Reihenuntersuchung: Luftdichtheit von Wohngebäuden in Frankfurt

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1 ENERGIEREFERAT Reihenuntersuchung: Luftdichtheit von Wohngebäuden in Frankfurt Messzeitraum 12/ /2002 im Mai 2002 Bearbeiter: Energiereferat Stadt Frankfurt am Main Wohngebäude/Haustechnik Wolfgang Steins Galvanistraße Frankfurt am Main Tel: (069) Fax: (069)

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3 Anlass Obwohl alle Gebäude aufgrund baurechtlicher Anforderungen (s. DIN Abschnitt 6.2) in der wärmeübertragenden Hülle dauerhaft und luftundurchlässig abgedichtet werden müssen, findet diese Tatsache bei vielen an Planung und Bauausführung Beteiligten leider nach wie vor nicht hinreichende Beachtung. Als Folge können Bauherren die Erfahrung machen, dass trotz guter Wärmedämmung der Außenbauteile die rechnerisch ermittelten Energieverbrauchswerte im tatsächlichen Betrieb nicht realisiert werden und sogar Bauschäden auftreten können. Das Energiereferat der Stadt Frankfurt hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, diesem Umstand Rechnung zu tragen und daran mitzuwirken, eine stärkere Sensibilisierung der an Planung und Bauausführung Beteiligten für den Bereich Luftdichtheit von Gebäuden zu erreichen. Kooperationspartner Da das Energiereferat der Stadt Frankfurt am Main selbst über keine geeigneten Geräte zur Messung der Gebäudedichtheit verfügt, wurde zur Durchführung der Untersuchungen eine Kooperation mit der SÜWAG Energie AG, Frankfurt eingegangen. Von Seiten des Energiereferats der Stadt Frankfurt am Main wurden die Gebäude während des Drucktests gleichzeitig mit einer Infrarot-Thermographie-Kamera auf markante Leckstellen hin untersucht. Förderung Im Rahmen der Reihenuntersuchung wurde von beiden Kooperationspartnern ein Förderprogramm aufgelegt. Hierfür wurden folgende Fördermittel bereitgestellt: SÜWAG Energie AG: 2224,00 (in Form eines vergünstigten Messpreises) Stadt Frankfurt: 521,50 (in Form eines Zuschusses zum Messpreis der SÜWAG AG sowie kostenlose IR-Thermographie) Zehn Antragsteller konnten Ihr Gebäude hierdurch zu einem geförderten Preis von jeweils 161,71 auf Luftdichtheit hin untersuchen lassen. Messverfahren und eingesetzte Geräte Die Bestimmung der Luftdichtigkeit der Gebäudehülle erfolgte mit dem so genannten Blower-Door-Test. Bei diesem Verfahren wird der Luftwechsel des Gebäudes bei definierter Druckdifferenz zwischen Gebäudeinnerem und Außenumgebung gemessen. Eine detaillierte Beschreibung der Messung findet sich in der Fachinformation Nr. 3.4 der HessenEnergie Blower-Door-Messung, Leitfaden Gebäudedichtigkeitsprüfung. 1 Für die Messungen der Luftdichtheit kam eine Minneapolis Blower Door zum Einsatz. 1

4 Die Infrarot-Thermographie-Aufnahmen wurden mit einer ThermaCam PM595 der Firma FLIR erstellt. Untersuchte Objekte Im zur Verfügung stehenden Zeitraum konnten lediglich neun der zehn ursprünglich vorgesehenen Objekte untersucht werden. Das Objekt Nr. 10 war zum Zeitpunkt des Auslaufens des Messprogramms noch nicht in einem Zustand, der eine Dichtheitsprüfung erlaubt hätte. Die Objekte waren überwiegend neueren Datums (Erstellungsjahre 2000 bis 2002), lediglich ein Haus wurde bereits in 1995 errichtet. Alle untersuchten Gebäude sind Niedrigenergiehäuser im Sinne des Eigenheimzulagegesetzes. Sie unterschreiten die Anforderungen der Wärmeschutzverordnung 1995 hinsichtlich des rechnerischen Heizenergiebedarfs um mindestens 25 Prozent. Charakterisierung der gemessenen Objekte Nr. Baujahr Typ* Lüftungsart Bauart Q``H in kwh/m²a EFH Natürlich Massiv n.b MFH 52 WE Mech. Lüftungsanlage Massiv MFH 38 WE Natürlich Massiv n.b DHH Natürlich Massiv MFH 4 WE Natürlich Massiv RMH Mech. Lüftungsanlage Massiv REH Natürlich Massiv RMH Natürlich Holztafelbau RMH Natürlich Massiv 51 Erläuterung: * EHF (Einfamilienhaus), MFH (Mehrfamilienhaus), RMH (Reihenmittelhaus), REH (Reihenendhaus) Q``H (rechnerischer Heizenergiebedarf lt. Wärmeschutzverordnung 95) Messergebnisse und Bewertung Die unter den Messbedingungen (50 Pascal Druckdifferenz zwischen Innen- und Außenluft, dargestellt als n 50 -Wert) errechneten Luftwechselraten der untersuchten Objekte sind in der nachfolgenden Tabelle dargestellt. Die hier aufgeführten Werte stellen dabei Mittelwerte aus den Messungen bei Unter- und Überdruck dar. In den beiden großen Mehrfamilienhäusern (Nr. 2 und Nr. 3) wurde jeweils eine Wohneinheit im Erdgeschoss und im Dachgeschoss vermessen. Für die Bewertung der Ergebnisse ist es erforderlich, zwischen Gebäuden mit natürlicher Lüftung (Fensterlüftung) und solchen mit Lüftungsanlagen zu unterscheiden. In der DIN werden Grenzwerte für Luftwechselraten genannt, die bei der Überprüfung der Gebäudedichtheit einzuhalten sind. Diese betragen 2

5 bei Gebäuden ohne raumlufttechnische Anlagen: 3 h -1 bei Gebäuden mit raumlufttechnischen Anlagen (auch Abluftanlagen): 1,5 h -1 Unabhängig von der Lüftungsart empfiehlt es sich jedoch, bei allen Niedrigenergiehäusern und besonders bei Gebäuden in windexponierten Lagen eine Luftwechselrate von kleiner oder gleich 1 h -1 einzuhalten. 1 Gemessene Luftwechselraten Nr. 1 2a 2b 3a 3b Lage WE - EG DG EG DG - DG n 50 /h -1 1,35 2,17 5,48 2,05 1,70 1,63 2,00 2,61 2,75 5,09 2,42 Messfehler/h -1 0,12 0,15 0,49 0,15 0,11 0,09 0,14 0,17 0,17 0,33 0,14 Grenzwert DIN erfüllt? Ja Nein Nein Ja Ja Ja Ja Nein Ja Nein Ja Empfehlung für NEH erfüllt? Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein Anmerkung: Die Objekte 1, 4 sowie 6 bis 9 sind Einfamilienhäuser und wurden jeweils als Gesamtobjekt vermessen Das Ergebnis spricht für sich: Den für Niedrigenergiehäuser empfohlenen n 50 -Wert von 1 h -1 für die Luftwechselrate erreicht keines der untersuchten Objekte. Im Durchschnitt liegen die ermittelten Werte um über 200 Prozent über diesen Empfehlungen. Die Grenzwerte der DIN werden in der Regel eingehalten. In zwei Wohnungen wurden sie jedoch deutlich überschritten. Eine dieser Wohnungen (zugleich die mit dem höchsten gemessenen Wert) ist zudem noch mit einer mechanischen Lüftungsanlage ausgestattet. Dies hat zur Folge, dass unabhängig von der Wetterlage kontinuierlich kalte Luft durch die Leckagen in die Wohnung strömt. Dies zieht erhöhten Heizwärmeverbrauch mit entsprechenden Kosten nach sich. Anmerkung: Nach der seit Februar 2002 geltenden Energieeinsparverordnung (EnEV) kann optional (bei natürlicher Lüftung) bzw. muss (bei Einbau von Lüftungsanlagen) die Dichtheit der Gebäudehülle sichergestellt werden. Anforderungswerte sind die o.a. Werte der DIN , die durch einen Blower-Door-Test festgestellt werden müssen. Sofern die Anforderungswerte eingehalten worden sind, kann hierfür ein Bonus im rechnerischen Nachweis des Jahres-Heizenergiebedarfs angesetzt werden. 3

6 Typische Leckagen Nachfolgend sind einige Problempunkte aufgeführt, die bei den von uns durchgeführten Messungen angetroffen wurden. Die Aufzählung ist nicht als vollständig anzusehen. Hinweise zu weiteren kritischen Stellen können den im Anhang aufgeführten Quellen entnommen werden (hier insbesondere 1, 3 ). Fenster (hier insbesondere schlechte Justierung der Flügel, Gummidichtungen nur in einer Richtung dichtend) Rollladengurtdurchführungen, Rollladenkästen Einbindung Dachfenster in Dachstuhl (mangelhafte Anbindung der Dampfsperre) Installationsschächte Kabeldurchführungen im Dachgeschoss durch ungeheizten Spitzboden Anschluss Fußboden-Wand Anbindung der Dampfsperren an Pfetten Fehlende Dichtungen an Kellertüren, Spitzbodenluken etc. Empfehlungen und Konsequenzen Die Notwendigkeit des luftdichten Bauens soll an dieser Stelle (trotz immer noch vernehmbarer gegenteiligen Auffassungen) nicht mehr erneut begründet werden. Bleibt die Frage, was getan werden muss, damit am Ende des Bau-Prozesses tatsächlich ein dichtes Haus entstehen kann. 1. Der Bauherr sollte vor dem ersten Gespräch mit seinem Architekten darüber informiert sein, dass mit der Methode des Blower-Door-Tests ein hervorragendes Instrument zur Qualitätskontrolle am Bau verfügbar ist. 2. Aufgabe des Architekten ist es danach, im Rahmen der Entwurfs- und Detailplanung ein Luftdichtheits-Konzept zu erstellen. Dies heißt insbesondere, dass der Verlauf der luftdichtenden Ebenen, die Art der flächen- und fugendichtenden Materialien, die Verbindungsmittel, die Montagetechniken und die für die sachgerechte Herstellung erforderliche Bauabfolge geplant und festgelegt werden. Die Ergebnisse des Luftdichte-Konzepts sind dann eindeutig und klar abgegrenzt in Ausschreibung und Auftragsvergabe für die Herstellung der einzelnen luftdichtenden Schichten und der Anschlüsse an die einzelnen Gewerke zu übertragen. Bisher kann im Regelfall noch nicht erwartet werden, dass das angestrebte Qualitätsniveau ohne eine solche Vorplanung und Koordinierung seitens der ausführenden Firmen bei der Kostenkalkulation, Materialdisposition und Ausführungsqualität berücksichtigt wird oder dass die betroffenen Gewerke sich aus eigener Initiative ausreichend über sinnvolle Bauabfolgen abstimmen. Im Rahmen der Bauleitung ist die sachgerechte Ausführung intensiv zu kontrollieren, bauorganisatorisch ist sicherzustellen, dass ein geeigneter Bauzwischenzustand für eine Luftdichtheitsmessung zustande kommt, zu der die luftdichtenden Schichten zwar fertiggestellt, aber noch zugänglich sind und nachher nicht mehr beschädigt werden. Alle durchdringenden Installationen sollten schon eingebaut sein. 4

7 3. Die Luftdichtemessung selbst ist die einzige wirklich funktionierende Form der Qualitätskontrolle und Voraussetzung für eine korrekte Teilabnahme. Sie sollte in Anwesenheit der betroffenen Gewerkevertreter vorgenommen werden, so dass Mängel einvernehmlich identifiziert, Verursachern zugeordnet und Nachbesserungen direkt beauftragt werden können. Dank Danken möchten wir an dieser Stelle der SÜWAG Energie AG, Frankfurt für die Förderung der Messungen im Rahmen dieser Untersuchung sowie die Bereitschaft, die Messgeräte für den Blower-Door-Test zur Verfügung zu stellen. Besonderer Dank gilt Herrn Peter Müller für die sehr kooperative und konstruktive Zusammenarbeit. Literaturhinweise 1 HessenEnergie, Blower-Door-Messung, Leitfaden Gebäudedichtigkeits-Prüfung für Bauherren und Planer, Wiesbaden, DIN (2001) Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden, Teil 7: Luftdichtheit von Gebäuden 3 Studie "Baupraxis Niedrigenergie-Häuser in Nordrhein-Westfalen". Erhältlich auf CD-Rom bei der Energieagentur NRW, Morianstr. 32, Wuppertal, Tel: 0202 / , Internet: Broschüren-Hotline: /

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9 Anhang (Fotodokumentation ausgewählter Thermographie-Aufnahmen) Fehlende Gummidichtung in Kelleraußentür (Zugerscheinung nicht durch Steckdose!) Leckage durch Spalt an Rollladenkasten Mangelhafte Einbindung eines Dachflächenfensters in die luftdichtende Schicht

10 Durchdringung der luftdichtenden Schicht durch Kabelführung Kaltlufteintritt durch nachträglich installierten Versorgungsschacht für Küche Undichtigkeit an Toilettenspülkasten (Aufnahme nach 30 Min. Unterdruck)

11 Problembereich freiliegende Balken im Dachgeschoss Problembereich Anschlussfuge Fußboden- Wand