Studie IR-reflektierende Materialien

Berechnung der Wärmedurchgangskoeffizienten von Bauteilen unter Berücksichtigung IR-reflektierender Eigenschaften der MIG-ESP Flüssigdämmung
Prof. Dr. sc. techn. Manfred Sohn
Dipl.-Ing. Katja Sohn
Berlin, 12. Januar 2013
®
Kurzfassung Studie Beschichtungen
1 Einleitung
Die Senkung des Heizwärmeverbrauchs/-bedarfs von Gebäuden erfolgt gegenwärtig vornehmlich durch bauphysikalisch und baustofflich begründete Maßnahmen:

Verbesserung der Wärmedämmung von Gebäuden durch Einsatz größerer Mengen
von Dämmstoffen (größere Schichtdicken) bzw. verbesserter Bau- und Dämmstoffe mit
niedrigerer Wärmeleitfähigkeit

Erhöhung der Gebäudedichtheit zur Senkung der infolge unkontrollierbarer Infiltrationen auftretenden zusätzlichen Lüftungswärmeverluste

Reduzierung der Wirkung von Wärmebrücken durch konstruktive bzw. bauphysikalisch begründete Maßnahmen.
Diese Überlegungen existieren bereits seit Jahrzehnten und kommen auch vorrangig zur
Anwendung, obwohl bestimmte neue Wirkprinzipien und darauf basierende Materialien für
die Senkung des Energieverbrauchs erkannt und entwickelt worden sind, die aber in die o.g.
Betrachtungen nur schwer Eingang finden.
Nur in Ausnahmefällen werden die Gesetzmäßigkeiten der Wärmestrahlungsreflexion als
Prinzip zur Senkung des Energieverbauchs bzw. des Wärmeschutzes akzeptiert und anerkannt. Gemeint sind hierbei z. B.:

Reflektoren in Heizkörpernischen – mitunter nur als Al-Folie ausgeführt

Metalldampfbeschichtung von Glasscheiben.
Das Reflexionsprinzip – wissenschaftlich allgemein anerkanntes Prinzip auch für Infrarotund Wärmestrahlungsreflexion – wird in den genannten und einigen wenigen weiteren Fällen
akzeptiert – nicht jedoch als eines der zukunftsträchtigen Prinzipien, wenn es vor allem um
Einsparung von Material – und nicht in geringem Umfang von Primärenergie zur Herstellung
der entsprechenden Materialien - geht.
Hinzu kommt, dass bereits spätestens mit der Einführung der Energieeinsparverordnung
2009 die wirtschaftlich vertretbare Dämmschichtdicke erreicht und in einigen Fällen überschritten wurde. Das Motto „Viel hilft viel !“ scheint auch dem Energiekonzept der Bundesregierung anzuhaften, aus dem bereits noch größere Dämmschichtdicken für Neubau und Sanierung abgeleitet werden können. Eine solche Strategie hilft vielleicht den Unternehmen der
Baustoffindustrie, Bereich Dämmstoffe, nicht aber dem Anliegen zur Senkung des Energieverbrauchs. Durch die Wärmedämmung neu zu errichtender und zu sanierender Gebäude
des Gebäudebestandes wird bald mehr Primärenergie benötigt als damit eingespart werden
kann. Abgesehen davon, dass die steigenden Kosten für die Wärmedämmung dann in keinem Verhältnis mehr zu den Senkungsraten des Energieverbrauchs stehen.
Der bauliche Wärmeschutz – bewertet durch den Wärmedurchgangskoeffizienten U – folgt
einem mathematisch-physikalischen Gesetz: Mit immer mehr zusätzlichem Aufwand für
Dämmung wird immer weniger Nutzen in Form von eingesparter Heizenergie erzielt. Dies kann
leicht rechnerisch nachvollzogen werden: In einer mathematischen Darstellung folgen UWerte einer Hyperbelfunktion. Das bedeutet, dass im steilen Ast der Hyperbel mit wenig
Dämmaufwand eine große Verbesserung der Wärmedämmung erreicht werden kann, wäh2
Kurzfassung Studie Beschichtungen
rend bei bereits guten (niedrigen U-Werten) zusätzliche Dämmung nur mehr einen sehr geringen Zusatznutzen bewirkt. Vereinfacht ausgedrückt: Mit immer mehr Aufwand (Dämmung)
wird immer weniger Nutzen (eingesparte Heizenergie) erreicht.
Zusätzlich ist zu berücksichtigen, dass bauliche Wärmedämm-Maßnahmen schon funktionell
dort an ihre Grenzen stoßen, wo Wärmeverluste aufgrund von transparenten Teilen (Fenstern) nicht mehr durch eine Verbesserung der nichttransparenten Teile (Kellerdecke, Dach,
Außenwände) ausgeglichen werden können. Denn je niedriger der mittlere U-Wert des Gebäudes sein soll, desto bedeutender werden die U-Werte der transparenten Teile und ihr
flächenmäßiger Anteil.
Zielsetzung eines effizienten baulichen Wärmeschutzes muss es daher sein, nicht den niedrigsten technisch noch machbaren U-Wert anzustreben, sondern die energetisch, ökologisch
und wirtschaftlich sinnvollste Lösung zu ermitteln. Grundlage einer solchen Ermittlung ist
stets das Gegenüberstellen des Nutzens (niedriger Energiebedarf) zum Aufwand (zusätzliche Dämmung).
Sehr viel ist über die Rolle des U-Wertes von Befürwortern und Gegnern geschrieben worden. Inwieweit das derzeitige Berechnungsverfahren überhaupt noch dem Stand von Wissenschaft und Technik – insbesondere dem veränderten Angebot an Baustoffen/ Baumaterialien mit veränderter Wirkeigenschaften - entspricht, wird dagegen kaum erörtert, obwohl
dazu bereits vor Jahren entsprechende Untersuchungen z.B. im Frauenhofer-Institut für
Bauphysik durchgeführt wurden.
So wird in der IBP-Mitteilung 34 aus dem Jahre 2007 durch Künzel und Sedlbauer festgestellt:
„Der langwellige, infrarote (IR) Strahlungsaustausch von Gebäudeoberflächen mit ihrer Umgebung oder innerhalb eines Bauteils, stellt einen nicht zu vernachlässigenden Wärmetransport dar, des Verminderung mit Hilfe von Infrarotreflektierenden Schichten einen Beitrag zur
Energieeinsparung leisten kann.“
Die über Jahrzehnte starre Beibehaltung des Grundprinzips der Berechnung der U-Werte hat
eine Ursache sicherlich auch in dem nahezu seit Jahrzehnten unveränderten Nachweis der
Einhaltung maximal zulässiger U-Werte bzw. des spezifischen, flächenbezogenen Transmissionswärmeverlustes HT´.
Es ist eine unbestrittene Tatsache, dass Infrarot reflektierende Beschichtungen zu einer Veränderung der Größe des Wärmeübergangs in eine Bauteiloberfläche führen. Die dadurch
beeinflussten Faktoren der U-Wert-Berechnung sind insbesondere die Wärmeübergangskoeffizienten sowohl innen als auch außen und die Wärmeübergangswiderstände von Luftschichten. Da die Art der Wirkung bekannt ist, besteht die Möglichkeit der Erweiterung bzw.
Ergänzung der U-Wert-Berechnung durch Nutzung der entsprechenden physikalischen Zusammenhänge.
3
Kurzfassung Studie Beschichtungen
2
Einteilung IR-reflektierender Materialien
Die wohl bekanntesten Materialien auf dem Gebiet der IR-Strahlungsreflexion bei der Errichtung von Gebäuden sind die Reflektoren in Heizkörpernischen zur Vermeidung zu hoher
Wärmeverluste im Bereich der geschwächten Wand und die Wärmeschutzverglasungen mit
Metalldampfbeschichtungen.
In den vergangenen Jahren und Jahrzehnten sind jedoch weitere Materialien hinzugekommen, so dass eine Systematisierung nach bestimmten Gesichtspunkten zweckmäßig erscheint.
Vorläufige Einteilung IR-reflektierender Materialien
Alle Materialien sollen nach Angaben der Hersteller relativ hohe Raten der IR-Reflexion erreichen, womit die Forderung an ein IR-reflektierendes Material erfüllt sein müsste.
Die meisten mineralischen oder organischen Baustoffe absorbieren oder emittieren über 90
% der auf sie auftreffenden langwelligen Wärmestrahlung, d. h. die Reflexion beträgt weniger
als 10 % (vgl. Emissionswerte lt. Anlage). Um von Infrarot reflektierenden Folien oder Beschichtungen sprechen zu können, muss der reflektierte Anteil der Infrarotstrahlung deshalb
deutlich größer als 10 % sein (z.B. blanke Metalloberflächen ca. 90 %). Bei Infrarot undurchlässigen Bauteilschichten ergänzen sich die Anteile der emittierten und der reflektierten
Strahlung einer bestimmten Wellenlänge immer auf 100 %, d.h. je größer die langwellige
Reflexion, desto kleiner ist die Emission.
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Kurzfassung Studie Beschichtungen
3
Beschichtungen mit IR-reflektierenden Anstrichstoffen
Die IR-reflektierende Beschichtungen (Farbanstriche) für Fassade, Dächer und Innenräume
können einerseits als Energiesparsystem betrachtet werden, und sind andererseits auch
Langzeitschutz und Coloration in einem. Sie sorgen für ein behagliches Wohlfühlklima in
allen Räumen, helfen Heiz- und Kühlkosten zu sparen und schützen Fassaden und Dächer
vor Umwelteinflüssen und Verwitterung.
Die Wirkung dieser Produkte basiert auf einer thermokeramischen Membranfunktion. Sie
machen sich das physikalische Prinzip der IR-Strahlungsreflexion und des Wärme-FeuchteTransports zunutze. Ein extrem haftbares Bindemittel und Millionen winziger Keramikeinlagerungen machen diese Farbsysteme deutlich haltbarer als herkömmliche Farben, sorgen
für eine vergrößerte Oberfläche und regulieren den Feuchtigkeitshaushalt von raumumschließenden Bauteilen der Gebäude.
Die Farbe legt sich wie eine Haut um das Gebäude und schützt Fassaden und Dächer vor
schädlichen Wettereinflüssen wie Regen, Schnee und Hagel, aber auch vor Umwelteinflüssen wie UV-Strahlung, Smog, Schmutz und Säuren. Risse werden gemindert, Fugen wirksam überdeckt. Schimmel, Algen, Moosen und Pilzen entzieht die Farbe den Nährboden.
Produkte dieser Art sind seit ca. 15 Jahren auf dem deutschen Markt.
Einordnung IR-reflektierender Beschichtungen in das Spektrum der elektromagnetischen Wellen
IR-reflektierende Beschichtungen bilden also eine Membran aus, die ein optisches Medium
darstellt. Gemäß dem Verhältnis von Partikeldurchmesser und Wellenlänge kommt es zu
Rückstreueffekten. Interessant ist die Heizperiode, weil in dieser Zeit der „Verlust" an Ener5
Kurzfassung Studie Beschichtungen
gie über die Außenbautele eines Gebäudes erfolgt. Geht man von einer Raumtemperatur
von +20°C und einer Außentemperatur von 0°C entspricht das einer Wellenlänge der Wärmestrahlung von ca. 11 µm (um genau zu sein: 10,61 µm bei 0°C bzw. 273,15 K). Im Raum
befinden sich Heizkörper und die Wärme wird durch Konvektion und durch Strahlung auf die
Wandfläche übertragen. Dazu können zunächst folgende Fälle (beispielhaft) betrachtet werden:
(1) Beschichtete Innenseite der Außenwand: Es erfolgt eine IR-Reflexion auf der Wandoberfläche durch Rückstreueffekte innerhalb der Membran.
Die Wärme geht nicht einfach quer durch die Wand, wo sie nach außen geleitet wird, sondern sie wird in der Membran verteilt. Durch die Rückstreueffekte wird Wärmestrahlung an
den Raum zurück gegeben. Der Wärmestrom in der Außenwand in Form der Wärmeleitung
(Konduktion) wird dadurch verringert.
(2) Beschichtete Außenseite der Außenwand: Es erfolgt eine IR-Reflexion innerhalb der
Membran, die als Beschichtung auf der Wandoberfläche aufliegt.
Die Wärme kommt in Form der Wärmeleitung in Richtung des Temperaturgefälles an der
Grenzschicht Putz-Membran an und innerhalb der Membran kommt es zu den Rücktreueffekten. Nun kann hier keine Wärme an den Raum abgestrahlt werden, weil die Wand dazwischen liegt. Der Wärmestrom in der Außenwand in Form der Wärmeleitung wird in den äußeren Schichten verringert, weil der Wärmestrom in der Membran durch die Rückstreueffekte
verringert wird. Weil weniger Wärme an der Oberfläche ankommt, wird auch weniger abgestrahlt.
(3) Mit „konventioneller Farbe" beschichtete Innenseite der Außenwand: Es erfolgt keine IR-Reflexion im Inneren und auch fast keine IR-Reflexion auf der Oberfläche.
Die Wärme kommt in der Wand an. Dies erfolgt durch Wärmeleitung, die auch beim Übergang in die Farbschicht (herkömmliche Farbe) als Wärmeleitung bestehen bleibt. Erst an der
Oberfläche entsteht Wärmestrahlung, welche als Energie abgegeben wird. Über die Höhe
des Energieverlustes entscheiden die Wärmemenge, die angekommen ist, und das Abstrahlvermögen, die Emission . Dieser Vorgang lässt sich mit der klassischen Theorie beschreiben und mit der herkömmlichen Methode messtechnisch erfassen.
Spitzenwerte der IR-Reflexion werden durch das Beschichtungsmaterial MIG-ESP Flüssigdämmung® mit einem Bemessungswert von 85 % erreicht.
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Zusammenfassende Aussagen
Aus den vorangestellten Darlegungen zu ausgewählten Beschichtungs- und Folienmaterialien können hinsichtlich der heizenergiesenkenden Wirkung in Gebäuden folgende Wirkprinzipien abgeleitet werden, die entweder alle gleichzeitig im komplex wirken können – z. B. bei
reflektierenden Anstrichmaterialien - oder nur als Einzelmechanismus auftreten – z.B. Reflexion bei Metallfolien. Diese Wirkprinzipien sind:
a)
Wärmedämmwirkung infolge eines möglichen Wärmeleitwiderstandes, die jedoch infolge
der normalerweise ausgeführten Schichtdicken und der z.T. sehr hohen Wärmeleitfähigkeitswerte vernachlässigt werden kann.
b)
Erhöhung der Wärmeübergangswiderstände bzw. der Wärmeübergangskoeffizienten im
Bereich der Grenzschicht zwischen Luft (Fluid) und der Bauteiloberfläche. Dieser Effekt
tritt bei allen Materialien auf, wenn auch in unterschiedlicher Größen – abhängig vom
Grad der Infrarot-Reflexion.
6
Kurzfassung Studie Beschichtungen
c)
Durch einige Beschichtungsmaterialien kann bei Beschichtung von Bauteilen insbesondere bei bestehenden Gebäuden erreicht werden, dass mindestens der Rechenwert der
Wärmeleitfähigkeit als Maß für die wärmedämmende Wirkung von Baustoffschichten
wirksam werden kann.
Bekanntermaßen wird durch höhere Feuchtewerte der in der Bauphysik verwendete
Wert der Wärmeleitfähigkeit z.T. erheblich erhöht, wobei zwischen den einzelnen Baustoffarten große Unterschiede bestehen können.
Bei der erweiterten Fassung der U-Wert-Berechnung sind demnach Faktoren für die erhöhte
Infrarot-Reflexion und die Berücksichtigung einer niedrigeren Baustofffeuchte im Nutzungszustand des Gebäudes zu berücksichtigen. Letzteres gilt vornehmlich für IR-reflektierende
Anstrichsysteme.
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Berechnung der Wärmedurchgangskoeffizienten von Bauteilen mit IRreflektierender Beschichtung
Die Grundlage für die U-Wert-Berechnung bilden in Deutschland die nachfolgend aufgeführten Normen:
DIN EN ISO 7345 : 1996-01:
Wärmeschutz - Physikalische Größen und Definitionen
Ersatz für: Teile der DIN 4108-1 : 1981-08
DIN EN ISO 9346 : 1996-08:
Wärmeschutz - Stofftransport - Physikalische Größen und
Definitionen
Ersatz für: Teile der DIN 4108-1 : 1981-08
DIN EN ISO 6946 : 1996-11:
Bauteile - Wärmedurchlasswiderstand und Wärmedurchgangskoeffizient -Berechnungsverfahren
Ersatz für: Teile der DIN 4108-5 : 1981-08, insbesondere
für die Abschnitte 3, 4, 5 und 10
prEN 832, Ausgabe:1998-02:
Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden –(Entwurf)
Berechnung des Heizenergiebedarfs – Wohngebäude
Wärmedurchlasswiderstand homogener Schichten
Der Wärmedurchlasswiderstand R einer Schicht wird bestimmt nach:
Dabei ist:
s (d)

die Dicke einer Schicht im Bauteil;
der Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit des Stoffes.
Wärmedurchgangswiderstand eines Bauteiles aus homogenen Schichten
Der Wärmedurchgangswiderstand RT eines ebenen Bauteiles aus thermisch homogenen
Schichten senkrecht zum Wärmestrom berechnet sich nach folgender Gleichung :
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Kurzfassung Studie Beschichtungen
Dabei ist:
Rsi
R1, R2,..., Rn
Rse
der innere Wärmeübergangswiderstand;
Bemessungswerte des Wärmedurchlasswiderstandes jeder Schicht ;
der äußere Wärmeübergangswiderstand
Der Wärmedurchgangswiderstand RT eines Bauteiles aus thermisch homogenen und inhomogenen Schichten parallel zur Oberfläche wird als arithmetischer Mittelwert des oberen und
unteren Grenzwertes des Wärmedurchgangswiderstandes berechnet:
Wärmedurchgangskoeffizient
Der Wärmedurchgangskoeffizient ergibt sich dann zu:
Der Wärmeübergangswiderstand allgemein ergibt sich (näherungsweise) nach:
Dabei ist:
hc
hr
der Wärmeübergangskoeffizient durch Konvektion;
der Wärmeübergangskoeffizient durch Strahlung;
und
hr hr0
hr0 = 4 T m 3
Dabei ist:

der Emissionsgrad der Oberfläche;
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Kurzfassung Studie Beschichtungen
hr0

Tm
der Wärmeübergangskoeffizient durch Strahlung eines schwarzen
Körpers (siehe Tafel 9);
die Stefan-Boltzmann-Konstante [5,67 x 10-8 W/m2K4];
die mittlere thermodynamische Temperatur der Oberfläche und ihrer
Umgebung.
Werte des Wärmeübergangskoeffizienten durch
Strahlung hr0 eines schwarzen Körpers
Bei Innenoberflächen ist hc = hci
Dabei ist:
für Wärmestrom aufwärts:
hci = 5,0 W/m2K;
für Wärmestrom horizontal: hci = 2,5 W/m2K;
für Wärmestrom abwärts:
hci = 0,7 W/m2K.
Bei Außenoberflächen ist
hc = hce
Dabei ist:
hce = 4 + 4 ×
 ist die Windgeschwindigkeit über der Oberfläche in m/s.
In Tabelle sind verschiedene Werte des äußeren Wärmeübergangswiderstandes Rse für verschiedene Windgeschwindigkeiten angegeben.
Werte von Rse für unterschiedliche
Windgeschwindigkeiten
6
Einfluss des Feuchtegehaltes der Baustoffe auf die Wärmeleitfähigkeit
Wärmeleitung erfolgt innerhalb eines Stoffes. Ein Maß für die Stärke der Wärmeleitung eines
Stoffes ist dessen Wärmeleitfähigkeit λ [W/(m K)]. Für die Berechnung der U-Werte von
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Kurzfassung Studie Beschichtungen
Bauteilen sind die Werte aus den Tabellen der DIN V 4108-4 07/2007: Wärme- und feuchteschutztechnische Bemessungswerte maßgebend.
Die Wärmeleitfähigkeit von Baustoffen steigt mit Zunahme des Feuchtegehalts an. Vor allem
bei monolithischen, wärmedämmenden Außenwänden kann die Restfeuchte oder von Außen
eindringende Feuchte zu einer inakzeptablen Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit führen, die
neben erhöhten Energieverlusten auch Oberflächentemperaturabsenkungen nach sich ziehen. Diese Effekte sind dann zu beobachten, wenn die Restfeuchte vor Nutzung der Gebäude nicht ausreichend abgebaut wird oder die Bauteile erhöhten äußeren Feuchtebelastungen
ausgesetzt sind..
Wärmeleitfähigkeit λ verschiedener Baustoffe, abhängig vom volumenbezogenen
Feuchtegehalt (nach W. F. Cammerer).
Die tatsächliche Wärmeleitfähigkeit  tat. eines Baustoffes berechnet sich nach DIN EN ISO
10456 wie folgt:

tat. = trocken * Fm
mit
Fm = e fu * (u2-u1)
Fu
u1
u2
Feuchteumrechnungskoeffizient
massebezogener Feuchtegehalt im Ausgangszustand = 0 %
massebezogener Feuchtegehalt im tatsächlichen Zustand
Über diesen Faktor kann ein sog. Austrocknungsfaktor fF als Maß für die Wirkung von Beschichtungen mit Membranwirkung für jede Baustoffart ermittelt wird. Die Berechnung des
Wärmeleitwiderstandes einer Baustoffschicht ergibt sich dann zu:
10
Kurzfassung Studie Beschichtungen
Mit steigendem Feuchtegehalt verringert sich der Wärmeleitwiderstand und damit die Wärmedämmwirkung der entsprechenden Baustoffschicht.
Legt man die Werte des "Praktischen Feuchtegehalts" von Baustoffen nach DIN 4108 Teil 4
zu Grunde und berücksichtigt entsprechende Zuschläge für erhöhte Feuchtegehalte infolge
höherer äußerer Feuchtebelastungen der Bauteile, können mit den obigen Ableitungen die
Austrocknungsfaktoren berechnet werden (s. Tafeln 1 bis 3 der Arbeitshilfen).
7
Gesplittete Wärmeübergangskoeffizienten und U-Wert-Berechnung
Bei Wärmetransportvorgängen der Luft an die Wand treten Konvektion und Strahlung parallel auf, da das betrachtete Bauteil mit anderen Oberflächen oder der Umgebung zusätzlich
im Strahlungsaustausch steht.
Die detaillierten Ableitungen hierzu sind in der „Studie zu Aspekten der Einbeziehung der
Wirkung IR-strahlungsreflektierender Beschichtungen in die Berechnung der Wärmedurchgangskoeffizienten von Bauteilen“ vom 09. März 2011 enthalten.
Danach ergeben sich folgende Einzelwerte für die ansetzbaren Wärmeübergangskoeffizienten und Wärmeübergangswiderstände:
Wärmeübergangskoeffizienten konvektiv und
bei Strahlung in W/(m2K)
Unter Berücksichtigung geringerer Feuchtegehalte der Baustoffschichten und des Einsatzes
wärmereflektierender Beschichtungen kann die U-Wert-Berechnung wie folgt angesetzt werden:
Erweiterte Berechnung
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Kurzfassung Studie Beschichtungen
8.
Anwendungsbeispiel
Schema der Außenwand –Mauerwerk
(1) Außenwand ohne Beschichtung mit MIG-ESP Flüssigdämmung®
Reflektionsfaktor der Innenbeschichtung fsi
1,000
Reflektionsfaktor der Außenbeschichtung fse
1,000
Ausatrocknungsfaktor fF
1,000
Wärmestromrichtung
horizontal
äußere Schicht grenzt an
Außenluft
Baustoffschicht
Rohdichte
Kennung
in kg/m³
Innenputz
Mauerwerk Vlz
Außenputz
1
1.800
1
1.600
1
1.800
3
Wärmedurchlasswiderstand Rl
Flächenanteile a in %
Wärmeübergangswiderstand innen Rsi
Wärmeübergangswiderstand außen Rse
Schichtdicke d
in m
0,015
0,365
0,020
WärmeleitDämmbe- Balkenlage
fähigkeit
reich RD
RB in
R in
in m²K/W
m²K/W
W/mK
0,87
0,68
0,87
0,017
0,537
0,023
0,577
100,0
Wärmedurchgangskoeffizient U in W/m².K
0,125
0,040
1,348
(2) Außenwand mit Beschichtung mit MIG-ESP Flüssigdämmung®
Reflektionsfaktor der Innenbeschichtung fsi
1,000
Reflektionsfaktor der Außenbeschichtung fse
0,85
Austrocknungsfaktor fF
0,700
Wärmestromrichtung
horizontal
äußere Schicht grenzt an
Außenluft
Baustoffschicht
Rohdichte
Kennung
in kg/m³
Innenputz
Mauerwerk Vlz
Außenputz
1
1.800
1
1.600
1
1.800
3
Wärmedurchlasswiderstand Rl
Flächenanteile a in %
Wärmeübergangswiderstand innen Rsi
Wärmeübergangswiderstand außen Rse
Schichtdicke d
in m
0,015
0,365
0,020
Wärmedurchgangskoeffizient U in W/m².K
WärmeleitDämmbe- Balkenlage
fähigkeit
reich RD
RB in
R in
in m²K/W
m²K/W
W/mK
0,87
0,68
0,87
0,025
0,767
0,033
0,824
100,0
0,125
0,062
0,989
12
Kurzfassung Studie Beschichtungen
Gegenüberstellung der Rechenwerte:
U-Wert ohne Beschichtung:
U-Wert mit Beschichtung:
U = 1,348 W/(m².K)
U = 0,989 W/(m².K)
Veränderung
 U = 0,359 W/(m².K) -- entspricht Reduzierung um 26,6 %.
Ein komplexes Beispiel zeigt die Anlage.
13
Kurzfassung Studie Beschichtungen
Anwendung der MIG-ESP Flüssigdämmung® zur Sanierung eines Einfamilienhauses
Variante 1:
Sanierung ohne Veränderung der Fenster, Fenstertüren, Wärmeversorgung und
Warmwasserbereitung
Einfamilienhaus (EFH)
Berlin-Biesdorf
Klimaregion 4
Referenzort: Potsdam
vor Sanierung
Wohneinheiten (WE)
1
Baujahr
ca. 1963
Gebäudenutzfläche (AN)
98,6 m²
Beheiztes Bruttovolumen (Ve)
308,2 m³
Wärmeübertragende Fläche (A)
278,7 m²
Kompaktheit (A/Ve)
0,90 m-1
Wärmeschutztechnische Qualität der Bauteile
Außenwände
ohne Dämmung
U = 0,78 W/(m²K)
Abseitenwand
Gaubenwand
Erdgeschossdecke
Dachgeschossdecke
Dachschräge
Kellerdecke
Fenster
Hauseingangstür und Terrassentür
(Fenstertüren)
Haustechnische Anlagen
Heizung
Warmwasserbereitung
ohne Dämmung
U = 2,48 W/(m²K)
ohne Dämmung
U = 0,41 W/(m²K)
ohne Dämmung
U = 2,54 W/(m²K)
ohne Dämmung
U = 0,39 W/(m²K)
ohne Dämmung
U = 1,17 W/(m²K)
ohne Dämmung
U = 1,18 W/(m²K)
Isolierverglasung und
Kunststoffrahmen
U = 3,50 W/(m²K)
g = 0,8
Isolierverglasung und
Kunststoffrahmen
U = 3,50 W/(m²K)
g = 0,8
Buderus ÖlNiedertemperatur-kessel
mit Nachtabsenkung
Zentral über Öl-Niedertemperaturkessel und indirekt
beheiztem Speicher
14
nach geplanter Sanierung
1
Sanierung 2014/2015
98,6 m²
308,2 m³
278,7 m²
0,90 m-1
Außenbeschichtung mit MIG-
ESP Flüssigdämmung®
U = 0,61 W/(m²K)
Innenbeschichtung mit MIG-
ESP Flüssigdämmung®
U = 2,17 W/(m²K)
Außenbeschichtung mit MIG-
ESP Flüssigdämmung®
U = 0,36 W/(m²K)
Innenbeschichtung mit MIG-
ESP Flüssigdämmung®
U = 2,23 W/(m²K)
Innenbeschichtung mit MIG-
ESP Flüssigdämmung®
U = 0,36 W/(m²K)
Innenbeschichtung mit MIG-
ESP Flüssigdämmung®
U = 0,92 W/(m²K)
Innenbeschichtung mit MIG-
ESP Flüssigdämmung®
U = 1,01 W/(m²K)
Isolierverglasung und Kunststoffrahmen
U = 3,50 W/(m²K)
g = 0,8
Isolierverglasung und Kunststoffrahmen
U = 3,50 W/(m²K)
g = 0,8
Buderus Öl-Niedertemperaturkessel mit Nachtabsenkung
Zentral über Öl-Niedertemperaturkessel und indirekt
beheiztem Speicher
Kurzfassung Studie Beschichtungen
vor Sanierung
Veränderung der energetischen Kenngrößen
Transmissionswärmeverlust (HT)
334 W/K
Jahresheizwärmebedarf (Qh)
24.268 kWh/a
Endenergiebedarf (QE)
28.895 kWh/a
Primärenergiebedarf (Qp)
32.600 kWh/a
Anlagenaufwandszahl (ep)
1,28
Heizlast (HL)
12.705 W
CO2-Emissionen
8.598 kg/a
Jahresenergiekosten
2.242 €/a
Darstellung an Energieeffizienzskala
15
nach geplanter Sanierung
absolut
Senkung
220 W/K
34,2 %
18.491 kWh/a
23,8 %
22.598 kWh/a
21,8 %
25.673 kWh/a
21,3 %
1,30
-8.819 W
30,6 %
6.772 kg/a
21,4 %
1.770 €/a
21,1 %
Kurzfassung Studie Beschichtungen
Anwendung der MIG-ESP Flüssigdämmung® zur Sanierung eines Einfamilienhauses
Variante 2:
Einschließlich Sanierung der Fenster, Fenstertüren, Modernisierung der Wärmeversorgung und Warmwasserbereitung (Aufbau Thermosolaranlage)
Einfamilienhaus (EFH)
Berlin-Biesdorf
Klimaregion 4
Referenzort: Potsdam
vor Sanierung
Wohneinheiten (WE)
1
Baujahr
ca. 1963
Gebäudenutzfläche (AN)
98,6 m²
Beheiztes Bruttovolumen (Ve)
308,2 m³
Wärmeübertragende Fläche (A)
278,7 m²
Kompaktheit (A/Ve)
0,90 m-1
Wärmeschutztechnische Qualität der Bauteile
Außenwände
ohne Dämmung
U = 0,78 W/(m²K)
Abseitenwand
Gaubenwand
Erdgeschossdecke
Dachgeschossdecke
Dachschräge
Kellerdecke
Fenster
Hauseingangstür und Terrassentür
(Fenstertüren)
Haustechnische Anlagen
Heizung
Warmwasserbereitung
ohne Dämmung
U = 2,48 W/(m²K)
ohne Dämmung
U = 0,41 W/(m²K)
ohne Dämmung
U = 2,54 W/(m²K)
ohne Dämmung
U = 0,39 W/(m²K)
ohne Dämmung
U = 1,17 W/(m²K)
ohne Dämmung
U = 1,18 W/(m²K)
nach geplanter Sanierung
1
Sanierung 2014/2015
98,6 m²
308,2 m³
278,7 m²
0,90 m-1
Außenbeschichtung mit MIG-
ESP Flüssigdämmung®
U = 0,61 W/(m²K)
Innenbeschichtung mit MIG-
ESP Flüssigdämmung®
U = 2,17 W/(m²K)
Außenbeschichtung mit MIG-
ESP Flüssigdämmung®
U = 0,36 W/(m²K)
Innenbeschichtung mit MIG-
ESP Flüssigdämmung®
U = 2,23 W/(m²K)
Innenbeschichtung mit MIG-
ESP Flüssigdämmung®
U = 0,36 W/(m²K)
Innenbeschichtung mit MIG-
ESP Flüssigdämmung®
U = 0,92 W/(m²K)
Innenbeschichtung mit MIG-
ESP Flüssigdämmung®
Isolierverglasung und
Kunststoffrahmen
U = 3,50 W/(m²K)
g = 0,8
Isolierverglasung und
Kunststoffrahmen
U = 3,50 W/(m²K)
g = 0,8
U = 1,01 W/(m²K)
Isolierverglasung und Kunststoffrahmen
U = 1,30 W/(m²K)
g = 0,55
Isolierverglasung und Kunststoffrahmen
U = 1,30 W/(m²K)
g = 0,55
Buderus ÖlNiedertemperatur-kessel
mit Nachtabsenkung
Zentral über Öl-Niedertemperaturkessel und indirekt
beheiztem Speicher
Öl-Brennwertkessel, hydraulischer Abgleich, Neueinstellung der Anlage
Zentral über Öl-Brennwertkessel und indirekt beheiztem
Solarspeicher, Solaranlage
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Kurzfassung Studie Beschichtungen
yor Sanierung
Veränderung der energetischen Kenngrößen
Transmissionswärmeverlust (HT)
334 W/K
Jahresheizwärmebedarf (Qh)
24.268 kWh/a
Endenergiebedarf (QE)
28.895 kWh/a
Primärenergiebedarf (Qp)
32.600 kWh/a
Anlagenaufwandszahl (ep)
1,28
Heizlast (HL)
12.705 W
CO2-Emissionen
8.598 kg/a
Jahresenergiekosten
2.242 €/a
Darstellung an Energieeffizienzskala
17
nach geplanter Sanierung
absolut
Senkung
220 W/K
34,2 %
16.482 kWh/a
32,1 %
16.686 kWh/a
42,3 %
19.292 kWh/a
40,8 %
1,09
-8.819 W
30,6 %
5.091 kg/a
40,8 %
1.338 €/a
40,3 %