Energetische Verbesserung der Bausubstanz).
Bei gewöhnlichen Gebäudesanierungsprojekten wird ein Großteil des möglichen Energie­
einsparpotenzials außer acht gelassen. Im Forschungsbereich EnSan sollen ambitionierte Sanierungskonzepte in Verbindung mit innovativen Technologien erprobt werden.
Mit verlässlichen Daten aus der wissenschaftlichen Evaluierung erster Pilotanwendungen soll die Basis für eine breitere Marktanwendung geschaffen werden. Ziel der
verschiedenen Demonstrationsprojekte ist es, Musterlösungen für typische Altbauprobleme zu entwickeln. Die hier gewonnenen Erfahrungen sollen es zukünftig Planern
und Bauherren leichter machen, sowohl Wohn- als auch Nichtwohngebäude energetisch
zu sanieren.
a lt baus a nierun g in d er energief o r s chun g
10
Die Ergebnisse verschiedener Forschungsvorhaben haben ihren Niederschlag u. a. in
den im Laufe der Jahre immer anspruchsvoller werdenden gesetzlichen Normen gefunden. Es ließ sich aus diesen Vorhaben u. a. ablesen, dass enorme Energieeinsparungen erreichbar sind, wenn man die Erhöhung der Baukosten um wenige Prozentpunkte in Kauf nimmt. Abb. 98 zeigt die Entwicklung des gesetzlichen Mindeststandards
bezogen auf die gesamte Wohnfläche in Deutschland.
Mittlerer U-Wert
[W/m2K]
Durchschnittlicher
Heizenergiekennwert [kWh/m2a]
Bestehende
Wohnfläche
(2001)
Durchschnitt
Bestand BRD
> 1,2
220 – 280
ca. 72 %
ab 1977
1. Wärmeschutzverordnung
1,2
< 200
8 %
ab 1984
2. Wärmeschutzverordnung
0,7
130 – 180
12 %
ab 1995
3. Wärmeschutzverordnung
0,5
80 – 130
8 %
ab 2002
EnEV
< 0,5
< 100
0,1
< 15
Jahr
Gesetz
zum Vergleich: Passivhaus
ca. 8.000 Gebäude
(Stand 2007)
Abb. 98: Entwicklung der Gesetzgebung und ihre Auswirkung auf den ­Heizenergieverbrauch von
Wohngebäuden (Stand: 2002)
Der Energiestandard neu gebauter Häuser hat sich in den letzten Jahren kontinuierlich verbessert. Um so mehr fallen die Altbauten ins Gewicht. Sie machen ca. 77 % der
Wohnfläche aus, verbrauchen aber rund 95 % der Heizenergie aller Wohngebäude –
auch für sie sieht die EnEV bei umfangreichen Sanierungsmaßnahmen Regelungen
vor (vgl. Kap. 3). Für 2008 ist eine Novellierung der EnEV vorgesehen. Die Energiestandards sollen gegenüber den heute geltenden um 30 % verschärft und der Einsatz erneuerbarer Energien intensiviert werden. 2012/13 sollen diese Standards nochmals
um 30 % verschärft werden.
10.2 Sanierung mit neuen Konzepten und Materialien
Die Forschung arbeitet bereits heute an leistungsfähigen Konzepten für die „Gebäude der
Zukunft“ sowohl im Neubau als auch im Altbau. Geeignete Technologien, Komponenten
und Planungswerkzeuge für eine energetische Sanierung werden entwickelt und
müssen ihre Praxistauglichkeit unter Beweis stellen. Im Folgenden werden beispielhafte Forschungsprojekte zu Vakuum-Isolations-Paneelen, Latentwärmespeichern in
Baustoffen und neue Materialien für die Innendämmung kurz vorgestellt.
149
au to ren a n g a ben
14
14Autorenangaben
Dr.-Ing. Architektin Doris Haas-Arndt
Architekturstudium von 1981 bis 1988
an der Universität Hannover und der
Techni­schen Universität Wien; 1988 bis
1993 freie Mitarbeit in verschiedenen
Architekturbüros. Im Anschluss daran
wissenschaftliche Mitarbeiterin am Insti­
tut für Bautechnik und Entwerfen, Abtei­
lung Technischer Ausbau und Ressour­
cen sparendes Bauen, bei Prof. Dr. Margit
Kennedy, Universität Hannover.
Forschungstätigkeit zumThema „Zukunfts­
weisender ökologischer Siedlungs(um)bau in Europa“ sowie „Energetische Sanierung
von Vorhangfassaden der sechziger und siebziger Jahre“. Im Jahr 1999 Abschluss einer
Dissertation zum Thema „Ästhetische Qualitäten des ökologischen Bauens und Woh­
nens – Ein Beitrag zu neuen Ansätzen in der Architekturkonzeption“.
Von 1997 bis 2001 Lehraufträge für das Fach Technischer Ausbau und Ressourcen spa­
rendes Bauen sowie für energetische Gebäudesanierung an der Universität Hannover.
Von 1997 bis 2000 als Referentin für Solararchitektur an der Donau-Universität Krems
tätig. War von 2001 bis 2005 als Vertretungsprofessorin an der Fachhochschule Köln tätig
für die Fächer Technischer Ausbau, Ressourcenschonendes Bauen und Tageslichttechnik.
Lehrt seit 2005 als Vertretungsprofessorin an der Universität Siegen, Fachbereich Archi­
tektur und Städtebau, die Fächer Technischer Ausbau, Bauökologie und energieeffizientes
Bauen im Bestand.
Kontakt:
Moltkeplatz 6 | 30163 Hannover | [email protected]
161
14
a lt bau t en s a nieren – energie spa ren
Prof. Dipl.-Ing. Fred Ranft
Nach der Maurerlehre und dem Studium
an der Fachhochschule Essen, Architektur­
studium an der RWTH Aachen. Partner im
Büro casa (contor für architektur + stadt­
planung aachen).
Arbeitsschwerpunkte des Büros: Wohn-,
Industrie-, Schulbau nach energetischen
und ökologischen Kriterien; Planen und
Bauen im Bestand; Energieberatung.
Vorträge, Weiterbildung und Veröffentli­
chungen zum energieeffizienten und
ökologischen Bauen.
162
Diverse Forschungsarbeiten zu den The­
menkomplexen „Energetische Optimie­
rung bestehender und neu gebauter
Schul-, Büro- und Wohngebäude“ sowie
„Bodenbeanspruchung durch unterschiedliche Wohnsiedlungsformen“.
Seit 2000 Professor für „Entwerfen – Ökologische Planungs- und Entwurfskonzepte“
an der Fachhochschule Köln.
Kontakt:
Fred Ranft | FH Köln, Fakultät für Architektur | Betzdorfer Straße 2 | 50679 Köln
[email protected] | www.fh-koeln.de