Ausgewählte Grundlagen der Bauphysik
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25.11.2011 Herzlich Willkommen! Ausgewählte Grundlagen der Bauphysik Dipl. –Ing. (FH) Till Stübben 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 1 © 2011/11 kmt / TS 2 Grundlagen der Bauphysik / Gliederung Gliederung o Wärme Grundbegriffe Wärmebrücken - bedeutende physikalische Größen o Feuchte Grundbegriffe Taupunktbestimmung o Wohlfühlkriterien 25.11.2011 Veranstaltungsort 1 25.11.2011 Grundlagen der Bauphysik / Wärme / Grundbegriffe Energie o o o o Was ist Energie? Wie tritt Energie auf? Wo geht Energie hin? Wie kann Energie genutzt und gespeichert werden? Kinetische Energie Wärme Strömungs-Energie Potentielle Energie 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 3 Grundlagen der Bauphysik / Wärme / Grundbegriffe Was ist Wärme? o Wärme ist eine Energieform o Ausdruck der kinetischen Energie (Bewegungsenergie) der Teilchen eines Stoffes. o Jeder Stoff (Gas, Flüssigkeit oder fester Stoff) besteht aus kleinsten Teilchen. Diese Teilchen befinden sich permanent in Bewegung. Wenn einem Stoff Wärme zugeführt wird, nimmt die Bewegung der Teilchen an Umfang und Geschwindigkeit zu. Wenn Wärme entzogen wird, nimmt der Umfang sowie die Geschwindigkeit der Teilchen ab (Brownsche Molekularbewegung). o Maßeinheit [ Q ] in J = Ws 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 4 2 25.11.2011 Grundlagen der Bauphysik / Wärme / Grundbegriffe Was ist Temperatur? o Physikalische und thermodynamische Maßeinheit für den Wärmezustand eines Körpers oder Stoffes o Je wärmer, desto mehr Energie ist enthalten o Maßeinheit [ T ] in °C bzw. K Allgemeine Information : Das Temperaturempfinden des Menschen beruht nicht nur auf der Luft-Temperatur, sondern auch auf Strahlungstemperaturen, Luftbewegung, Luftfeuchtigkeit, Temperaturdifferenzen und der körperlichen Aktivität. Die gefühlte Temperatur unterscheidet sich teilweise erheblich von der physikalischen Temperatur. 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 5 © 2011/11 kmt / TS 6 Grundlagen der Bauphysik / Wärme / Grundbegriffe Aggregatzustände - Trippelpunkt 25.11.2011 Veranstaltungsort 3 25.11.2011 Grundlagen der Bauphysik / Wärme / Grundbegriffe Spezifische Wärmekapazität c o Gibt an, welche Wärmemenge ein Stoff pro Kilogramm aufnimmt oder abgibt, wenn dessen Temperatur um 1 Kelvin erhöht oder gesenkt wird. o Maßeinheit [ c ] in J/(kg K) Welches Material kann Energie am längsten speichern? Stein Wasser Holz Polystyrol 25.11.2011 1,00 4,18 1,40 -2,40 1,30 kJ/(kg/K) kJ/(kg/K kJ/(kg/K) kJ/(kg/K) Wasser PS Veranstaltungsort Metall Holz Stein © 2011/11 kmt / TS 7 Grundlagen der Bauphysik / Wärme / Wärmetransport Wärmetransport und Austausch o Drei Übertragungsmechanismen: Konduktion: Wärmeleitung durch feste Körper Konvektion: Wärmetransport durch „Fluide“ Radiation: Wärmestrahlung durch Wellen o Kombinationen der drei Mechanismen möglich Wärme fließt immer von „warm“ nach „kalt“ Bereiche unterschiedlichen Energie-Niveaus versuchen sich immer auszugleichen 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 8 4 25.11.2011 Grundlagen der Bauphysik / Wärme / Wärmetransport Konduktion – Wärmeleitung o Wärmeleitung erfolgt aufgrund eines Temperaturunterschieds innerhalb eines Stoffes. o Kinetische Energie wird zwischen benachbarten Atomen oder Molekülen ohne Materialtransport weitergeleitet o Wärme fließt dabei – gemäß dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik – immer nur in Richtung geringerer Temperatur. o Aufgrund des Energieerhaltungssatzes geht dabei keine Wärmeenergie verloren. Beispiel: Metallstab in Kerzenflamme Teilchen der Materie (Festkörper, Flüssigkeit, Gas) geraten durch Wärmeeinwirkung stärker in Bewegung. Die Bewegung wird ohne Materialtransport an die umgebenden Teilchen weiter geleitet. 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 9 © 2011/11 kmt / TS 10 Grundlagen der Bauphysik / Wärme / Wärmetransport Wärmeleitung in festen Körpern o Welches Material hat eine hohe Leitfähigkeit? Polystyrol PS Aluminium Holz Dämmstoffe Was passiert im Material? 25.11.2011 Veranstaltungsort 5 25.11.2011 Grundlagen der Bauphysik / Wärme / Wärmetransport Konvektion o Mechanismus zur Wärmeübertragung von thermischer Energie o Frei: Strömung (Teilchentransport) aufgrund von Dichteunterschieden als Folge von Temperaturänderungen hervorgerufenen (z.B. kalte Milch in heißem Kaffee). o Erzwungen: Der Teilchentransport wird durch äußere Kräfte erzwungen (z.B. durch Pumpen, Gebläse oder Ventilatoren, Wasser in einem Heizungssystem) o Konvektion in Gasen oder Flüssigkeiten ist kaum zu vermeiden Beispiel: Heizkörper an der Wand 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 11 Grundlagen der Bauphysik / Wärme / Wärmetransport Radiation – Wärmestrahlung o Ausbreitung von Wärmeenergie durch elektromagnetische Wellen o Emittiert jeder Körper über – 273,15°C (absoluter Nullpunkt) o Tritt auch im luftleeren Raum auf o Beeinflussende Variablen: Temperatur und Oberflächenbeschaffenheit o Bei Festkörpern und Flüssigkeiten ist das Spektrum der emittierten Strahlung kontinuierlich und im Wesentlichen nur von der Temperatur abhängig. Beispiele: Wandheizung, Kachelofen, offenes Feuer, Mensch,… 100° C 25.11.2011 Q Strahlung Veranstaltungsort 0° C © 2011/11 kmt / TS 12 6 25.11.2011 Grundlagen der Bauphysik / Wärme / Wärmetransport 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 13 Grundlagen der Bauphysik / Wärme / Wärmebrücken / Faktoren Wärmebrücken – bedeutende physikalische Faktoren Wärmestrom q Wärmeleitfähigkeit λ Wärmeübergangswiderstände Rsi, Rse Wärmedurchgangskoeffizient u-Wert Wärmebrückenverlustkoeffizient Ψ 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 14 7 25.11.2011 Grundlagen der Bauphysik / Wärme / Wärmebrücken / Faktoren Wärmeleitfähigkeitskoeffizient λ o o o o Wärmemenge in J, die in einer Sekunde bei 1°C Temperaturunterschied durch 1m² Wand pro 1 m Wanddicke zwischen den Oberflächen einer Schicht übergeht. hohe λ Werte stehen für gute Wärmeleiteigenschaften Niedrige λ Werte stehen für gute Isolationseigenschaften Maßeinheit [λ] in W/mK Material Aluminium Normalbeton Proenbeton Glas Hochziegel Nadelholz Laubholz Dämmstoffe Dichte kg/m³ ca. 2700 2400 600 2500 800 600 800 25.11.2011 λ W/mK 160 2,1 0,19 0,8 0,22 0,13 0,18 0,025 - 0,060 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 15 Grundlagen der Bauphysik / Wärme / Wärmebrücken / Faktoren Wärmedurchgangskoeffizient U-Wert o Der U-Wert (früher k-Wert) bezeichnet die Wärmemenge, die in 1 Sekunde durch eine Bauteilfläche von 1 m² bei einem Temperaturunterschied von 1 Kelvin hindurchgeht o Maßeinheit [ U ] in W/m²K 20°C 19°C Wattsekunde (Ws = 1J) 1 m² o o 25.11.2011 Je kleiner der Wärmedurchgangskoeffizient eines Bauteils, desto besser ist seine Wärmedämmung. Von der Höhe des erwünschten U-Wertes hängt die erforderliche Dämmstoffdicke ab. Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 16 8 25.11.2011 Grundlagen der Bauphysik / Wärme / Wärmebrücken / Faktoren u-Wert von mehrschichtigen Bauteilen 1 u= (αi)+(d1/λ1)+(d2/λ2)+( . . . )+(d n/λn)+(αe) d1 d2 d3 d4 Außen -10° C Innen +20° C 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 17 Grundlagen der Bauphysik / Wärme / Wärmebrücken / Faktoren Wärmeübergangswiderstände Rsi, Rse o Widerstand der jeweiligen Luftgrenzschicht gegen den Wärmeübergang an einer Grenzfläche, d.h. vom Bauteil zur Raumluft (Rsi) und vom Bauteil zur Außenluft (Rse). o Die Wärmeübergangswiderstände für Einzelbauteile sind entsprechend der Bauteillage (vertikal, horizontal) und der äußeren Anströmung (freie Anströmung, hinterlüftet, nicht hinterlüftet) in der EN ISO 6946 für baupraktische Berechnungen vorgeschrieben. o Mit Hilfe des inneren und äußeren Wärmeübergangswiderstandes kann der Wärmedurchgangswiderstands RT eines Bauteiles bestimmt werden. 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 18 9 25.11.2011 Grundlagen der Bauphysik / Wärme / Wärmebrücken / Faktoren Angabe in Koeffizienten αa : Wärmemenge in J, die in einer Sekunde bei 1°C Temperaturunterschied bei 1m² Wand zwischen der äußeren Wandoberfläche und der Außenluft übergeht . αi : Wärmemenge in J, die in einer Sekunde bei 1°C Temperaturunterschied bei 1m² Wand zwischen der Innenluft und der inneren Wandoberfläche übergeht. Angabe in Widerständen : r a = 1/αa: äußerer Wärmeübergangswiderstand r i = 1/αi: innerer Wärmeübergangswiderstand 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 19 Grundlagen der Bauphysik / Wärme / Wärmebrücken / Faktoren Gradtagzahl Gt o Die Gradtagzahl Gt stellt einen Zusammenhang zwischen Raumtemperatur und der Außenlufttemperatur für die Heiztage eines Bemessungszeitraums dar o Hilfsmittel zur Bestimmung des Heizstoffbedarfs o D: Nach VDI Heizgrenze 15 °C / Innentemperatur 20°C >>> Gt20/15 o A: Nach ZAMG Heizgrenze 12 °C / Innentemperatur 20° C >>> Gt20/12 o Summe aus den Differenzen einer angenommenen Rauminnentemperatur von 20 °C und dem jeweiligen Tagesmittelwert der Außente mperatur über alle Tage eines Zeitraums, an denen dieser unter der Heizgrenztemperatur des Gebäudes liegt o Maßeinheit: [ Gt ] in kKh/a 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 20 10 25.11.2011 Grundlagen der Bauphysik / Wärme / Wärmebrücken / Faktoren Wärmestrom durch ein flächiges Bauteil qA o Der Wärmestrom ist abhängig vom verwendeten Material und beschreibt Wärmeübertragungsvorgänge. Er ist definiert als die übertragene Wärmemenge pro Zeiteinheit und Fläche. o Maßeinheit [ qA ] in W/m² qA = u · ∆T = u · (θi – θe) 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 21 Grundlagen der Bauphysik / Wärme / Wärmebrücken / Faktoren Beispiel Flächenverluste o Spezifischer Transmissionswärmeverlust HT von 100 m² sehr schlecht gedämmter Wandfläche (Standort Allgäu/Oberbayern): o Ti = 20°C, T e = -10°C, u = 1,0 W/(m²K), G T = 92,8 kKh/a Lösung: 25.11.2011 HT = 1,0 W/(m²K) * 100 m² = 100 W/K Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 22 11 25.11.2011 Grundlagen der Bauphysik / Wärme / Wärmebrücken / Faktoren Beispiel Flächenverluste o Jahres-Transmissionswärmeverluste QT durch diese Wandfläche: Lösung: QT = 100 W/K * 92,8 kKh/a = 9280 kWh/a 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 23 Grundlagen der Bauphysik / Wärme / Wärmebrücken / Faktoren Beispiel Flächenverluste o Welche Heiz-Leistung wird stationär benötigt um das Temperaturniveau in diesem Raum zu halten? Lösung: 25.11.2011 PHL = 1,0 W/(m²K) * 100 m² * 30K = 3000 W Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 24 12 25.11.2011 Grundlagen der Bauphysik / Wärme / Wärmebrücken / Faktoren Längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient Ψ (Wärmebrückenverlustkoeffizient) o Bei bestimmten Bauteilsituationen, vor allem im Bereich des Zusammenschlusses wärmeübertragender Bauteile, entsteht eine Wärmebrücke o Jede Wärmebrücke kennzeichnet sich durch die Differenz Ihres Wärmedurchgangsstromes im Vergleich zum Regelbauteilaufbau o Maßeinheit [ Ψ ] in W/mK 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 25 Grundlagen der Bauphysik / Wärme / Wärmebrücken / Faktoren Wärmestrom durch eine Wärmebrücke Ψ o Der Wärmestrom beschreibt die übertragene Wärmemenge pro Zeiteinheit und Länge der Wärmebrücke. o Maßeinheit [ qΨ ] in W/m qΨ = Ψ · ∆T = Ψ · (θi – θe) 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 26 13 25.11.2011 Grundlagen der Bauphysik / Wärme / Wärmebrücken / Faktoren Beispiel lineare WB Verluste o Wärmeverlust HWB von 150 lfm einer sehr schlechten Fenster-Einbaufuge (Standort Allgäu/Oberbayern): o Ti = 20°C, T e = -10°C, Ψ = 0,12 W/(mK), GT = 92,8 kKh/a Lösung: 25.11.2011 HWB = 0,12 W/(mK) * 150 m = 18 W/K Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 27 Grundlagen der Bauphysik / Wärme / Wärmebrücken / Faktoren Beispiel lineare WB Verluste o Jahres-Transmissionswärmeverluste QWB durch diese Wärmebrücke Lösung: 25.11.2011 QWB = 18 W/K * 92,8 kKh/a = 1670 kWh/a Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 28 14 25.11.2011 Grundlagen der Bauphysik / Wärme / Wärmebrücken / Faktoren Beispiel lineare WB Verluste o Welche Heiz-Leistung wird stationär benötigt um die WB Verluste über die Fenster-Einbaufugen zu kompensieren? Lösung: 25.11.2011 PHL = 0,12 W/(mK) * 150 m * 30K = 540 W Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 29 Grundlagen der Bauphysik / Wärme / Wärmebrücken / Faktoren Fazit Nicht nur die Betrachtung der Transmissionswärmeverluste durch die Regelbauteile ist wichtig Vor allem im energieeffizienten Bauen und Sanieren ist eine detaillierte Betrachtung der Wärmebrücken ökonomisch und ökologisch sinnvoll (erforderlich) 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 30 15 25.11.2011 Grundlagen der Bauphysik / Feuchte / Grundbegriffe Ein gut funktionierendes Gebäude zu bauen ist, den Kampf gegen das Wasser in all seinen Erscheinungen aufzunehmen 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 31 © 2011/11 kmt / TS 32 Grundlagen der Bauphysik / Feuchte / Grundbegriffe Relative und absolute Luftfeuchtigkeit o Verhältnis der absoluten Luftfeuchtigkeit zur max. möglichen o [ ϕ ] in % ϕ = f / f max * 100 [f] [ fmax ] [ϕ] 25.11.2011 = absolute Luftfeuchtigkeit = maximale Luftfeuchtigkeit = relative Luftfeuchtigkeit in g/m³ in g/m³ in % Veranstaltungsort 16 25.11.2011 Grundlagen der Bauphysik / Feuchte / Taupunktbestimmung Unter Taupunkttemperatur versteht man die Temperatur, bei der die Luft zu 100% mit Feuchtigkeit gesättigt ist o Tauwasser fällt nur an Grenzschichten aus (Oberflächen), in der Luft ist es Nebel o Der Taupunkt ist erreicht wenn 100% relative Luftfeuchte überschritten wird o Der Taupunkt ist abhängig von der Temperatur und der absoluten Feuchte an der Oberfläche eines Bauteils. 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 33 Grundlagen der Bauphysik / Feuchte / Taupunktbestimmung Mollier Diagramm Lufttemperatur in °C Bitte ausfüllen ! Quelle : Kuchling Wassergehalt in g/kg 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 34 17 25.11.2011 Grundlagen der Bauphysik / Feuchte / Taupunktbestimmung Mollier Diagramm Finden Sie 20°C und 50% relative Luftfeuchtigkeit ! Welche Menge an Wasser ist pro kg Luft enthalten ? Lufttemperatur in °C Ergebnis: 7 g/kg Wasser ist in der Luft in Dampfform enthalten Ab welcher Temperatur wird Tauwasser ausfallen? Wann werden wir Kondensation auf den Oberflächen bekommen ? Erinnerung : Kondensation beginnt bei einer relativen Feuchte von 100% Ergebnis : ab einer Temperatur vom 9,2°C wird Tauw asser ausfallen Ab welcher Temperatur wird sich Schimmel auf den Oberflächen der Bauteile bilden? Information : Schimmel bildet sich bei einer dauerhaften relativen Feuchte von 80% Ergebnis : ab einer Temperatur vom 12,6°C ist mit Schimmel zu rechnen Quelle : Kuchling Wassergehalt in g/kg 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 35 Grundlagen der Bauphysik / Wohlfühlkriterien Temperatur Quelle : Bauphysikskript TU München Dr.Sedlbauer Ausgabe 2003 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 36 18 25.11.2011 Grundlagen der Bauphysik / Wohlfühlkriterien Relative Luftfeuchte Quelle : Bauphysikskript TU München Dr.Sedlbauer Ausgabe 2003 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 37 Grundlagen der Bauphysik / Wohlfühlkriterien Luftgeschwindigkeit Quelle : Bauphysikskript TU München Dr.Sedlbauer Ausgabe 2003 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 38 19 25.11.2011 Grundlagen der Bauphysik / Wohlfühlkriterien Strahlungstemperaturdifferenz 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 39 © 2011/11 kmt / TS 40 Grundlagen der Bauphysik / Wohlfühlkriterien Strahlungstemperaturdifferenz 25.11.2011 Veranstaltungsort 20 25.11.2011 Grundlagen der Bauphysik / Wohlfühlkriterien Lösungsansatz? 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 41 Grundlagen der Bauphysik / Wohlfühlkriterien Lösungsansatz: Wärmebrückenfreies Konstruieren? 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 42 21 25.11.2011 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! www.kmt-ingenieure.de 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 43 Nutzungsrechte und Haftungsausschluss Nutzungsrechte der Foliensammlung: Alle Rechte bleiben der kmt Bürogemeinschaft vorbehalten. Die Unterlagen dienen ausschließlich dem persönlichen Gebrauch der Kurs- bzw. Seminarteilnehmer. Die Vervielfältigung, auch von Auszügen, insbesondere für weitere Publikationen bedarf ausdrücklich der schriftlichen Genehmigung durch die kmt Bürogemeinschaft. Haftungsausschluss: Die Inhalte wurden von der kmt Bürogemeinschaft mit größter Sorgfalt und nach bestem Wissen und Gewissen zusammengestellt. Für eventuelle inhaltliche Mängel oder Druckfehler kann jedoch keine Gewähr übernommen werden. Hinsichtlich der Verwendung von gezeigtem Informationen muss Jedermann die Anforderungen von Gesetzen, Normen oder Verordnungen eigenverantwortlich überprüfen. Jegliche Haftung für die Richtigkeit der gezeigten Inhalte und Daten ist deshalb ausgeschlossen. Jegliche Haftung, insbesondere für eventuelle Schäden oder Konsequenzen die durch die Nutzung der angebotenen Lehrinhalte entstehen, wird ausgeschlossen. kmt Bürogemeinschaft: depaku Engineering, Mennicken Engineering, Stübben Ingenieurdienstleistungen 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 44 22 25.11.2011 Herzlich Willkommen! Ökonomische Betrachtung der Wärmebrücken-Thematik Dipl. –Ing. (FH) Till Stübben 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 1 © 2011/11 kmt / TS 2 Agenda Gliederung o o o o o o o o 25.11.2011 Einleitung Allgemeines zu Wärmebrücken Definition und Arten von Wärmebrücken Bewertung / Berechnungsmodelle / Relevante Normen EnEV 2009 Anforderungen des PHI Ökonomische Betrachtung Dokumentation Beispiele / Bauteilbetrachtung Qualitätssicherung Veranstaltungsort 1 25.11.2011 Einleitung Die Problematik liegt ganz im Ermessen des Betrachters Energie sparen Sicherheit / Detailqualität Schutz vor Bauschäden Behaglichkeit / Komfort / Gesundheit Umweltschutz Geld sparen 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 3 © 2011/11 kmt / TS 4 Allgemeines zu Wärmebrücken Allgemeines zu Wärmebrücken 25.11.2011 Verantstaltungsort 2 25.11.2011 Allgemeines zu Wärmebrücken Regeltransmissionswärmeverluste Hreg Hreg = ∑ Ai ⋅Ui , reg Fenster Boden Wand 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 5 © 2011/11 kmt / TS 6 Allgemeines zu Wärmebrücken Tatsächliche Wärmverluste H H = Hreg + l ⋅ψ Fenster Boden Wand 25.11.2011 Verantstaltungsort 3 25.11.2011 Allgemeines zu Wärmebrücken Komfortlüftung mit WRG Sehr gute, lückenlose Wärmedämmung Außenluft Abluft Luftdichte Gebäudehülle Dreifach-Wärmeschutzverglasung Fortluft Fortluft Zuluft Fünf Säulen des Passivhauses Betrachtung der Wärmebrücken Grafik: PHI 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 7 Allgemeines zu Wärmebrücken Vereinfacht o Dämmschichten sind so zu planen, dass die gesamte Außenhülle ohne Absetzen vollständig mit einem Stift innerhalb der Dämmschicht umfahren werden kann. 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 8 4 25.11.2011 Allgemeines zu Wärmebrücken Einfluss WB steigt mit zunehmenden Wärmeschutz Wärmebrückenanteil 13,8% 25.11.2011 Wärmebrückenanteil 31,3% Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 9 Definition und Arten von Wärmebrücken Definition und Arten von Wärmebrücken 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 10 5 25.11.2011 Definition und Arten von Wärmebrücken Definition Wärmebrücken (Nicht Kältebrücke!) o Örtlich begrenzte Stellen, die im Vergleich zu den angrenzenden Bauteilen eine erhöhte Wärmestromdichte aufweisen o DIN EN 10211: Teil der Gebäudehülle, wo der ansonsten gleichförmige Wärmedurchlasswiderstand signifikant verändert wird durch: Eine vollständige oder teilweise Durchdringung der Gebäudehülle durch Baustoffe mit unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit und/oder eine Änderung der Bauteildicke und/oder eine unterschiedliche Differenz zwischen Innen- und Außenfläche, wie sie bei Wand,- Fußböden- und Deckenanschlüssen auftritt. 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 11 © 2011/11 kmt / TS 12 Definition und Arten von Wärmebrücken Folgen von Wärmebrücken o o o o o o 25.11.2011 Erhöhte Wärmeverluste in diesen Bereichen Niedrigere Oberflächentemperaturen Ggf. Tauwasserbildung Gefahr der Schimmelbildung Höherer Heizwärmebedarf Evtl. Kaltluftabfall und Komfortminderung Verantstaltungsort 6 25.11.2011 Definition und Arten von Wärmebrücken Innere Oberflächentemperatur o Bei flächigen Regelbauteilen, die eindimensional behandelt werden können, kann die innere Oberflächentemperatur Tsi aus dem U-Wert bestimmt werden: Tsi = Ti – Rsi * U * (Ti-Te) Beispiel: Rsi = 0,13 m²K/W, Ti = 20°C, T e = -10°C o Wand Altbau: U = 1,60 o Wand Neubau: U = 0,30 o Wand Passivhaus: U = 0,10 o 2-fach Isolierglas: Ug = 1,20 o 3-fach Wärmeschutzverglasung: Ug = 0,60 W/m²K >>> Tsi = 13,8 °C W/m²K >>> Tsi = 18,8 °C W/m²K >>> Tsi = 19,6 °C W/m²K >>> Tsi = 15,3 °C W/m²K >>> Tsi = 17,7 °C o Für zwei- oder dreidimensionale Strukturen (z.B. Ecke oder punktuelle Durchdringung) gibt es keine einfache Formel mehr! o Anwendung eines Wärmestromprogramms wird erforderlich (FEM) 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 13 Definition und Arten von Wärmebrücken Beispiel: Änderung der Oberflächentemperatur 2cm = Tsi min 12,4°C 4cm = Tsi min 15,2°C 6cm = Tsi min 16,5°C 12cm = Tsi min 18,0°C 24cm = Tsi min 18,9°C Te= -10°C 25.11.2011 T i= 20°C Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 14 7 25.11.2011 Definition und Arten von Wärmebrücken Hygienekriterium o Relative Feuchte an den Bauteiloberflächen soll 80% nicht überschreiten o Bei 20 Grad Celsius und 50% relativer Luftfeuchte sollte die Oberflächentemperatur von 12,6 Grad nicht dauerhaft unterschritten werden o Gefahr von Tauwasser- und Schimmelbildung Häufiger Fehler bei Sanierung o o o o Freie Lüftung wird reduziert (neue Fenster) Raumluftfeuchte steigt Zugleich wird jedoch nicht häufiger gelüftet oder konsequent gedämmt Tauwasser und Schimmel an den Stellen mit niedrigen Oberflächentemperaturen Temperaturfaktor: fRSI = ((Tsi – Te) / (Ti-Te)) > 0,7 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 15 Grundlagen der Bauphysik / Feuchte / Taupunktbestimmung Mollier Diagramm Finden Sie 20°C und 50% relative Luftfeuchtigkeit ! Welche Menge an Wasser ist pro kg Luft enthalten ? Lufttemperatur in °C Ergebnis: 7 g/kg Wasser ist in der Luft in Dampfform enthalten Ab welcher Temperatur wird Tauwasser ausfallen? Wann werden wir Kondensation auf den Oberflächen bekommen ? Erinnerung : Kondensation beginnt bei einer relativen Feuchte von 100% Ergebnis : ab einer Temperatur vom 9,2°C wird Tauw asser ausfallen Ab welcher Temperatur wird sich Schimmel auf den Oberflächen der Bauteile bilden? Information : Schimmel bildet sich bei einer dauerhaften relativen Feuchte von 80% Ergebnis : ab einer Temperatur vom 12,6°C ist mit Schimmel zu rechnen Quelle : Kuchling Wassergehalt in g/kg 25.11.2011 Veranstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 16 8 25.11.2011 Definition und Arten von Wärmebrücken Arten von Wärmebrücken o Konstruktiv / stoffbedingt In Bereichen mit Baustoffen unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit An den Übergängen tritt die WB auf Gilt auch, wenn die U-Werte der Bereiche gleich sind z.B. Durchdringungen, Auskragungen, Eindringungen, Rippen, Dämmstoffunterbrechungen 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 17 Definition und Arten von Wärmebrücken Arten von Wärmebrücken o Geometrisch / formbedingt Bei Bauteilen die von der ebenen Form abweichen (Bsp. Ecke) Abhängig vom Verhältnis der wärmeaufnehmenden zur abgebenden Fläche Wärme abgebende Fläche > Wärme aufnehmende Fläche 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 18 9 25.11.2011 Definition und Arten von Wärmebrücken Linearer Wärmebrückenverlustkoeffizient Punktueller Wärmebrückenverlustkoeffizient 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 19 Definition und Arten von Wärmebrücken Wärmebrücken Checkliste Quelle:Schweizer SIA Norm 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 20 10 25.11.2011 Definition und Arten von Wärmebrücken Grundregeln für WB-freies Bauen o Wo möglich die dämmende Hülle nicht durchbrechen (Vermeidungsregel) o Wärmedurchgangswiderstand in einer durchbrochenen Dämmebene möglichst hoch gestalten (Durchstoßungsregel) o Dämmlagen an Bauteilanschlüssen lückenlos, Anschluss in der vollen Fläche (Anschlussregel) o Kanten mit möglichst stumpfen Winkeln wählen (Geometrieregel) 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 21 © 2011/11 kmt / TS 22 Bewertung von Wärmebrücken Bewertung von Wärmebrücken 25.11.2011 Verantstaltungsort 11 25.11.2011 Bewertung von Wärmebrücken Bewertungsmodelle in Deutschland o Praktizierende Planer können Wärmebrücken grundsätzlich nach zwei unterschiedlichen Modellen bewerten o Bewertung nach den gesetzlichen Anforderungen (EnEV 2009) und den damit verbundenen normativen Randbedingungen Wärmeschutznachweis nach EnEV muss immer erstellt werden o Bewertung nach den Kriterien des Passivhaus - Institutes Passivhausprojektierungspaket (PHPP) ist an keine gesetzlichen Vorschriften geknüpft, wohl aber an Förderungen der KfW o Auf eine detailliertere Darstellung der relevanten Berechnungsmodelle soll an dieser Stelle verzichtet werden 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 23 © 2011/11 kmt / TS 24 Bewertung von Wärmebrücken Beispiel: Auf den Bezugspunkt kommt es an o Bezugspunkt laut DIN 4108 BL.2 (lichte Maueröffnung) o Psi Einbau Wert seitlich/oben 25.11.2011 Verantstaltungsort 12 25.11.2011 Bewertung von Wärmebrücken Beispiel: Auf den Bezugspunkt kommt es an o Bezugspunkt laut PHI (auf Fensterrahmen) o Psi Einbau Wert seitlich/oben + 0,008 W/mK 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 25 © 2011/11 kmt / TS 26 Bewertung von Wärmebrücken Beispiel: Auf den Bezugspunkt kommt es an o Bezugspunkt laut DIN 4108 BL.2 (lichte Maueröffnung) o Psi Einbau unten 25.11.2011 Verantstaltungsort 13 25.11.2011 Bewertung von Wärmebrücken Beispiel: Auf den Bezugspunkt kommt es an o Bezugspunkt laut PHI (auf Fensterrahmen) o Psi Einbau Wert unten + 0,037 W/mK 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 27 Bewertung von Wärmebrücken Bewertungsmodelle in Österreich o Praktizierende Planer können Wärmebrücken grundsätzlich nach zwei unterschiedlichen Modellen bewerten o Bewertung nach den gesetzlichen Anforderungen (OIB) und den damit verbundenen normativen Randbedingungen oder o Bewertung nach den Kriterien des Passivhaus – Institutes o NOCH AUSZUARBEITEN! 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 28 14 25.11.2011 Bewertung nach EnEV Macht es überhaupt Sinn Wärmebrücken zu berechnen? o Denn nach DIN 4108 Bbl.2 und EN 12831, den für die Energieeinsparverordnung (EnEV) grundlegenden Normen, kann auf die Betrachtung von Wärmebrücken verzichtet werden. o Ohne diese Berücksichtigung muss zum physikalischen U-Wert aller Außenbauteile ein pauschaler Wärmebrückenzuschlag aufgeschlagen werden Korrekturfaktor ∆UWB ; Auszug aus DIN EN 12831 Bbl.1 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 29 Bewertung nach EnEV Können Passivhäuser mit diesen Zuschlägen überhaupt realisiert werden? o Opake Außenbauteile beim Passivhaus: U-Wert < 0,15 W/m²K o In der Praxis (vor allembei EFH) 0,10 W/m²K oder besser o ∆UWB-Beiblatt = 0,05 W/(m²K) gem. Planungsbeispielen DIN 4108 Bbl. 2 >>> Zunahme der Transmissionsverluste +50% o Aufschlag: ∆UWB = 0,10 W/(m²K) >>> Zunahme der Transmissionsverluste +100% o Die Realisierung von Passivhäusern unter Verwendung dieser WBZuschläge wäre nicht möglich 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 30 15 25.11.2011 Anforderungen gemäß PHI Wärmebrückenfreie Konstruktion ψ a ≤ 0,01 W /(mK ) Wärmebrückenarme Konstruktion (ψ ⋅ l + χ ) A = 0,025 W /( m² K ) Oberflächentemperatur bei allen Anschlußdetails (Te=10°C) > 17°C Bei Passivhausprojektierungen immer außenmaßbezogen! 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 31 Anforderungen gemäß PHI Außenmaßbezug! Ψi=0,068 W/mK Ψa= -0,053 W/mK 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 32 16 25.11.2011 Anforderungen gemäß PHI Beispiel für WB-freies Konstruieren o Fenstereinbau Längen ψ - Werte Einbau ψeinbau oben 0,005 W/mK ψeinbau seitlich 0,005 W/mK ψeinbau unten 0,017 ψeinbau gesamt 0,008 Teilbereich Werte Einheit Randverbund seitlich 2,35 m W/mK Randverbund oben Randverbund unten 0,91 0,91 m m 2,96 m W/mK Einbau Fuge Oben 1,23 m 1,23 m Einbau Fuge Seite Einbau Fuge Unten ψeinbau = ∑ l ⋅ψ ∑l ψeinbau = ψeinbau = ls lo lu lo ⋅ψ o + ls ⋅ψ s + lu ⋅ψ u lo + ls + lu 1,23 ⋅ 0,005 + 2,96 ⋅ 0,005 + 1,23 ⋅ 0,017 = 0,008 1,23 + 2,96 + 1,23 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 33 Anforderungen gemäß PHI Beispiel für WB-armes Konstruieren o Balkonsystem „Isokorb“ (Ψ×l +Χ)/A ≤ 0,025 W/(m²K) 3D – basierende Zertifizierungsmöglichkeit des PHI 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/12 kmt 34 17 25.11.2011 Ökonomische Betrachtung 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/12 kmt 35 Ökonomische Betrachtung Schlussfolgerung: Im hocheffizienten Bauen ist ein detaillierter WB-Nachweis unabdingbar Dass dieser Nachweis auch wirtschaftlich ist, soll nun bewiesen werden 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 36 18 25.11.2011 Ökonomische Betrachtung Beispielhaus Wohngebäude in Oberbayern o o o o o o o Einfamilienhaus (EFH) / Holzständebauweise Baujahr 2004 Anzahl der Wohneinheiten 1 Drucktest Ergebnis n50 = 0,4 1/h Energiebezugsfläche 140 m² Umbautes Volumen Ve = ca. 630m³ Projektiert mit PHPP 2004 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 37 Ökonomische Betrachtung Transmissionswärmeverluste nach EnEv 2009 o Summe der Verluste bei ca. 81 W/K Bauteil Außenwand Außenluft Dach/Decken Außenluft Außenwand Vorbau Kellerdecke Fenster Außentür Fläche [m²] 187,2 103,5 12,0 94,4 44,1 2,4 Temperatur U-Wert Korrektur [W/(m²K)] faktor EnEV 1,0 0,11 1,0 0,11 0,6 0,11 0,6 0,12 1,0 0,90 1,0 0,69 spez. Transm. - = Wärme-verluste [W/K] = 20,6 = 11,4 = 0,8 = 6,8 = 39,7 = 1,7 Zuschlag Summe Hüllflächen Detaillierter Nachweis 25.11.2011 443,550 443,550 443,550 ∆UWB 0,05 0,1 -0,014 Verantstaltungsort = = = 22,2 44,4 -6,2 © 2011/11 kmt / TS 38 19 25.11.2011 Ökonomische Betrachtung Transmissionswärmeverluste nach EnEv 2009 o Auswirkung auf den Jahresheizenergiebedarf o Unter Berücksichtigung der jeweiligen WB-Zuschläge Zuschlag ∆UWB [W/(m²K)] Jahresheizwärmebedarf Wärmebrückenzuschlag 0,05 0,10 -0,014 1) spez. Transm. Wärme-verluste Jahresheizwärmebedarf [kWh/(m²a)] 1) [W/K] ohne 26,2 Prozentuelle Gewichtung 100% 127% 155% 92% 33,4 40,7 24,2 103,08 125,26 74,7 spez. Transmissionswärmeverluste incl. der jeweiligen Zuschläge o Detaillierter Nachweis: Reduktion des Jahresheizwärmebedarfs um 8% o Resultierend aus wärmetechnisch optimierter Ausführung der Konstruktionsdetails >>> negative lineare Wärmedurchgangskoeffizienten 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 39 Ökonomische Betrachtung Ermittlung des Heizwärmebedarfs nach PHI-Kriterien PHPP ohne WB o Schritt 1: Vernachlässigung der Wärmebrücken Wärmebrücken Anschluss Zuordnung Außenwandecken Wand-Dach First Außenwand-Innenwand Wand-Kellerdecke Wand-EG-Decke Fenstereinbau WB Außenluft WB Außenluft WB Außenluft WB Außenluft WB Perimeter WB Außenluft WB Außenluft Anzahl 0 0 0 0 0 0 0 Ermittlung Länge [m] 6,40 46,30 46,30 46,30 2,60 31,22 150,80 = = = = = = = = Länge l ψ [m] W/(mK) 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 o Unter Nichtberücksichtigung der Wärmebrückendetails ergibt sich ein Heizwärmebedarf von 17 kWh/(m²a) o Das Passivhaus-Kriterium Heizwärmebedarf wird nicht erfüllt 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 40 20 25.11.2011 Ökonomische Betrachtung Ermittlung des Heizwärmebedarfs nach PHI-Kriterien PHPP mit WB o Schritt 2: Detaillierter Nachweis der Wärmebrücken Wärmebrücken Anschluss Zuordnung Außenwandecken Wand-Dach First Außenwand-Innenwand Wand-Kellerdecke Wand-EG-Decke Fenstereinbau WB Außenluft WB Außenluft WB Außenluft WB Außenluft WB Perimeter WB Außenluft WB Außenluft Anzahl 1 1 1 1 1 1 1 Ermittlung Länge [m] 6,40 46,30 46,30 46,30 2,60 31,22 150,80 = Länge l ψ [m] W/(mK) = = = = = = = 6,40 46,30 46,30 46,30 2,60 31,22 150,80 -0,057 -0,056 -0,064 0,014 0,002 0,009 0,010 o Durch die detaillierte Berechnung der Wärmebrückenanschlüsse hat sich der Heizwärmebedarf um 2 kWh/(m²a) auf 15 kWh/(m²a) reduziert o Das Passivhaus - Kriterium wird erfüllt o Passivhaus-Förderung durch die KfW-Bank ist möglich. 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 41 Ökonomische Betrachtung Ermittlung des Heizwärmebedarfs nach PHI-Kriterien o Schritt 3: Kompensation vernachlässigter Wärmebrücken o z.B. Durch Verstärkung der Außenwanddämmung von 80 mm Holzfaserdämmplatte auf 120 mm Dämmstoff Dicke [mm] Pavatherm Pavatherm 80 120 Plattengröße [m²] 0,72 0,72 Bedarf lt. + Verschnitt Einzelpreis Gesamtpreis PHPP (+10%) (pro m²) 205,865 187,15 17,40 € 3.582,05 € 205,865 187,15 26,10 € 5.373,08 € Differenz: 1.791,03 € o Reine Materialkosten o Ohne Betrachtung von Zusatzkosten bei der Montage o Ohne Berücksichtigung von höheren Transportkosten (ca. 4,5 Paletten mehr) und sonstigen Folge-Mehrkosten oder Volkswirtschaftliche Betrachtungen o Detaillierte Betrachtung der Wärmebrücken allein über erzielte Materialeinsparung wirtschaftlich sinnvoll! 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 42 21 25.11.2011 Ökonomische Betrachtung Fazit o Detaillierte Planung der Konstruktionsdetails stellt ein erhebliches wirtschaftliches Potential dar o Verbesserung der Energiebilanz o Die zusätzlichen positiven Begleiterscheinungen (vgl. Folie 3) bleiben in dieser rein monetären Betrachtung unberücksichtigt und bergen weitere Vorteile o Pauschale Wärmebrückenzuschläge bergen die Gefahr der Überdimensionierung verschiedener Bauteile >>> erhöhte Kosten o Der detaillierte WB-Nachweis hat sogar eine berechnete Reduzierung des Jahresheizwärmebedarfs zur Folge >>> Einsparpotential 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 43 © 2011/11 kmt / TS 44 Dokumentation Dokumentation 25.11.2011 Verantstaltungsort 22 25.11.2011 Dokumentation / Musterbericht Systemerfassung eines Passivhausfensters 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 45 Dokumentation / Musterbericht Ermittlung der Y Einbau Werte eines Passivhausfensters 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 46 23 25.11.2011 Beispiele / Bauteilbetrachtung Beispiele / Bauteilbetrachtung 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 47 © 2011/11 kmt / TS 48 Beispiele / Bauteilbetrachtung Hauswand Ecke Gesamtansicht 25.11.2011 Verantstaltungsort 24 25.11.2011 Beispiele / Bauteilbetrachtung Fensteranschluss Laibung 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 49 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 50 Beispiele / Bauteilbetrachtung Fensteranschluss Sturz 25.11.2011 25 25.11.2011 Beispiele / Bauteilbetrachtung Bodenplatte und Kellerdetail 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 51 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 52 Beispiele / Bauteilbetrachtung Geschoßübergang 25.11.2011 26 25.11.2011 Beispiele / Bauteilbetrachtung Traufe mit Geschoßübergang 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 53 © 2011/11 kmt / TS 54 Qualitätssicherung Qualitätssicherung 25.11.2011 Verantstaltungsort 27 25.11.2011 Qualitätssicherung Betonwand durchbricht Dämmebene Abdichtung des Flachdachs schließt an 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 55 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 56 Qualitätssicherung 25.11.2011 28 25.11.2011 Résumé Die Problematik liegt ganz im Ermessen des Betrachters Energie sparen Sicherheit / Detailqualität Schutz vor Bauschäden Behaglichkeit / Komfort / Gesundheit Umweltschutz Geld sparen 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 57 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! www.kmt-ingenieure.de 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 58 29 25.11.2011 Nutzungsrechte und Haftungsausschluss Nutzungsrechte der Foliensammlung: Alle Rechte bleiben der kmt Bürogemeinschaft vorbehalten. Die Unterlagen dienen ausschließlich dem persönlichen Gebrauch der Kurs- bzw. Seminarteilnehmer. Die Vervielfältigung, auch von Auszügen, insbesondere für weitere Publikationen bedarf ausdrücklich der schriftlichen Genehmigung durch die kmt Bürogemeinschaft. Haftungsausschluss: Die Inhalte wurden von der kmt Bürogemeinschaft mit größter Sorgfalt und nach bestem Wissen und Gewissen zusammengestellt. Für eventuelle inhaltliche Mängel oder Druckfehler kann jedoch keine Gewähr übernommen werden. Hinsichtlich der Verwendung von gezeigtem Informationen muss Jedermann die Anforderungen von Gesetzen, Normen oder Verordnungen eigenverantwortlich überprüfen. Jegliche Haftung für die Richtigkeit der gezeigten Inhalte und Daten ist deshalb ausgeschlossen. Jegliche Haftung, insbesondere für eventuelle Schäden oder Konsequenzen die durch die Nutzung der angebotenen Lehrinhalte entstehen, wird ausgeschlossen. kmt Bürogemeinschaft: depaku Engineering, Mennicken Engineering, Stübben Ingenieurdienstleistungen 25.11.2011 Verantstaltungsort © 2011/11 kmt / TS 59 30 Teil 1 – Luftdichtheit der Gebäudehülle • Aspekte der Luftdichtheit – 7 Gründe • Luftdichtheitskonzept – Ausführungsformen • Problemzonen – Ausgestaltung von Leckagen • Gesetzliche Grundlagen • Teil 2 – Theorie zur Messung • DIN EN 13829 – Grundlage für die Messung • DIN EN 13829 – Messablauf Teil 3 – Praxismessungen • Vorbereitung der Messung • Checklisten, Arbeitsgeräte, PC-Software Teil 2: Theorie zur Messung Zeitpunkt • Hülle muss komplett fertiggestellt sein • Empfehlung: vor Einbau der Deckschichten Wetterbedingungen • Ideale Wetterverhältnisse sind kleine Temperaturdifferenzen und niedrige Windgeschwindigkeiten • Produkt aus Temperaturdifferenz innen/außen und Höhe des Gebäudes kleiner 500 m*K • Windgeschwindigkeit nicht größer 6 m/s (Windstärke 3 nach Beaufort) DIN EN 13829 unterscheidet 2 Arten der Messung: • Verfahren A: „Prüfung des Gebäudes im Nutzungszustand“ (Heizperiode) • EnEV-Schlussmessung: beschreibt die Messung für den Grenzwertvergleich EnEV • Alle absichtlich vorhandenen äußeren Öffnungen schließen • Verfahren B: „Prüfung der Gebäudehülle“ • Zusätzlich alle einstellbaren Öffnungen schließen und alle weiteren absichtlich vorhandenen Öffnungen abdichten „Der gesamte zu untersuchende Gebäudeteil muss so gestaltet werden, dass er sich bei Druckbeaufschlagung als eine Zone verhält.“ HLK-Anlage (s.a. Beiblatt zur Norm für Beispiele) • Raumluftabhängige Wärmeerzeuger ausschalten (Achtung: Nachbarwohnung?) • Mechanische Lüftungs- und Klimaanlagen ausschalten • Luftdurchlässe von mechanischen Lüftungsanlagenteilen abdichten; natürliche Lüftungsöffnungen schließen (Verf. A) oder abdichten (Verf. B) • Asche aus offenen Feuerstellen entfernen Weitere Vorbereitung der Gebäudehülle: siehe Beiblatt zur EN 13829, Anhang 3 Seite 10 Der Zustand des Gebäudes ist zu dokumentieren Dichter Einbau des Gebläses in einem Fenster im untersten zu messenden Geschoss Untersuchung der Gebäudehülle auf fehlende oder unzulängliche Abdichtungen bei höchster vorgesehener Druckdifferenz • Mit normal feuchter Hand, thermischem Anemometer oder Rauchröhrchen • Mittels Thermografie • Mittels leichtem Nebel bei möglichst hohem Druck Innenvolumen V • Produkt aus Nettogrundfläche und mittlerer lichter Raumhöhe • Keine Berücksichtigung von Möbeln Hüllfläche AE Nettogrundfläche AF Grundsätzlich beeinflusst der Wert der Gebäudeparameter die Berechnung der Kennwerte erheblich • Die richtige Zuordnung der Räume ist entscheidend • Bzgl. der Zugehörigkeit von Räumen und der Berechnung von Flächen und Volumina s. Beiblatt, Anhang 1 – Seite 8 und Anhang 5 – Seite 12 Vorbereitung • Gespräch mit dem (potentiellen) Auftraggeber • Notwendigkeit und Nutzen der Luftdichtheit • Festlegung Auftragsumfang > Angebot • Aufnahme der Gebäudedaten • DIN EN 13829 – Messung • baubegleitende Messung • Umfang der Leckageortung, -analyse und –bewertung • Auswahl der Arbeitsgeräte Ablauf der Messung • Kontrolle / Vervollständigung der Gebäudedaten • Gebäudebegehung / Gebäudepräparation • Abdichten, Verschließen, ... • Aufbau des Messgeräts • Leckortung und –dokumentation • Aufnahme der Messdaten zur Leckagekurve Michael Marx Bez.-Kaminkehrermeister & Energieberater
