Seminararbeit Im Seminarfach Technik Eingebunden in das Projekt: Grüner Aal

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1 Seminararbeit Im Seminarfach Technik Eingebunden in das Projekt: Grüner Aal Thema: Thermographieanalyse des Schubart Gymnasiums, Betrachtung der Energieverluste der Gebäudehülle Verfasser: Jonathan Petasch Hegelstr.111/ Aalen Erstellt am: Betreuerin: A. Müller

2 Inhalt: Beinhaltet die Grundlagen der Thermographie, Thermographieaufnahmen inkl. Analyse, Wärmeverlustrechnung auf Grundlage von Richtwerten und Begriffserklärungen. Auswirkungen einer energetischen Sanierung. Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Vorgehensweise Einführung in die Thermographie Physikalische Grundlagen Infrarot-Strahlung Der Emissionsgrad Epsylon (ε) Berechnung der Energieverluste Wärmedurchgang Der U-Wert (früher auch K-Wert) Dämmeigenschaften verschiedener Baustoffe im Vergleich: Wichtige Begriffe in der Gebäudethermographie Wärmebrücken Thermische Behaglichkeit Einfluss von Oberflächen- und Lufttemperatur Dichtheit der Gebäudehülle Messung mit der IR-Kamera in der Praxis allgemeine Messbedingungen Messablauf Auswertung der Aufnahmen Thermographiebericht des Schubartgymnasiums Gliederungshinweise Allgemeine Daten Lageplan des Schubart Gymnasiums Außenwand Dach Fenster: Türen Berechnung der Transmissionswärmeverluste Ist-Zustand Beispielrechnung mit Isolierglasfenstern Beispielrechung nach einer optimalen Renovierung Diskussion der Ergebnisse Fazit Allgemein Einzelne Bereiche Auswirkungen einer Sanierung Fazit - Zusammenfassung Danksagung Anhang Grüner Aal Tabelle: Emissionswerte Tabellen verschiedener U-Werte Umrechnung verschiedener Energieträger Verbrauchsentwicklung Heizwärme Schubart Gymnasium Erklärung...44

3 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1 Grafik zum Planck`schen Gesetz...4 Abbildung 2 Dämmeigenschaften verschiedener Baustoffe...5 Abbildung 3 geometrisch bedingte Wärmebrücke...6 Abbildung 4 Grafik Behaglichkeitsbereich...7 Abbildung 5 Diagramm Gefahrenbereich der Schimmelpilzbildung...9 Abbildung 6 Ansicht im Auswerteprogramm Abbildung 7 Lageplan des Schubartgymnasiums...13 Abbildung 8 Sicht auf Außenwand Seitenflügel (Ostseite)...14 Abbildung 9 Sicht auf die Außenwände des SG (Ostseite)...15 Abbildung 10 Heizkörpernische...16 Abbildung 11 Wanddetails UG - Nordseite...17 Abbildung 12 OG und Dach...18 Abbildung 13 Dach...19 Abbildung 14 Vergleich Metallfenster mit Isolierglas Holzfenster...21 Abbildung 15 typisches Holzfenster - außen...22 Abbildung 16 Holzfenster außen - Detail...23 Abbildung 17 Holzfenster innen Detail...24 Abbildung 18 Metallfenster neu - außen...25 Abbildung 19 Vergleich Metallfenster neu - alt...26 Abbildung 20 Metallfenster innen...27 Abbildung 21 Türe UG...28 Abbildung 22 hintere Eingangstüre...29 Abbildung 23 Haupteingangstüre...30

4 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie 1 1 Einleitung In den letzten Jahren sind die Preise für Rohstoffe wie Erdöl und Erdgas kontinuierlich gestiegen. Dies resultiert vor allem aus dem gestiegenen Bedarf der Schwellenländer, wie China und Indien, aber auch aus der Begrenztheit dieser Rohstoffe. Außerdem wird durch die Verbrennung von Erdöl und Erdgas CO2 ausgestoßen, welches in hohem Maß als Umwelt- und Klimaschädlich angesehen wird. Dies führt dazu, dass man sich auf höchster Ebene Gedanken über umweltbewusstes und Ressourcen schonendes Energiemanagement macht. Dabei verdient besonders der Aspekt der Energieeinsparung hohe Aufmerksamkeit. Gerade im Altbaubereich gibt es diesbezüglich sehr hohe Kapazitäten. Bei den meisten Gebäuden, die älter als 25 Jahre sind, wurde auf Isolierung und Energieeffizienz noch keinen Wert gelegt. Nach einer Studie der TU Dresden verbrauchen Altbauten dreimal soviel Heizenergie wie Neubauten. Auch im Gebäudebestand der Stadt Aalen gibt es viele Altbauten, die durch eine energetische Sanierung Heizenergie und somit Kosten einsparen könnten. Am Beispiel des Schubart Gymnasiums erstelle ich einen Thermographiebericht, welcher den energetischen Ist-Stand des Gebäudes analysiert. Außerdem nimmt das Schubart-Gymnasium Aalen an dem Projekt Grüner Aal der lokalen Agenda 21 teil. Der Grüne Aal ist ein Umweltzertifikat, welches besonders umweltbewusste Schulen auszeichnet. Es soll das Umweltbewusstsein der Schüler und Lehrer stärken und die Schule als umweltfreundlich auszeichnen. Dazu wurden verschiedene Projekte ins Leben gerufen, unter anderem das Projekt energetische Ist-Stand-Analyse. Im Rahmen dieses Projektes verfasse ich meine Seminararbeit, wobei ich mich vor allem auf die Gebäudethermographie zur Erfassung von Energielecks in der Gebäudehülle spezialisiere. Im Nächsten Kapitel zeige ich eine Übersicht über einen möglichen Ablauf von der Idee einer energetischen Sanierung bis zum Bewerten der Möglichkeiten. Sie dient auch zur Einordnung der Gebäudethermographie in diesen Prozess.

5 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie 2 2 Vorgehensweise Einordnung der Thermographie in den Prozess der energetischen Sanierung. (die gelb unterlegten Themen werden in dieser Seminararbeit betrachtet) Gesundes und angenehmes Raumklima schaffen Einführung Grüner Aal am SG Warum energetische Sanierung? Umweltbelastung reduzieren Energiesparverordnung umsetzen Ressourcen einsparen ( Öl, Gas) Baujahr Sichtbare Bauschäden, bereits festgestellte Bauschäden Aufnahme Ist Stand Ist - Energieverbrauch Bestand: Fenster, Wände, Materialien, Abmessungen Energiebilanzverfahren: Berechnung der Wärmeverluste mit allg. Richtwerten Mögliche Verfahren zur Erfassung der Wärmeverluste Thermographie (Verfahren zur Ermittlung der Wärmeverteilung) Physikalische Grundlagen Funktionsweiße der IR-Kamera (Thermographie Kamera) Thermographie der Bausubstanz Aufnahmeverfahren, Aufnahmebedingungen Aufnahmen durchführen und Dokumentation mit Fotos Vergleich der Aufnahmen Gemeinsamkeiten und Unterschiede ermitteln Analyse der Messdaten Auffälligkeiten auswerten (Farbsprünge = Temperatursprünge) Zusatzinformationen bei der Analyse mit einbeziehen Abgleich der Analyse mit der Realität Zusammenfassung Ist - Zustand Energiebilanz und Umweltverträglichkeit der Dämmstoffe beachten Verträglichkeit mit Schulalltag Aufzeigen von Verbesserungsvorschlägen mit Einsparungspotential Kosten - Nutzen Denkmalschutz

6 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie 3 3 Einführung in die Thermographie Für die Thermographie wird eine spezielle Kamera verwendet, die im Prinzip wie eine Digitalkamera funktioniert. Der Sensor der Kamera ist aber auf den Infraroten Wellenlängenbereich ausgelegt. Mit der Thermographie-Kamera oder Infrarot-Kamera werden Oberflächentemperaturen ermittelt. Dazu werden die für das menschliche Auge unsichtbaren Infrarotstrahlen (Wärmestrahlen) gemessen und in ein Wärmebild umgewandelt. In einem Wärmebild entsprechen helle Farben hohen Temperaturwerten und dunkle Farben niedrigen Temperaturwerten. Diese Bilder können anschließend analysiert werden, um beispielsweise Wärmebrücken, Durchfeuchtungen oder Luftströmungen in der Gebäudehülle aufzuzeigen. Die Thermographie ist vor allem geeignet, um lokale Temperaturunterschiede und Temperatursprünge zu ermitteln (relative Messung). Dies reicht aus, um Problemstellen in der Gebäudehülle zu erkennen. Durch eine Kalibrierung kann auch die absolute Oberflächentemperatur ermittelt werden. 4 Physikalische Grundlagen 4.1 Infrarot-Strahlung Jeder Körper, dessen Temperatur oberhalb des absoluten Nullpunktes (-273 C oder 0K ) liegt, emittiert Energie in Form von elektromagnetischen Wellen, die so genannte Infrarot- Strahlung (Wärmestrahlung). Diese ist für das menschliche Auge nicht sichtbar, da sie mit einer Wellenlänge von 0,78 µm bis 1,0 mm langwelliger ist als das sichtbare Licht. Laut dem Planck schen Strahlungsgesetz hängt die Intensität und die Wellenlänge der Strahlung direkt von der Temperatur des strahlenden Körpers ab. Dies gilt speziell im Infrarotbereich. Je höher die Temperatur des strahlenden Körpers, desto kürzer ist die Wellenlänge der emittierten Strahlung. Das Gesetz bildet die Grundlage für die berührungslose Messung von Oberflächentemperaturen, so wie sie zum Beispiel in der Gebäudethermographie angewendet wird. Planck sches Strahlungsgesetz: 1 Für C1= 3,74 * 10 ^ -18 (W/m²) und C2= 1,44 * 10 ^ -2 (m*k) Hieraus kann man ablesen, dass die abgestrahlte Energie (E) abhängig von der Temperatur (T) des Strahlers und der Wellenlänge (lambda) ist. 1

7 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie 4 Spektrale Strahldichte Abbildung 1 2 Grafik zum Planck`schen Gesetz 4.2 Der Emissionsgrad Epsylon (ε) Der Emissionsgrad ε beschreibt das Abgabevermögen von elektromagnetischer Strahlung (also auch von Infraroter Strahlung) in Abhängigkeit der Wellenlänge Lambda, der Oberflächentemperatur T und der Oberflächenbeschaffenheit. ε ist das Verhältnis der emittierten Strahlung des zu messenden Körpers zu der emittierten Strahlung eines idealisierten Körpers = schwarzer Körper. (Ein schwarzer Körper ist ein idealisierter Körper, der alle Energie absorbiert, die auf ihn trifft.) Es gilt also: ε = M(T) / Mb(T) (M(T) = Emittierte Strahlung des realen Körpers; Mb(T) = Emittierte Strahlung des schwarzen Körpers) Wie stark eine Oberfläche eines Körpers strahlt, hängt unter anderem vom Emissionsgrad ab. Dieser wird durch folgende Faktoren beeinflusst: Transmissionsvermögen, also wie gut Infrarotstrahlung durch das Material hindurch geht. Oberflächengeometrie und Oberflächenbeschaffenheit Temperatur Messwinkel Materialdicke Materialfeuchte 2

8 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie 5 5 Berechnung der Energieverluste Die Berechnung der Energieverluste eines Gebäudes basiert im Wesentlichen auf Richtwerten für die einzelnen Bauteile (U-Werte) und den Abmessungen des Gebäudes. (Berechnung siehe Kapitel 9) 5.1 Wärmedurchgang Der Wärmedurchgang wird berechnet mit: Q = k * A * t * T (Siehe Kapitel 9) 5.2 Der U-Wert (früher auch K-Wert) Der U-Wert heißt Wärmedurchgangskoeffizient. Er gibt an, wie viel Wärme (in Watt) pro Grad Temperaturdifferenz (in Kelvin) und Fläche (in m²) von der wärmeren zur kälteren Seite des betreffenden Bauteils fließt. Die Einheit ist W/(K*m²). Abhängig ist der U-Wert von der Stärke des Materials und von der spezifischen Wärmeleitfähigkeit (Materialkennwert). Es gilt: je größer der U-Wert, desto schlechter die Dämmeigenschaft (desto mehr Wärme geht hindurch). Der U-Wert ist kein Materialkennwert sondern bezieht sich auf ein spezielles Bauteil (z.b.: Vollziegel 24cm dick K=2, Vollziegel 30cm dick K=1,78) Dämmeigenschaften verschiedener Baustoffe im Vergleich: in der Darstellung unten sind die erforderlichen Wanddicken für die gleiche Dämmwirkung aufgeführt. Abbildung 2 3 Dämmeigenschaften verschiedener Baustoffe 3

9 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie 6 6 Wichtige Begriffe in der Gebäudethermographie 6.1 Wärmebrücken Wärmebrücken sind örtlich begrenzte Stellen in der Gebäudehülle, an denen ein erhöhter Wärmefluss im Vergleich zu den unmittelbar angrenzenden Bereichen auftritt. Auswirkungen von Wärmebrücken: Erhöhter Energieverlust Kondenswasserbildung, Gefahr der Schimmelpilzbildung Es gibt zwei Arten von Wärmebrücken: 1. Geometrisch bedingte Wärmebrücken Abbildung 3 4 geometrisch bedingte Wärmebrücke Geometrisch bedingte Wärmebrücken entstehen dadurch, dass die Wärme abgebende Oberfläche eines Bauteils größer ist, als die Wärme aufnehmende Oberfläche. Bei einer Ecke in der äußeren Hauswand beispielsweiße ist die Erwärmungsfläche (innere Oberfläche) kleiner als die Wärme abgebende Oberfläche (äußere Wand). Die geometrisch bedingte Wärmebrücke ist in der Abbildung gut zu erkennen, da die Isothermen (Linien gleicher Temperatur) nach Innen verschoben sind. 2. Materialbedingte Wärmebrücken Materialbedingte Wärmbebrücken treten dann auf, wenn Bauteile mit unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeiten (U-Werte) nebeneinander verbaut sind. Das Bauteil mit dem größeren U-Wert stellt dabei die Schwachstelle (Wärmebrücke) dar, da durch sie mehr Wärme an die kältere Seite abgegeben wird, als durch die umliegenden Bauteile. 4

10 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie Thermische Behaglichkeit Grundvoraussetzung für produktives Lehren und Lernen ist, dass die Schüler und Lehrer sich in den Klassenräumen behaglich, also wohl fühlen. Für ein behagliches Raumklima ist es notwendig, dass die Oberflächen der Wände, Decken usw. und die Raumluft eine bestimmte Temperatur aufweisen. Je kälter die Oberflächen sind, desto wärmer muss die Raumluft sein, um ein behagliches Klima zu erhalten (die kalte Wand strahlt Kälte ab). Die Differenz der Raumlufttemperatur und der durchschnittlichen Oberflächentemperatur, sollte nicht größer als 2 bis 3 K sein. Die Temperaturdifferenz bei älteren Gebäuden ist aufgrund der schlecht isolierten Außenwände oftmals erheblich höher. Dies führt dazu, dass die Raumlufttemperatur verhältnismäßig hoch sein muss, um ein angenehmes Klima zu schaffen. Dies führt wiederum zu einem erhöhten Energieverbrauch, aufgrund von: Höhere Raumtemperatur zum Ausgleich der kalten Wände Höherer Wärmeverlust durch die Außenwand wegen höherer Temperaturdifferenz (Umweltheizung) Eine Wärmedämmung würde beiden Effekten entgegenwirken Einfluss von Oberflächen- und Lufttemperatur Abbildung 4 5 Grafik Behaglichkeitsbereich 5 Thermographiebericht zu Alten- und Pflegeheim St. Elisabeth von ARGE bautechnik beyer + Ingenieurbüro Grill

11 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie Dichtheit der Gebäudehülle Die Dichtheit eines Gebäudes trägt ebenfalls zur Wärmedämmung bei. Bei dichten Gebäuden ist der unkontrollierte Luftaustausch nicht möglich. Dies führt dazu, dass keine (oder kaum) kalte Zugluft eindringen oder Wärme verloren gehen kann. Moderne Häuser werden auf Dichtigkeit mit einem Differenzdruckverfahren ( Blower-Door ) getestet. Bei älteren Gebäuden, wie dem Schubart-Gymnasium, ist die Gebäudehülle oftmals undicht. Kritische Stellen sind hier vor allem die Fenster- und Türbereiche, da keine Dichtungen angebracht wurden. Auswirkungen: Negativ: Durch die Spalten gelangt warme Luft ins Freie (siehe Thermographieaufnahmen in Kapitel 8). Die kalte Zugluft wird als unangenehm empfunden. Um den Luftspalt bildet sich Kondenswasser. Positiv: ständiger Austausch der Luftfeuchtigkeit verringert Gefahr der Schimmelpilzbildung. Allerdings steigt bei dichten Gebäuden (z.b.: durch das Ersetzen der alten Fenster gegen neue) die Luftfeuchtigkeit im Raum, da der stetige Austausch der Raumluft mit der Umgebung durch die Luftströmung wegfällt. Wenn dann nicht regelmäßig gelüftet wird, können die dichteren Fenster zur Schimmelpilzbildung führen. Deshalb muss bei Einbau neuer, dichterer Fenster eventuell eine Lüftungsanlage installiert werden (Energetisch sinnvoll wäre eine Lüftungsanlage mit Wärmetauscher).

12 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie 9 Schimmelpilzbildung Luftfeuchtigkeit schlägt sich an kalten Oberflächen nieder (kondensiert). Der Schimmelpilz breitet sich auf feuchten Oberflächen aus. Das Schimmelpilzrisiko ist aber sowohl bei Altbauten als auch bei isolierten Gebäuden gegeben. Altbau unisoliert: Schimmelpilzbildung wegen der kalten Wandoberflächen und Wärmebrücken Isoliertes Gebäude: Schimmelpilzbildung wegen mangelndem Luftaustausch (Anstieg der Raumluftfeuchtigkeit) Abbildung 5 6 Diagramm Gefahrenbereich der Schimmelpilzbildung 6 Thermographiebericht zu Alten- und Pflegeheim St. Elisabeth von ARGE bautechnik beyer + Ingenieurbüro Grill

13 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie 10 7 Messung mit der IR-Kamera in der Praxis 7.1 allgemeine Messbedingungen Um eine aussagekräftige Analyse mit der Thermographiekamera durchführen zu können, müssen folgende Bedingungen eingehalten werden: Achtung: jede Wärmequelle in der Nähe der Kamera beeinflusst die Messung. Messungen sind am besten vor Sonnenaufgang zu machen, da die Umgebung dann in der Regel am kühlsten ist (da längste Auskühlungszeit) und sich das warme Gebäude von der kalten Umwelt gut abhebt. Um diesen Effekt noch zu verstärken werden die Aufnahmen bei geringen Temperaturen gemacht (In Deutschland im Winterhalbjahr).Außerdem wird das Messergebnis so nicht durch von der Sonne erwärmte Bauteile verfälscht. Bei der Messung sollte eine Temperaturdifferenz von mindestens 15 K zwischen Innen und Außen herrschen um Wärmebrücken und andere Unregelmäßigkeiten gut erkennen zu können. Diese Temperaturdifferenz sollte auch schon einige Zeit vor der Messung vorhanden und konstant sein. Deswegen muss das Gebäude rechtzeitig und auf eine realistische Temperatur aufgeheizt werden. Die Oberflächen eines Gebäudes stehen im ständigen Strahlungswärmeaustausch mit ihrer Umgebung. So kann es bei klaren Nächten vorkommen, dass der sehr kalte Himmel (-80 C bis -90 C) die Oberflächen extr em abkühlt und so untypische Verhältnisse entstehen. Um dem entgegenzuwirken werden Thermographieaufnahmen bei bewölktem Himmel gemacht, da die Wolken wärmer sind und den kalten Himmel verdecken. Die Folge ist ein geringerer Strahlungswärmeaustausch. Am Messtermin sollte es keinen Niederschlag geben, da sonst das so genannte Bildrauschen auftritt (Wärmereflexion an Regentropfen) und die Bilder unscharf werden. Auch im Vorfeld ist Niederschlag schlecht, da die Bauteile im nassen Zustand ihren Emissionsgrad (ε) ändern. Außerdem kann Wind das Messergebnis verfälschen, so dass Bauteile, die direkt vom Wind getroffen werden, kälter dargestellt sind als bei normalen Bedingungen. Am besten ist es bei den Aufnahmen Handschuhe zu tragen. Sie halten die Wärmestrahlung, die von der Hand ausgeht etwas zurück Alle Räume müssen gleich beheizt sein d.h. gleiche Innentemperatur

14 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie Messablauf Die IR-Kamera muss ca. 20 min ausgepackt im Freien liegen, damit sie sich der Umgebungstemperatur angleicht. Wenn man gleich loslegen würde, wären die Ergebnisse nicht aussagekräftig, da die Kamera selbst Wärme abstrahlt. Vor dem Messen werden an der IR-Kamera folgende Parameter eingestellt: o ε Wert der Bauteile. Für die Aufnahmen des SG wurde der Wert 0,98 verwendet. (Erfahrungswert von S. Grill) o Umgebungstemperatur. Bei den Aufnahmen lag die Außentemperatur bei -0,5 C. Eingegeben wurden 5 C, da auf Empfehlung v on S.Grill ca. 5 C Temperaturerhöhung durch den Fotographen berücksichtigt werden müssen. o Zoomfaktor. Mit diesem Parameter wird der Bildausschnitt festgelegt. Einstellbar waren Faktor 0, 2x und 4x. Zuerst werden Übersichtsaufnahmen erstellt und ausgewertet. Bei Auffälligkeiten werden diese aus der Nähe nochmals genauer fotografiert. Grundsätzlich ist es wichtig parallel zu den IR-Aufnahmen Lichtbildaufnahmen zu machen, um später die markanten Stellen identifizieren zu können. 7.3 Auswertung der Aufnahmen Die Auswertung erfolgt an Computer mit dem speziellen Analyseprogramm IRISIS 4000 Series Manager. Die Aufnahme wird in diesem Programm geöffnet und kann bearbeitet werden. o Auswahl eines geeigneten Temperaturbereichs (manuell oder Autospanne) o Auswahl der Farbpalette (Verwendet wurde Eisen wählbar) o Auswahl des Zoomfaktors (Größe des Bildausschnitts) o Per Mausklick können die Temperaturwerte von einzelnen Messpunkten angezeigt werden. Abbildung 6 Ansicht im Auswerteprogramm

15 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie 12 8 Thermographiebericht des Schubartgymnasiums 8.1 Gliederungshinweise Der Thermographiebericht ist wie folgt gegliedert: Außenfassade (Wand) Dach Fenster Außentüren Die Infrarotaufnahme wird einem Lichtbild gegenübergestellt. Diese Farbe kennzeichnet besondere Auffälligkeiten Diese Farbe kennzeichnet Schwachstellen Diese Farbe kennzeichnet Bauteile mit geringem Wärmeverlust 8.2 Allgemeine Daten Objektdaten: Schubart-Gymnasium Rombacherstraße Aalen Baujahr: 1912 wurde der Kernbau fertig gestellt 1983 Generalsanierung des Gebäudes und Erweiterung durch das heutige Untergeschoss. Beschreibung des Ist-Zustands: Das Schubart-Gymnasium liegt am Rande eines Parks. Es ist von Westen her durch einen kleinen Wald geschützt und Richtung Osten offen. Im Schuljahr 2010/2011 wird das SG von 915 Schülern besucht. Das SG wurde noch nicht energetisch saniert. Augenscheinliche Mängel stellen die Fensterbereiche dar.

16 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie 13 Ortstermin: Die Thermographiemessung erfolgte am Montag, den 7. Februar 2011 von 7.10 Uhr bis 7.40 Uhr vor Sonnenaufgang bzw. in der Morgendämmerung. Die Außentemperatur betrug ca. -0,5 C und es war z u Beginn leicht neblig, danach wurde es klar. Luftbewegung konnte nicht wahrgenommen werden. Das Gebäude wurde am ab 5.00 Uhr beheizt, sodass die Temperaturdifferenz zwischen Innen und Außen im Durchschnitt ca. 15 C betrug. Verwendetes Gerät: Es wurde eine Infrarotkamera des Typs PCE-TC4 mit 160*120 Pixel,19200 Messpunkte, und Germanium-Objektiv verwendet. Die Kamera hat zwei Pixelfehler. Die Kamera wurde mir freundlicherweise von der FH Aalen zur Verfügung gestellt. 8.3 Lageplan des Schubart Gymnasiums Lageplan des Schubart Gymnasiums des Grünflächenamts der Stadt Aalen. Abbildung 7 7 Lageplan des Schubartgymnasiums 7 Grünflächen - und Umweltamt Stadt Aalen

17 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie Außenwand Die Außenwände des SG sind aus Ziegelsteinen gemauert und verputzt. Da diese aus dem Jahr 1912 stammen, wird für die Ziegelsteine ein Wärmedurchgangskoeffizient von 1,88 W/(m²K), also ein relativ schlechter U-Wert, angenommen. Außerdem ist keine Isolierung aufgebracht. Das führt dazu, dass durch die Wände viel Wärme verloren geht, wie auf den Thermographiebildern durch die hellen Farben zu erkennen ist. Besonders auffallend sind die Bereiche mit reduzierter Wandstärke, welche durch die Heizkörpernischen erklärt werden können (wie in Abb.4 und 5 zu sehen). Hier ist der Wärmeverlust noch größer. Des Weiteren kann die inhomogene Färbung der Wand des UG (Abb.11) als Durchfeuchtung gedeutet werden. Dafür würden auch die hellen Spuren rund um das Fenster sprechen. Abbildung 8 Sicht auf Außenwand Seitenflügel (Ostseite)

18 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie 15 Auffällig: geöffnetes Fenster im 1.Stock und Haupteingangsbereich Grundsätzlich hohe Wärmeverluste über die komplette Fassade des SG Wärmeverluste besonders an Heizungsnischen, Fenstern und Eingangstüre Abbildung 9 Sicht auf die Außenwände des SG (Ostseite)

19 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie 16 Hohe Wärmeverluste an den Heizungsnischen, da geringere Wandstärke und keine Isolation Abbildung 10 Heizkörpernische

20 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie 17 Inhomogene Wand, besonders rund um das Fenster und helle Spuren bei Lichtbild: deutet auf durchfeuchtete Wand hin. Dichteres Baumaterial im UG: große Wärmeverluste Abbildung 11 Wanddetails UG - Nordseite

21 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie 18 Wärmeverluste durch Fenster und Wand Dagegen kaum Wärmeverluste durch das Dach oder die Dachfenster Vermutung: nicht beheizter Dachstuhl Abbildung 12 OG und Dach

22 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie Dach Das Dach des Schubart Gymnasiums erscheint in den Thermographieaufnahmen stets dunkel, was darauf hinweißt, dass hier geringe Oberflächentemperaturen herrschen. Mögliche Erklärungen: Dachstuhl wird nicht beheizt Feuchtigkeit auf den Dachplatten verfälscht Messergebnis Dachgaubenfenster zeigen Wärmeverluste Dacheindeckung zeigt geringe Wärmeverluste- Erklärung offen! Abbildung 13 Dach

23 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie Fenster: Die Fenster am Schubart Gymnasium stellen eine offensichtlich große Schwachstelle dar. Dabei handelt es sich großteils um einfach verglaste Doppelfenster in Holzrahmen. Da auch diese Fenster noch aus dem Jahr 1912 sind, ist ihr U-Wert mit 3,5 W/(m²K) extrem schlecht und entspricht keineswegs den heutigen Standards (Isolierglas-Fenster mit U-Wert <1).Der Wärmeverlust durch die Glasscheibe ist hier dominierend. Außerdem sind zwischen Fenster und Rahmen keine Dichtungen angebracht, was zu erheblicher Zugluft führt. Diese ist nicht nur unangenehm, sondern trägt zum Wärmeverlust bei. Im Untergeschoss gibt es schon einige neuere Isolierglas-Fenster in 2 verschiedenen Ausführungen. Diese sind in einen Metallrahmen gefasst und dämmen deutlich besser als die alten Holzrahmenfenster, wie im Vergleich (Abb.14) zu sehen ist. Die eingebauten Isolierglasfenster unterscheiden sich in jedoch merklich in den Wärmedämmeigenschaften (Abb. 19). Eine Schwachstelle der neueren Fenster ist der Heizkörperbereich. Während bei den neueren Isolierglas-Fenstern dieser Bereich isoliert wurde, geht bei den alten Isolierglas-Fenstern viel Heizwärme direkt durch die Scheibe wieder verloren.

24 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie 21 Metallfenster mit Isolierglas Rahmen -2 C Glas -4 Standard Holzfenster Rahmen -1,5 C Glas 1 bis 4 C Metallrahmen ungefähr wie Holzrahmen Isolierglasfenster deutlich besser als Doppelglasfenster Abbildung 14 Vergleich Metallfenster mit Isolierglas Holzfenster

25 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie 22 Auffallend: Sehr kalte Betonwand zwischen den Fenstern Kalte Fenstersimsen auf Außentemperatur Fenstersimsen sind auch innen kalt (siehe Bild 9) - Wärmebrücke Wärmeverluste durch die Scheiben (vor allem im oberen Bereich, da warme Luft aufsteigt) Abbildung 15 typisches Holzfenster - außen

26 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie 23 Wärme tritt zwischen Fensterrahmen und Fenster aus. Wärmeverluste am Übergang von Betonsims und Fensterrahmen Spalt vorhanden, da keine Dichtungen Abbildung 16 Holzfenster außen - Detail

27 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie 24 Kalte Zugluft dringt zwischen Fenster und Rahmen von außen ein Betonsims transportiert Kälte nach innen Abbildung 17 Holzfenster innen Detail Es gibt aber auch neuere Fenster mit Metallrahmen. Hier ist der Wärmeverlust durch den Metallrahmen dominierend. Die Glasscheibe ist wahrscheinlich eine einfache Isolierglasscheibe (Abb.18).

28 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie 25 Wärmeverluste durch Fensterrahmen Wärmeverluste durch Betonsockel (thermisch nicht entkoppelt ) Auffallend: geringe Wärmeverluste durch die Heizkörpernische, da Wärmeschutz (siehe Bild ) Extreme Wärmeverluste durch die Betonsäule (thermisch nicht entkoppelt ) Abbildung 18 Metallfenster neu - außen

29 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie 26 Neue Metallfenster Altes Metallfenster Links: Heizkörpernische gedämmt Neuere Isolierglasfenster (2008) Geringe Wärmeverluste Rechts: Heizkörpernische nicht gedämmt Ältere Fenster als links Extreme Wärmeverluste durch Fenster, vor allem im Heizkörperbereich und Fensterrahmen Abbildung 19 Vergleich Metallfenster neu - alt

30 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie 27 Auffallend: warme Mittelsäule, - vermutete Ursache: Wärme durch Stromfluss Fenster hat annähernd Raumtemperatur keine Wärmebrücken Abbildung 20 Metallfenster innen

31 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie Türen Am Schubart Gymnasium gibt es drei Arten von Eingangstüren: Glastüren im Metallrahmen im Untergeschoss (Isolierglas) Türen am Hinterausgang, die den Haupteingangstüren ähneln. Haupteinganstüren aus Holz mit einfachen Glasscheiben Bei den Türen zum UG dominieren die Wärmeverluste durch die Glasscheibe rund um die Türe. Bei den beiden Holztüren sind ebenfalls Wärmeverluste durch das Glas und außerdem Wärmeverluste durch Türspalten zu erkennen. Extreme Wärmeverluste am Tür- bzw. Fensterrahmen Extreme Wärmeverluste an der Betonsäule Auffällig: durch das Glas der Türe erheblich weniger Wärmeverlust als durch die anderen Scheiben, weil die Türe erneuert wurde (also besseres Isolierglas?) Abbildung 21 Türe UG

32 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie 29 b a Wärmeverlust durch Glasscheibe (Einfachverglasung) Wärmeverlust durch Türspalt undichte Türe b a Auffallend: Temperatur der Holztüre (a) ähnlich wie umgebendes Mauerwerk (b) Abbildung 22 hintere Eingangstüre

33 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie 30 b Wärmeverlust durch Glasscheiben a Wärmeverlust Türrahmen oder Türspalt b c a Auffallend: Holzrahmen (a) isoliert besser wie Glasscheiben und besser wie die Wand (b) In den Glasscheiben ist die Wärmereflexion von dem Fotographen + 2ter Person sichtbar (c) Abbildung 23 Haupteingangstüre

34 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie 31 9 Berechnung der Transmissionswärmeverluste Die Berechnung erfolgt mit allgemeinen Richtwerten für die Durchgangskoeffizienten (U- Werte) der einzelnen Bauteile. 9.1 Ist-Zustand Ergebnisübersicht: Transmissionswärmeverluste Wand Fenster Dach k (W/(m²*K) 1,38 3,50 3,08 A (m²) t (Jahr) delta T (K) berechnet: Q (J = Ws) pro Jahr berechnet: Q (kwh) pro Jahr Q transmission gesamt (J) pro Jahr Q transmission gesamt (kwh) pro Jahr Grundfläche Gebäude (m²) Beheiztes Volumen (m³) Wandfläche Wandfläche_1 Wandfläche_2 Stockhöhe (m) 3,70 3,70 Anzahl Stockwerke 2 1 Umfang (m) Zwischensumme Abziehen der Fensterfläche 575 Wandfläche gesamt (m2) Fensterfläche Anzahl Fenster 250 Fläche (m2) 2,30 Gesamtfläche Fenster (m2) 575,00 3. Dachfläche Hauptgebäude Seitenflügel Neigungswinkel Dach (angenommen) Grundseite / 2 (AK) 9,00 5,50 Seitenlänge Dach (Hypotenuse) 9,96 6,09 Länge Dach Anzahl der Dachflächen 2 4 Zwischensumme Dachfläche Gesamt ( m²) Energieverluste der einzelnen Bauteile - Ist-Zustand 24% 54% Wand Fenster Dach 22%

35 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie Beispielrechnung mit Isolierglasfenstern Das Ersetzen der alten Fenster durch Isolierglasfenster, oder das zusätzliche Anbringen neuer Fenster ist theoretisch eine Möglichkeit Energie einzusparen und dem Denkmalschutzgesetz gerecht zu werden. Ergebnisübersicht: Transmissionswärmeverluste Wand Fenster Dach k (W/(m²*K) 1,38 1,10 3,08 A (m²) t (Jahr) delta T (K) berechnet: Q (J = Ws) pro Jahr berechnet: Q (kwh) pro Jahr Q transmission gesamt (J) pro Jahr Q transmission gesamt (kwh) pro Jahr Berechnung der Einsparung durch das Einsetzen von Isolierglasfenster Q transmission gesamt (kwh) pro Jahr Ist-Zustand Q transmission gesamt (kwh) pro Jahr mit neuen Fenstern Differenz (kwh/a) Preis für 1 kwh (Erdgas) in 0,073 Einsparung pro Jahr in Beispielrechung nach einer optimalen Renovierung Darunter verstehe ich die Sanierung der gesamten Gebäudehülle d.h. Wand, Fenster, Dach. In diesem Beispiel wurden aktuelle U-Werte angenommen. Ergebnisübersicht: Transmissionswärmeverluste Wand Fenster Dach k (W/(m²*K) 0,40 1,10 0,40 A (m²) t (Jahr) delta T (K) berechnet: Q (J = Ws) pro Jahr berechnet: Q (kwh) pro Jahr Q transmission gesamt (J) pro Jahr Q transmission gesamt (kwh) pro Jahr

36 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie Diskussion der Ergebnisse Fazit 10.1 Allgemein Mittels der Thermographieanalyse konnten die Energieverlustquellen der Gebäudehülle identifiziert werden. (siehe Details in 10.2). Es wurden am SG keine besonderen Schwachstellen gefunden, die nicht dem Alter des Gebäudes entsprechen würden. Somit könnten die üblicherweise angewandten Sanierungsmaßnahmen auch hier erfolgen (Wandisolierung, neue Fenster, Dachisolierung). Die berechneten Transmissionswärmeverluste der Gebäudehülle sind ca kwh/a. Die Schule verbraucht im Mittel jedoch kwh/a 8. Die Differenz von ca kwh/a lässt sich nicht durch Transmissionsverluste der Gebäudehülle erklären. Mögliche weitere Ursachen für Energieverluste sind: Lüftungswärmeverluste. In dieser Seminararbeit wurde nur die Gebäudehülle, nicht aber das Nutzverhalten der Schüler und Lehrer untersucht. Energieverluste durch die undichten Fenster wurden bereits in der Thermographieanalyse aufgezeigt. Durch den Einbau neuer Fenster wird der Gesamtlüftungswärmeverlust reduziert. Heizungsverluste. Der Wirkungsgrad alter Gasheizungsanlagen kann bei ca. 50 % 9 liegen. Die Heizungsanlage sollte deshalb von einem Fachmann bewertet werden. Heizenergie (Primärenergie) in kwh pro Jahr Heizenergiebedarf (kwh/a) in Abhängigkeit der Sanierungsmaßnahmen 0 Gesamte Heizenergie (kwh) angenommener Energieverlust durch Heizung (60% Energieverlust durch Transmisson der angenommer Energieverlust durch Lüftung / Undichtheiten IST (kwh) nach Sanierung Gebäudehülle - [Dach, Fenster, Wand] (kwh) nur Austausch Fenster (kwh) Energieverlust Beiträge 8 Grafik zur Entwicklung der Heizwärme des SG, zur Verfügung gestellt vom Umwelt- und Grünflächenamt Aalen 9

37 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie Einzelne Bereiche Im Folgenden werden die Ergebnisse der Thermographieanalyse und der Transmissionsverlustrechnung gegenübergestellt. Dach: Das Dach stellt laut Energieverlustrechnung die größte Energieverlustquelle des Schubart Gymnasiums dar. Dies steht aber im Widerspruch zu den Thermographieaufnahmen. Dort erscheint das Dach dunkel d.h. Dachtemperatur ist ähnlich wie die Außentemperatur. Wenn die berechneten Wärmeverlustwerte stimmen würden, müssten im Thermographiebild (Vergleiche Kapitel 8.5) erhebliche Wärmeverluste erkennbar sein (helle Färbung). Mögliche Erklärungen für das gemessene kalte Dach: Das Dachgeschoss ist nicht beheizt, und hat somit eine kleinere Temperaturdifferenz nach außen Undichter Dachstuhl die Wärme welche durch die oberste Geschossdecke entweicht wird über Luftspalte (Konvektion) nach außen abgeführt. Hier sind genauere Untersuchungen notwendig um Renovierungsmaßnahmen daraus ableiten zu können. Eine mögliche Renovierungsmaßnahme wäre hier auch die Isolierung der obersten Geschoßdecke. Fenster: Der Wärmeverlust über die Fenster ist auch in den Thermographieaufnahmen sichtbar. Durch den Einbau von Isolierglasfenstern (U-Wert ca.1) würde sich der Energieverlust der Fenster von kwh/jahr auf ca kwh/jahr reduzieren (um ca. 70%). Dabei müssen die Anforderungen des Denkmalschutzes beachtet werden, das Erscheinungsbild darf also nicht erheblich verändert werden. Ein Beispiel für die Renovierung trotz Denkmalschutz sind die Fenster des Wasseralfinger Bürgerhauses. Hier wurden Isolierglasfenster zur Raumseite hin zusätzlich eingebaut. Eine andere Möglichkeit wäre, die alten Fenster durch neue Isolierglasfenster zu ersetzen. Diese müssen allerdings den alten Fenstern sehr ähnlich sehen, um den Denkmalschutz zu gewährleisten. Wand: Der Wärmeverlust über die Wand ist auch in den Thermographieaufnahmen sichtbar. Vor allem tragen die Heizkörpernischen dazu bei. Durch eine Wandisolierung nach heutigen Standards (U-Wert ca. 0,4) würde sich der Energieverlust von ca kwh/a auf ca kwh/a reduzieren. Wegen den Auflagen des Denkmalschutzes ist eine Außenisolierung der Wand aus meiner Sicht ausgeschlossen. Lediglich die Heizkörpernischen könnten von innen isoliert werden (wie in Teilen des Untergeschosses bereits geschehen). Die Möglichkeit einer gesamten Innenisolierung sollte auch noch betrachtet werden.

38 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie Auswirkungen einer Sanierung Durch eine Sanierung der Gebäudehülle kann der Energieverbrauch gesenkt werden. Dies würde nicht nur die Heizkosten senken, sondern auch den CO2 Ausstoß reduzieren und somit die Schule umweltfreundlicher machen. Auch im Zusammenhang mit der Einführung des Grünen Aals wäre die Entwicklung zu einer effizienteren und umweltfreundlicheren Schule wünschenswert. Des Weiteren würde sich die Behaglichkeit im Raum verbessern, da die kalte Zugluft wegfällt und sich die Wände erwärmen. Der berechnete Energieverlust durch die Gebäudehülle von ca kwh/jahr würde im optimalen Fall auf ca kwh/jahr reduziert werden können. Energie /a CO2 / a Kosten / a (kwh) (kg) ( ) Gesamte Heizenergie in IST Einsparung durch neue Fenster Einsparung durch Wandisolierung Einsparung durch Dachisolierung Alle 3 Maßnahmen zusammen Kostenabschätzung Geschätzte Fenster Kosten ( ) : 2000 / Fenster Bei 250 Fenstern: Amortisierung: / 2376 / a = 210 Jahre Somit ist klar, dass eine Sanierung der Fenster sich nicht amortisiert.

39 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie Fazit - Zusammenfassung Die Umsetzung von Wärmeschutzmaßnahmen muss beim SG immer unter dem Aspekt des Denkmalschutzes betrachtet werden. Dieses besagt, dass das Gesamtbild des Gebäudes nach 19 Abs.2 DSG nicht ohne Erlaubnis der Denkmalschutzbehörde verändert werden darf. Die Erlaubnis darf nur erteilt werden, wenn die Veränderung das Bild der Gesamtanlage nur unerheblich [ ] beeinträchtigen würde 10. Da dies weder beim Anbringen einer Außenisolierung, noch beim Einbau gewöhnlicher Isolierglasfenster der Fall wäre, ist eine energetische Sanierung sehr schwierig. Außerdem ist offensichtlich, dass sich die Kosten für die Sanierung der Gebäudehülle nicht amortisieren werden. Trotzdem halte ich die energetischen Sanierung der Gebäudehülle für wichtig, da der Klimaschutz und die Schonung der Ressourcen höhere Werte für die Gesellschaft darstellen. Eine einfacher zu realisierende Einsparmöglichkeit bietet aus meiner Sicht die Erneuerung der Heizungsanlage, da hierbei keine Auflagen durch das Denkmalschutzgesetz vorliegen, und eventuell ein großes Einsparpotential vorhanden ist. 10

40 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie Danksagung An dieser Stelle möchte ich mich bei verschiedenen Personen und Einrichtungen für ihre Unterstützung bei meiner Seminararbeit bedanken. Zuerst sei Herrn S. Grill ganz herzlich gedankt, der mich in den Umgang mit der IR- Kamera eingeführt hat und mir die Funktionsweiße der Thermographie erklärt hat. Außerdem habe ich von Ihm einige Fachliteratur rund um das Thema Gebäudethermographie erhalten. Vielen Dank. Des Weiteren möchte ich Herrn Prof. Dr.-Ing. G. Dittmar danken. Er hat mir freundlicherweise seine IR-Kamera für meine Messungen zur Verfügung gestellt. Ich möchte dem gesamten Bereich Optoelektronik der Hochschule Aalen für die unkomplizierte Zusammenarbeit danken. Ohne Ihre professionelle Hilfe wäre ein solches Projekt für mich nicht möglich gewesen. 12 Anhang

41 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie Grüner Aal Diese Seminararbeit wurde im Zuge der Einführung des Grünen Aals am Schubart Gymnasium erstellt. In dieser Seminararbeit wird am Beispiel des Schubart Gymnasiums Aalen gezeigt, wie die Technik der Thermographie verwendet werden kann, um energetische Schwachstellen in der Gebäudehülle aufzudecken. Der Thermographiebericht dient dazu diese zu analysieren, um eine gezielte Sanierung durchführen zu können. Das Ziel ist es, die Schule umweltfreundlicher zu machen und mit dem Zertifikat Grüner Aal ausgezeichnet zu werden. Allgemeines zur Gebäudethermographie Die Gebäudethermographie wird mit einer Infrarotkamera durchgeführt. Diese funktioniert im Prinzip wie eine ganz normale Digitalkamera, nur dass sie auf den infraroten Wellenlängenbereich ausgelegt ist. Das Bild dieser Kamera zeigt die Oberflächentemperaturen des abgebildeten Objekts. Dabei entsprechen helle Farben den hohen Temperaturwerten, dunkle Farben den niedrigen. Die Messung mit einer IR-Kamera Eine Thermographieanalyse kann unter Beachtung folgender Punkte auch von einem Laien durchgeführt werden. Die benötigte IR-Kamera kostet allerdings ca Wer nicht so viel Geld ausgeben möchte leiht sich die Kamera entweder bei der Stadt oder, so wie in diesem Fall, bei einer Hochschule. Um möglichst genaue Thermographiebilder zu erhalten, werden die Aufnahmen in Deutschland in den Wintermonaten, am frühen Morgen vor Sonnenaufgang gemacht. Dabei sollte es keinen Niederschlag und keinen Wind geben und leicht bewölkt sein. Außerdem sollte das Gebäude rechtzeitig so beheizt werden, dass zum Zeitpunkt der Aufnahmen die übliche Temperatur herrscht und die Bauteile aufgewärmt sind. Der Temperaturunterschied zwischen Innen und Außen sollte ca. 15 C betragen. Am Ortstermin wird zuerst der Emissionswert (entweder aus dem Internet oder Fachliteratur zur Physik entnehmen) und dann die Außentemperatur eingestellt. Um die Wärmestrahlung des Aufnehmenden zu Berücksichtigen, werden der tatsächlichen Außentemperatur 5 C hinzuaddiert. Anschließend wird die IR-Kamera für ca. 20 min ins Freie gelegt, damit sich die Kamera akklimatisiert. Hilfreich ist es außerdem parallel zu den Thermographieaufnahmen normale Fotos zu machen, um diese besser zuordnen zu können. Zur Auswertung der Aufnahmen wird der Temperaturbereich in einem speziellen Programm (liegt der IR-Kamera bei) für jede Aufnahme so eingestellt, dass man eine Analyse treffen kann. Sinnvoll ist dabei ein Bereich, mit dem die Kontraste gut zu erkennen sind, aber das Bild auch nicht dramatisiert wird. Hier ein Thermographiebild des Schubart Gymnasiums als Beispiel. Der Farbbereich enthält fast die komplette Farbpalette, allerdings ohne das Bild zu dramatisieren. Die Wärmeverluste sind gut sichtbar.

42 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie 39 Das Bild zeigt zwei große Fensterfronten. Links mit neueren Fenstern und gedämmtem Heizkörperbereich und rechts mit alten Fenstern und unisoliertem Heizkörperbereich. An diesem Bild kann man gut erkennen, wie viel der Einbau von Isolierglasfenstern und das Anbringen einer Isolierung im Heizkörperbereich bringen. Neue Metallfenster Altes Metallfenster Die Wärmeverluste eines Gebäudes können auch mit Hilfe von allgemeinen Richtwerten und der Formel für den Wärmedurchgang (Q = k * A * t * T) berechnet werden. Auf diese Weiße habe ich die Einsparung berechnet, die erzielt werden kann, wenn man die Fenster durch Isolierglasfenster ersetzen würde. Berechnung der Einsparung durch das Einsetzen von Isolierglasfenster Q transmission gesamt (kwh) pro Jahr Ist-Zustand Q transmission gesamt (kwh) pro Jahr mit neuen Fenstern Differenz (kwh/a) Preis für 1 kwh (Erdgas) in 0,073 Einsparung pro Jahr in Die Umsetzung von Wärmeschutzmaßnahmen muss beim SG aber immer unter dem Aspekt Denkmalschutz betrachtet werden. Dieses besagt, dass das Gesamtbild des Gebäudes nach 19 Abs.2 DSG nicht ohne Erlaubnis der Denkmalschutzbehörde verändert werden darf. Die Erlaubnis darf nur erteilt werden, wenn die Veränderung das Bild der Gesamtanlage nur unerheblich [ ] beeinträchtigen würde 11. Da dies weder beim Anbringen einer Außenisolierung, noch beim Einbau gewöhnlicher Isolierglasfenster der Fall wäre, ist eine energetische Sanierung sehr schwierig. Trotzdem halte ich die energetischen Sanierung der Gebäudehülle für wichtig, da der Klimaschutz und die Schonung der Ressourcen höhere Werte für die Gesellschaft darstellen. 11

43 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie Tabelle: Emissionswerte IR_Technik Vorlesungsskript Dittmar

44 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie Tabellen verschiedener U-Werte

45 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie Umrechnung verschiedener Energieträger

46 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie Verbrauchsentwicklung Heizwärme Schubart Gymnasium Verbrauchsentwicklung Heizwärme Schubart- Gymnasium 17 kwh 1,000, , , , , , , , , , ,000 45,000 40,000 35,000 30,000 25,000 20,000 15,000 10,000 5,000 Verbrauch in kwh/a Außentemperaturbereinigter Verbrauch in kwh/a Kosten in 0 Euro 17 Stadtverwaltung Aalen, Grünflächen-und Umweltamt

47 Jonathan Petasch Seminararbeit: Thermographie Erklärung Hiermit erkläre ich, dass diese Seminararbeit nach bestem Gewissen selbständig und nur unter zu Hilfenahme der angegebenen Quellen verfasst habe. Aalen den Jonathan Petasch