Neue Technologien zur energetischen Sanierung Praxiserfahrung dämmstoffintegrierte Lüftungskanäle

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1 Neue Technologien zur energetischen Sanierung Praxiserfahrung dämmstoffintegrierte Lüftungskanäle Prof. Dr. Gerd Hauser FIW Wärmeschutztag Juni 2012, München

2

3 Die Szenarien belegen, die energetische Sanierung des Gebäudebestands ist der zentrale Schlüssel zur Modernisierung der Energieversorgung und zum Erreichen der Klimaschutzziele.

4 Nutzung erneuerbarer Energien in Deutschland 2009 bis Stromerzeugung Wärmeerzeugung Passive Solarenergie über Gebäudehüllen (nur Wohngebäude) Primärenergieeinsparung durch Energieeffizienzsteigerung im Gebäudebestand Quelle: BMU 2012, Hauser 2007 (aktualisiert)

5 Anforderungen bei Ersatz, Einbau, Erneuerung von Bauteilen (Auszug) Bei Änderungen von bestehenden Gebäuden greifen die Anforderungen, wenn der erstmalige Einbau, der Ersatz oder die Erneuerung einzelner Bauteile einen Anteil von 10 % der jeweiligen Bauteilfläche des gesamten Gebäudes übersteigt. Die Anforderungen gelten nur für den Bereich der Änderung! Bauteil Wohngebäude und Zonen von Nichtwohngebäuden mit Innentemperaturen > 19 C Zonen von Nichtwohngebäuden mit Innentemperaturen von 12 bis < 19 C Außenwände - Außendämmung - Innendämmung Außen liegende Fenster, Fenstertüren Dachflächenfenster Verglasungen Decken, Dächer und Dachschrägen Höchstwerte der Wärmedurchgangskoeffizienten U max 0,24 W/(m² K) 0,35 W/(m² K) 1,3 W/(m² K) 1,4 W/(m² K) 1,1 W/(m² K) 0,35 W/(m² K) 0,35 W/(m² K) 1,9 W/(m² K) 1,9 W/(m² K) keine Anforderung 0,24 W/(m² K) 0,35 W/(m² K) Flachdächer 0,20 W/(m² K) 0,35 W/(m² K)

6 Erforderliche Dämmstoffdicke

7 Modernisierungsempfehlungen zum Energieausweis

8 Modernisierungsempfehlungen zum Energieausweis

9 Sanierungshemmnisse Quelle: IFEU/TNS 2008

10 MFH 2007 MFH 2009 MFH Jahres-Wärmebilanz (Nutzenergiebedarf) [kwh/(m²a)] Trinkwarmwasserbereitung Lüftungswärmeverluste Transmissionswärmeverluste solare Gewinne (nutzbar) interne Gewinne (nutzbar) resultierende Nutzenergie

11 MFH 2007 MFH 2009 WRG MFH Jahres-Wärmebilanz (Nutzenergiebedarf) [kwh/(m²a)] Trinkwarmwasserbereitung Lüftungswärmeverluste Transmissionswärmeverluste solare Gewinne (nutzbar) interne Gewinne (nutzbar) resultierende Nutzenergie

12 Mechanische Lüftung im Winter Büro VOC Büro VOC Hörsaal CO 2 Bedarfsregelung über Luftqualität

13 Dämmstoffintegrierter Lüftungskanal

14 Dämmelement mit integriertem Lüftungskanal Ein handelsübliches Dämmelement wird fertigungstechnisch mit innenliegenden Kanälen direkt im Dämmstoff versehen. Patent der Fraunhofer-Instituts für Bauphysik Lizenznehmer Fa. Schwenk Dämmtechnik

15 Lüftungskanäle Die Dämmelemente bilden bei der Installation von rechten und linken Elementen den vertikalen Lüftungskanal an der Außenwand. Mit Hilfe von Kernbohrungen werden die Zu- und Abluftkanäle an die Räume angebunden. Die Anbindung an ein Zentrallüftungsgerät wird über Sammelleitungen im Sockelbereich eines Gebäudes hergestellt

16 FAW-System Kernbohrung Anschluss der Lüftungskanäle

17 Beispielgebäude Forschungsvorhaben Messung Druckverlust Temperaturen, Wärmerückgewinnungsgrad

18 Beispielgebäude Anschluß Zuluftseite über Sockelkanal Kreuzungsfreie Luftführung über Stichkanal im Kellerbereich

19 Dämmsystem mit integrierten Lüftungskanälen Umsetzung

20 FAW-System Montage Fassadendämmung neowall 032 Integration der Lüftungskanalplatten

21 Temperatur Profil

22 Kanal Profil

23 Systembezogener Wärmerückgewinnungsgrad WRG, System ZU, R AB, R AU AU WRG, Gerät ZU AB AU AU

24 Wärmerückgewinnung Lüftungsgerät / System Wärmerückgewinnungsgrad WRG 1,0 [ 0,9 - ] _Messungen_Haroldstraße 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Fraunhofer-Institut für Bauphysik [ C 8 ] 10 Außenlufttemperatur WRG,Gerät WRG,System Mittelwert: WRG,SYS = 59 %

25 Vergleich Messung mit dynamischer Simulation Temperatur _Validierung [ C 20 ] Fraunhofer-Institut für Bauphysik Außenluft Zuluft gemessen Zuluft simuliert

26 Akustische Bewertung Schalldämmung der Fassade gegenüber Außenlärm (Pfad 1) 2.Schall-Längsdämmung zwischen den durch das Lüftungssystem verbundenen Räumen (Pfad 2) 3.Geräuschentstehung in den Räumen durch Ventilatoren und Strömung.

27 Akustische Bewertung 1.Schalldämmung der Fassade gegenüber Außenlärm (Pfad 1) Das Schalldämm-Maß der Außenwände mit Wärmedämm-Verbundsystemen hängt im Wesentlichen von der Schalldämmung der Wand ab, die frequenzabhängig durch die vorgesetzte und verputzte Dämmschicht beeinflusst wird. Weitere Details, wie z.b. Dämmstoffdübel, können sich ebenfalls auf die Schalldämmung auswirken. Eine Beeinträchtigung der resultierenden Schalldämmung durch die hier betrachteten schlanken Lüftungskanäle ist nicht zu erwarten. Die dynamische Steifigkeit und das Dämpfungsverhalten der Dämmschicht bestimmen deren akustische Wirkung und beide Materialparameter bleiben nahezu unverändert.

28 Akustische Bewertung 2. Schall-Längsdämmung zwischen den durch das Lüftungssystem verbundenen Räumen (Pfad 2) Bei der Bewertung der Schall-Längsdämmung über das Lüftungssystem sind die Schalleintrittsfläche (bezogen auf die Fläche der flankierenden Außenwand) im Senderaum, die Ausbreitungsdämpfung entlang der kürzesten Kanalstrecke und die Mündungsreflexion am Austritt in den Empfangsraum zu betrachten. Hinzu kommen die akustischen Eigenschaften der Luftdurchlässe einschließlich ihrer jeweiligen Position im Raum sowie in geringerem Umfang Umlenkungen und Querschnittsübergänge entlang der Kanalstrecke. Bereits vor dem Austritt in den Senderaum kompensiert die Schalldämpfung im Kanal das Loch in der Wand und die insbesondere tieffrequent wirksame Mündungsreflexion am Luftauslass verbessert die akustische Bilanz zusätzlich.

29 Emissionen

30 Ergebnisse Quelle: Fraunhofer-Institut für Bauphysik: Prüfbericht für Schwenk Dämmtechnik GmbH & Co. KG, Holzkirchen, 2012

31 4 Zusammenfassung Zusammenfassend kann festgestellt werden: Zu allen Probenahme-Zeitpunkten (3, 14, 28, 35, 56, 77) des Prüfkammerexperiments konnte mit dem angewandten Untersuchungsverfahren kein cancerogener Stoff gemäß AgBB-Schema nachgewiesen werden. Die Emissionen an flüchtigen organischen Verbindungen lagen an allen Tagen (3, 14, 28, 56, 77) unter den durch das AgBB-Schema vorgegebenen Grenzen. AgBB : Ausschuss zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten Quelle: Fraunhofer-Institut für Bauphysik: Prüfbericht für Schwenk Dämmtechnik GmbH & Co. KG, Holzkirchen, 2012

32 FAW-System vorher

33 FAW-System nachher

34 Systemoptimierung Prototyp -> Pilotvorhaben - Raue Oberfläche - Leckagen über Stoßfugen - Kanalausschnitt mit Heißdraht Serientyp -Verbesserung Systemdichtheit, geringere Leckagevolumenströme - Optimierung hydraulische Oberfläche, geringere Druckverluste

35 Systemoptimierung

36 Die energetische Sanierung des Gebäudebestands ist der Schlüssel für eine erfolgreiche Energiewende!

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