Altbausanierung zum Passivhaus Energieeffizientes und Umweltgerechtes Bauen Henry Schäfer

Transkript

1 Altbausanierung zum Passivhaus 1

2 Gliederung 1. Kennwerte eines Passivhauses 2. Altbausanierungsobjekte 3. Ausgewählte Wärmebrücken Holzbalkenköpfe Innenwände Kastenfenster 2

3 1. Kennwerte / Anforderungen an das Passivhaus Jahresheizwärmebedarf: < 15 kwh/m²a Wärmedurchgangskoeffizient U < 0,15 W/m²K für Wand, Dach und Fußboden Wärmebrückenfreiheit Fenster: U w < 0,8 W/m²K; g > 50-60% Luftdichtheit: max. 0,6-facher Luftwechsel bei 50 Pa Druckdifferenz (n < 0,6 h ) Lüftungsanlage mit Abluftwärmerückgewinnung mit einem Wärmebereitstellungsgrad > 75% Jahresprimärenergiebedarf für Heizung, Brauchwasserbereitung, Lüftung und Haushaltsstrom < 120 kwh/m²a (bei der EnEV wird der Haushaltsstrom nicht erfasst!) 3

4 1.1 Vergleich 4

5 1.1 Vergleich 5

6 1.1 Vergleich 6

7 1.1 Vergleich 7

8 1.2 Konstruktionsmerkmale sehr guter Wärmeschutz Vermeidung von Wärmebrücken kompakte Bauweise Luftdichtheit der Gebäudehülle kontrollierbare, bedarfsgerechte Lüftung Ausnutzung passiver und solarer Gewinne 8

9 1.2 Konstruktionsmerkmale sehr guter Wärmeschutz U-Wert 0,15 kw/(m²k) Dämmstoffdicken cm 9

10 1.2 Konstruktionsmerkmale sehr guter Wärmeschutz U-Wert 0,15 kw/(m²k) Dämmstoffdicken cm 10

11 1.2 Konstruktionsmerkmale sehr guter Wärmeschutz U W -Wert 0,8 kw/(m²k) 3-fach Verglasung oder Kastenfenster 11

12 1.2 Konstruktionsmerkmale Wärmebrückenfreiheit ψ e 0,01 W/(mK) keine auskragenden Bauteile rundum Wärmeschutz an allen Außenbauteilen lückenlose Anschlüsse der Bauteildämmung Durchdringungen sorgfältig planen und ausführen Einbindung Fenster in Dämmebene 12

13 1.2 Konstruktionsmerkmale Kompakte Bauweise gutes A/V-Verhältnis (möglichst klein) 13

14 1.2 Konstruktionsmerkmale Luftdichtheit n 50 < 0,6 h -1 14

15 1.2 Konstruktionsmerkmale Lüftungsanlage mit effizienter Wärmerückgewinnung (WRG) mittels Wärmeübertrager η > 75 % 15

16 1.2 Konstruktionsmerkmale Lüftungsanlage mit effizienter Wärmerückgewinnung (WRG) mittels Wärmeübertrager zusätzliche Vorwärmung der Außenluft durch Erdwärmetauscher (EWT) 16

17 1.2 Konstruktionsmerkmale Kontrollierte Lüftung Vorbeugung vor Feuchte- und Schimmelschäden geringe Schadstoffkonzentration in der Raumluft Senkung der Lüftungswärmeverluste Garantie eines dauerhaften, hygienischen Luftwechsels Fenster können geschlossen bleiben, müssen aber nicht vorgewärmte Luft im Winter über EWT, im Sommer Kühlung durch EWT (Bypassbetrieb) möglich 17

18 1.2 Konstruktionsmerkmale Solare Gewinne südliche Orientierung der Fensterflächen Anhaltswerte: Süden % Norden < 10 % Ost / West % wenig Verschattung durch Bäume und Nachbarbebauung geringe Scheibenverschmutzung keine Rollläden / Jalousien / Gardinen 18

19 1.3 Behaglichkeit 19

20 1.4 Primärenergieinhalt 20

21 2. Altbausanierungsobjekte 21

22 2.1 Ferienhaus Usedom 22

23 2.1 Ferienhaus Usedom 23

24 2.1 Ferienhaus Usedom Solarfassade Gleichmäßiger Kollektorertrag über das ganze Jahr Höhere Deckungsgrade bei Warmwasserbereitung durch 90 -Neigung Kein Anlagenstillstand im Sommer U-Wert-Reduzierung: Wärmestrom in den Raum: Kollektor / Absorber ist wärmer als Außenluft Verringerung der Wärmeverluste 24

25 2.1 Ferienhaus Usedom Solardach Südwest-Seite komplett mit Photovoltaik bedeckt Dach finanziert sich durch EEG-Vergütung selbst 32 Amorphe PV-Laminate (Solartec) à 136 Wp auf Trapezblechen Kollektorfläche 88 m² 25

26 2.2 Zweifamilienhaus Chemnitz 26

27 2.2 Zweifamilienhaus Chemnitz Neubau Dachgaube Einbau Kastenfenster 27

28 2.3 Sanierung Gründerzeithaus Leipzig 28

29 2.3 Sanierung Gründerzeithaus Bauherr: Energetische Verbesserung der Außenhülle Errichtung von Balkonen Eierkuchen Steigerung der Attraktivität für die Mieter langfristige Bindung der Mieter und Ziel einer hohen Mietbelegung begrenztes Budget Belästigungen für Mieter durch Baumaßnahmen so gering wie möglich Planungsbüro: Energetische Verbesserung der Außenhülle zum Passivhausstandard Errichtung von geschlossenen Wintergärten in Holzbauweise Verringerung der Energiekosten für die Mieter langfristige Bindung der Mieter und Ziel einer hohen Mietbelegung viele Arbeiten in Eigenleistung Arbeiten in den Wohnungen nur bei Leerstand 29

30 2.3 Sanierung Gründerzeithaus Entwurf Hofseite 30

31 2.3 Sanierung Gründerzeithaus Wandaufbau Wintergärten 31

32 2.3 Sanierung Gründerzeithaus Wandaufbau Wintergärten 32

33 2.3 Sanierung Gründerzeithaus 33

34 2.3 Sanierung Gründerzeithaus Bezeichnung vor Sanierung erforderliche Werte nach [db] nach DIN 4109 Sanierung [db] [db] normale Anforderungen erhöhte Anforderungen R w,res L n,w,res R w,res L n,w,res R w,res L n,w,res R w,res L n,w,res Geschossdecken über Flur Wohnungstrenndecken

35 2.3 Sanierung Gründerzeithaus Hoffassade 35

36 2.3 Sanierung Gründerzeithaus Solarwandfläche 36

37 2.3 Sanierung Gründerzeithaus Straßenansicht vor der Sanierung nach der Sanierung 37

38 2.3 Sanierung Gründerzeithaus Heizwärmebedarf Q h absolut [kwh/a] flächenbezogen (A EB ) [kwh/m²a] ,1 Heizwärmelast absolut [W] flächenbezogen (A EB ) [W/m²] ,0 Gesamt Primärenergie-Kennwert [kwh/m²a] 111,2 Gesamtemission CO 2 -Äquivalent [kg/m²a] 25,8 Stromverbrauch Endenergie [kwh/m²a] 38,5 38

39 3. Ausgewählte Wärmebrücken Holzbalkenköpfe Anschluss Innenwand-Außenwand Bestand Neu 39

40 3.1 Holzbalkenköpfe 40

41 3.1 Holzbalkenköpfe Analyse der Luftdichtheit mit Rauchstäbchen 41

42 3.1 Holzbalkenköpfe Messfühlereinbau Außenwand 42

43 3.1 Holzbalkenköpfe Wärmebrückenverlustkoeffizient ψ e Forderung PHI: ψ e 0,01 W/(mK) Randbedingungen: T i = 20 C, T a = -10 C ΔT = 30 K 43

44 3.1 Holzbalkenköpfe Geometrie Holzbalkenbreite: Luftspalt zum Mauerwerk: Balkenabstand i. M.: 14 cm 2 cm je Seite 75 cm 44

45 3.1 Holzbalkenköpfe Zustand 1: Bestand U-Wert Außenwand U = 1,189 W/(m²K) Material 45

46 3.1 Holzbalkenköpfe Zustand 1: Bestand Temperaturverlauf 46

47 3.1 Holzbalkenköpfe Zustand 1: Bestand Wärmestrom 47

48 Zustand 1: Bestand 3.1 Holzbalkenköpfe Berechnung des Wärmebrückenverlustkoeffizienten 48

49 3.1 Holzbalkenköpfe Zustand 1: Bestand (Luftschicht) Material Temperaturverlauf Wärmestrom 49

50 3.1 Holzbalkenköpfe Zustand 1: Bestand (Luftschicht) Berechnung des Wärmebrückenverlustkoeffizienten 50

51 Zustand 1: Bestand 3.1 Holzbalkenköpfe ψ e = 0,269 W/(mK) 0,040 m - 0,175 W/(mK) 0,140 m / 0,750 m ψ e = - 0,018 W/(mK) 0,01 W/(mK) 51

52 3.1 Holzbalkenköpfe Zustand 2: Innenwanddämmung ohne Beachtung Luftspalte U-Wert Außenwand U = 0,1696 W/(m²K) Material 52

53 3.1 Holzbalkenköpfe Zustand 2: Innenwanddämmung ohne Beachtung Luftspalte Temperaturverlauf 53

54 3.1 Holzbalkenköpfe Zustand 2: Innenwanddämmung ohne Beachtung Luftspalte Wärmestrom 54

55 3.1 Holzbalkenköpfe Zustand 2: Innenwanddämmung ohne Beachtung Luftspalte Berechnung des Wärmebrückenverlustkoeffizienten 55

56 3.1 Holzbalkenköpfe Zustand 2: Innenwanddämmung ohne Beachtung Luftspalte Material Temperaturverlauf Wärmestrom 56

57 3.1 Holzbalkenköpfe Zustand 2: Innenwanddämmung ohne Beachtung Luftspalte Berechnung des Wärmebrückenverlustkoeffizienten 57

58 3.1 Holzbalkenköpfe Zustand 2: Innenwanddämmung ohne Beachtung Luftspalte ψ e = 1,072 W/(mK) 0,040 m + 0,037 W/(mK) 0,140 m / 0,750 m ψ e = 0,048 W/(mK) 0,01 W/(mK) 58

59 3.1 Holzbalkenköpfe Zustand 3: Innenwanddämmung mit Dämmung der Luftspalte U-Wert Außenwand U = 0,1696 W/(m²K) Material 59

60 3.1 Holzbalkenköpfe Zustand 3: Innenwanddämmung mit Dämmung der Luftspalte Temperaturverlauf 60

61 3.1 Holzbalkenköpfe Zustand 3: Innenwanddämmung mit Dämmung der Luftspalte Wärmestrom 61

62 3.1 Holzbalkenköpfe Zustand 3: Innenwanddämmung mit Dämmung der Luftspalte Berechnung des Wärmebrückenverlustkoeffizienten 62

63 3.1 Holzbalkenköpfe Zustand 3: Innenwanddämmung mit Dämmung der Luftspalte Material Temperaturverlauf Wärmestrom 63

64 3.1 Holzbalkenköpfe Zustand 3: Innenwanddämmung mit Dämmung der Luftspalte Berechnung des Wärmebrückenverlustkoeffizienten 64

65 3.1 Holzbalkenköpfe Zustand 3: Innenwanddämmung mit Dämmung der Luftspalte ψ e = - 0,011 W/(mK) 0,040 m + 0,028 W/(mK) 0,140 m / 0,750 m ψ e = 0,0046 W/(mK) 0,01 W/(mK) 65

66 3.1 Holzbalkenköpfe Zustand 1: ψ e = - 0,018 W/(mK) 0,01 W/(mK) Zustand 2: ψ e = 0,048 W/(mK) 0,01 W/(mK) Zustand 3: ψ e = 0,0046 W/(mK) 0,01 W/(mK) 66

67 3.2 Innenwände Ra.dü. Ø 8 + Sr 6,0x120 e<500 Ra.dü. Ø 8 + Sr 6,0x120 e<500 Sr 5,0x60 e<200 Anschluss Wohnungstrennwand Sr 5,0x80 Sr 5,0x80 e<200 Ra.dü. Ø 8 + Sr 6,0x120 e<500 Sr 3,9x22 e<250 krzw. Sr 3,9x35 e<150 Sr 5,0x80 Lattg. 24/48 mm Holzweichfaserplatte, geklebt Holzweichfaserplatte, zw. senkr. Traglattg. 2 Lagen Gipsfaserplatten, d = 10 mm vorh. Putz im Bereich Innendämmung abschlagen! d A = 43 cm (65 cm) Glasfaseranker Ø 8 4 auf Wandhöhe Zellulosedämmung Sr 5,0x60 e<200 ~20 Ra.dü. Ø 8 + Sr 6,0x120 e<500 U = 1,189 W/(m²K) d I = 28 cm Sr 3,9x22 e<250 krzw. Sr 3,9x35 e<150 Sr 5,0x80 Sr 5,0x70 e<200 Sr 5,0x80 Sr 3,9x22 e<250 krzw. Sr 3,9x35 e<150 Anschluss Bundwand Gewindestab M 10 Anschluss Fenster 67

68 3.2 Innenwände Zustand 1: Bestand Material Temperaturverlauf Wärmestrom 68

69 Zustand 1: Bestand 3.2 Innenwände Berechnung des Wärmebrückenverlustkoeffizienten 69

70 3.2 Innenwände Zustand 2: Innendämmung neben der Wand Material Temperaturverlauf Wärmestrom 70

71 3.2 Innenwände Zustand 2: Innendämmung neben der Wand Berechnung des Wärmebrückenverlustkoeffizienten 71

72 3.2 Innenwände Zustand 3: Innendämmung in Wand geführt Material Temperaturverlauf Wärmestrom 72

73 3.2 Innenwände Zustand 3: Innendämmung in Wand geführt Berechnung des Wärmebrückenverlustkoeffizienten 73

74 3.2 Innenwände Zustand 4: durchgehende Innendämmung, Rundstahl 20 mm Material Temperaturverlauf Wärmestrom 74

75 3.2 Innenwände Zustand 4: durchgehende Innendämmung, Rundstahl 20 mm Berechnung des Wärmebrückenverlustkoeffizienten 75

76 3.2 Innenwände Zustand 1: ψ e = - 0,029 W/(mK) 0,01 W/(mK) Zustand 2: ψ e = 0,248 W/(mK) 0,01 W/(mK) Zustand 3: ψ e = 0,120 W/(mK) 0,01 W/(mK) Zustand 4: ψ e = - 0,305 W/(mK) 0,01 W/(mK) 76

77 3.3 Kastenfenster Wärmetechnische Kennwerte U W = 0,57 W/m²K U f = 0,44 W/m²K U g = 0,56 W/m²K g = 0,47 Lichttransmissionsgrad T = 0,62 Ψ g = 0,028 (Thermix-Abstandhalter) Luftschalldämmung (DIN ISO 717-1) R w = 51 db Luftdurchlässigkeit (DIN EN 1026) Klasse 4 Schlagregendichtheit (DIN EN 1027) Klasse 9A 77

78 3.3 Kastenfenster thermisch behandeltes Holz stehende Luftschicht (Fugen) Dichtung stehende Luftschicht (zw. Flügeln) Glasscheibe Thermix Randverbund Thermix Randverbund Gasfüllung (Argon) Wärmedämmung Kork Folie stehende Luftschicht (hinter Folie) 78

79 3.3 Kastenfenster 79

80 3.3 Kastenfenster 80

81 3.3 Kastenfenster Material Temperaturverlauf Wärmestrom 81

82 3.3 Kastenfenster Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten U W, effektiv 82

83 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! 83