Wärmebrücken im Wohnungsbau - Vermeidung von Schimmelbildung

Transkript

1 Wärmebrücken im Wohnungsbau - Vermeidung von Schimmelbildung Dipl.-Ing. (FH) Tobias Schneiderhan Winnenden Halle (Saale) Bottrop München Bretten

2 Gliederung 1. Einleitung 2. Beurteilungsgrundlagen 3. Berechnungsbeispiele mit Bewertung 2

3 Einleitung Definition und Auswirkung einer Wärmebrücke Örtlich begrenzter erhöhter Wärmeverlust in einer gedämmten Konstruktion örtlich begrenzt verringerte Oberflächentemperaturen im Bereich der Wärmebrücke 3

4 Einleitung Wärmebrückenarten stoffbedingte Wärmebrücken (Wechsel der Wärmeleitfähigkeit) 4

5 Einleitung Wärmebrückenarten Geometrische Wärmebrücken Wärmeaufnehmende Fläche kleiner als wärmeabgebende Fläche 5

6 BEURTEILUNGSGRUNDLAGEN 6

7 Beurteilungsgrundlagen Anforderungen nach DIN Seit der Fassung vom März 2001 gelten zahlenmäßige Mindestanforderungen Folgende Randbedingungen sind anzusetzen: Relative Raumluftfeuchte: 50 % Raumlufttemperatur: 20 C Außenlufttemperatur: -5 C Relative Luftfeuchte an der oberflächennahen Grenzschicht : max. 80 % Minimale Oberflächentemperatur 12,6 C 7

8 WÄRMEBRÜCKENDETAILS 8

9 Wärmebrückendetails Attikaecke nach DIN 4108 Beiblatt 2 Bild 87 aus Beiblatt 2 Stahlbeton Außenputz Innenputz Mauerwerk Wärmedämmung 9

10 Wärmebrückendetails Attikaecke nach DIN 4108 Beiblatt 2 Detail erfüllt Unbedenklichkeitskriterien: Ausführung der Kanten nach Beiblatt 2 keine weitere Störung der Dämmebene Oberflächentemperatur in der Kante: 13,2 C der Ecke: 8,9 C Schimmelgefahr ab 40 % Luftfeuchte! 10

11 Ausgeführte Praxisbeispiele

12 Wärmebrückendetails Ecke über Tiefgarage Stahlbeton Estrich KS-Mauerwerk Innenputz Estrichdämmung Wärmedämmung 12

13 Wärmebrückendetails Ecke über Tiefgarage (V1) Praktische Ausführung Dämmung an der Deckenunterseite: 120 mm Randdämmstreifen 50 cm nach unten geführt (Dicke 60 mm) Oberflächentemperatur in der Kante: 13,0 C der Ecke: 10,8 C 13

14 Wärmebrückendetails Ecke über Tiefgarage (V2) Praktische Ausführung Dämmung an der Deckenunterseite: 120 mm Randdämmstreifen 50 cm nach unten geführt (Dicke 60 mm) Oberflächentemperatur in der Kante: 14,6 C der Ecke: 12,6 C ISO-Kimmschicht Oft baulich bedingt nicht möglich (z. B. Geschosswohnungsbau) 14

15 Wärmebrückendetails Ecke über Tiefgarage (V3) Praxisferne Ausführung! Dämmung an der Deckenunterseite: 180 mm Randdämmstreifen 150 cm nach unten geführt (Dicke 180 mm) Oberflächentemperatur in der Kante: 14,5 C der Ecke: 12,8 C 15

16 Wärmebrückendetails Ecke über Tiefgarage (V3) Möblierung mit Abstand an Außenwand: Neuberechnung vorheriges Detail (extreme nicht praxistaugliche Dämmmaßnahmen) Oberflächentemperatur in der Kante: 12,8 C der Ecke: 10,8 C Temperaturabsenkung in der Ecke um 2,0 K 16

17 Wärmebrückendetails Ecke über Tiefgarage (V3) Möblierung direkt an Außenwand: Neuberechnung vorheriges Detail (extreme nicht praxistaugliche Dämmmaßnahmen) Oberflächentemperatur in der Kante: 10,3 C der Ecke: 8,3 C Temperaturabsenkung in der Ecke um 4,5 K 17

18 Wärmebrückendetails Bei Einbauschränken in Küchen ist fehlender Wandabstand der Regelfall. 18

19 Wärmebrückendetails Innerer Wärmeübergangswiderstand / Möblierung Bestimmte Details lassen sich allein durch Maßnahmen der Wärmedämmung nicht ausreichend dimensionieren Es sind zusätzliche Maßnahmen erforderlich, z. B. Fußbodenheizung bei Wohnungen über Tiefgarage oder zumindest durchgeschleifte Heizkörper- Zuleitung Sperrflächen für Möblierung in Architektenplänen? 19

20 Wärmebrückendetails 20

21 ENDE 21

22 AUSGEFÜHRTE PRAXISBEISPIELE 22

23

24 Ausgeführte Praxisbeispiele

25 Ausgeführte Praxisbeispiele

26 Ausgeführte Praxisbeispiele

27 27

28 Beurteilungsgrundlagen Relative Raumluftfeuchte 50 % Auf Basis umfänglicher Studien wissenschaftlich ermittelt: Quelle: Heilemann, K.-J., Heinrich, J., Wichmann, H.-E. und Bischof, W.: Raumklimatische Bedingungen in Wohnräumen eine Vergleich zwischen Hamburg und Erfurt. Gesundheits-Ingenieur 120 (1999) H. 5, S

29 Beurteilungsgrundlagen Relative Raumluftfeuchte 50 % Auf Basis umfänglicher Studien wissenschaftlich ermittelt: Quelle: WTA-Merkblatt /D: Simulation wärme- und feuchtetechnischer Prozesse. Mai

30 Beurteilungsgrundlagen Feuchte an der Bauteiloberfläche 80 % Effekt der Kapillarkondensation von Bauteilen mit kapillarporösen Baustoffen: bereits bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 80 % über der Oberfläche beginnt eine Feuchtezunahme der Baustoffe, die ein Schimmelwachstum begünstigen kann Physikalisch nachvollziehbar in den Isoplethensystemen gefasst 30

31 Beurteilungsgrundlagen Feuchte an der Bauteiloberfläche 80 % Isoplethensysteme: Grenzwert nach DIN (Tapeten, GK) (Putz) LIM: Lowest Isopleth for Mould 31

32 Beurteilungsgrundlagen Außentemperatur -5 C Berücksichtigung der Trägheit massiver Bauteile 32

33 Beurteilungsgrundlagen Außentemperatur -5 C Berücksichtigung der Trägheit massiver Bauteile Bei Leichtbauteilen (Fenstern, Blechdächer) ist die Trägheit geringer, allerdings hat man es bei diesen Bauteilen in der Regel mit kapillar nicht saugfähigen Oberflächen zu tun. Resultat: Randbedingungen sind für die Praxisanwendung sinnvoll! 33

34 Beurteilungsgrundlagen Anforderungen nach DIN Bestimmung der normierten Temperaturdifferenz: f si,min e Rsi Mit den genannten Randbedingungen: f Rsi 0,7 i e 34

35 Beurteilungsgrundlagen DIN : Mindestwärmeschutz Maßnahme, die an jeder Stelle der Innenoberfläche der Systemgrenze bei ausreichender Beheizung und Lüftung unter Zugrundelegung üblicher Nutzung ein hygienisches Raumklima sicherstellt, so dass Tauwasserfreiheit durch wärmebrückenreduzierte Innenoberflächen von Außenbauteilen im Ganzen und in Ecken gegeben ist. 35

36 Beurteilungsgrundlagen DIN : Stellungnahme Normenausschuss vom der zuständige Normenausschuss NA ist tatsächlich der Ansicht, daß die Forderung f Rsi 0,70 für die zweidimensionale Kante gilt, nicht jedoch für die dreidimensionale Ecke... Insofern besteht seitens der DIN keine zahlenmäßige Mindestanforderung an den Temperaturfaktor für dreidimensionale Wärmebrücken. Widerspruch zum Normtext. Keine physikalische Begründung. 36

37 Beurteilungsgrundlagen Neuregelung DIN : Keine Änderung zur bisherigen Fassung 37

38 Beurteilungsgrundlagen Neuregelung DIN : Anforderung f Rsi 0,7 gilt jetzt auch in der Ecke! Aber: Unbedenklichkeitskriterium 38

39 Beurteilungsgrundlagen Neuregelung DIN : f Rsi 0,70 39

40 Wärmebrückendetails Innerer Wärmeübergangswiderstand / Möblierung Die zuvor gezeigten Berechnungen sind entsprechend den Vorgaben der DIN : mit Rsi = 0,25 m²k/w durchgeführt worden. Der inneren Wärmeübergangswiderstand ist von mehreren Faktoren abhängig: 1. Platzierung der Möblierung und deren Wandabstände 2. Vorhänge 3. Lage zu Heizflächen (operative Temperatur an der Bauteiloberfläche) 4. Grundrisseinflüsse (z. B. Erker) 5. Kaltluftabfälle an Fenstern 6. Lage von Außenluftdurchlässen Kann dieser eine Rsi alle baulichen Situationen richtig abbilden? 40

41 Wärmebrückendetails Innerer Wärmeübergangswiderstand / Möblierung Auszug aus DIN Fachbericht : Auszug aus DIN EN ISO 13788: : Was ist richtig? 41

42 Wärmebrückendetails Innerer Wärmeübergangswiderstand / Möblierung Messtechnische Untersuchungen (IBP, Jürgen Rath) haben ergeben, dass sich der Rsi hinter Möbeln wie folgt erhöht: hinter Einbauschränken: R si = 1,00 m²k/w hinter freistehenden Schränken: R si = 0,50 m²k/w Werte sind im DIN Fachbericht als sogenannter R si,äq (äquivalenten Wärmeübergangswiderstand) enthalten. 42

43 Wärmebrückendetails Beispiel einer Einbauküche vor einer Fensterwand 43

44 Wärmebrückendetails Beispiel einer Einbauküche vor einer Fensterwand f Rsi << 0,7 Situation Temperaturfaktor f Rsi berechnet Anforderung Beurteilung Paneel in der Fläche 0,46 0,70? (nicht erfüllt) Fensterrahmen 0,31 (früher 0,60) nicht erfüllt 44

45 Wärmebrückendetails Beispiel einer Einbauküche vor einer Fensterwand: Die Norm sagt: Der frühere Verweis auf DIN EN ISO ist in der Neufassung der Norm entfallen. Fazit: Alles DIN-gerecht geplant, Schaden unvermeidlich. 45