Spannungsfeld zwischen Bauphysik und Energieeffizienz in Baudenkmalen Grundsätze für die Sanierung

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1 Spannungsfeld zwischen Bauphysik und Energieeffizienz in Baudenkmalen Grundsätze für die Sanierung Dr.-Ing. Saad Baradiy Öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger für thermische Bauphysik und Bauakustik Energieberater für Baudenkmale (KfW) Dipl.-Ing.(FH) Daniel Jerusel, Dipl.-Ing. Martin Heinitz

2 INHALTSVERZEICHNIS 1 Bauphysikalische und energetische Anforderungen 2 Denkmalgerecht Sanieren Innendämmung Flachdächer in Holzbauweise Hygrothermische Bauteilsimulation Holzbalkendecken Schlagregenschutz 3 3 Beispiel Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

3 BAUPHYSIKALISCHE UND ENERGETISCHE ANFORDERUNGEN Es gibt in der Bundesrepublik ca eingetragene Denkmale Wenn wir zunächst einmal die Kleindenkmale wegdenken, kommen wir schon unter Denkmale. Dr. phil. Markus Harzenetter Mitglied der Expertengruppe Städtebaulicher Denkmalschutz des BMVBS und der ICOMOS Monitoring-Gruppe für das UNESCO Welterbe Das sind ca. 4 % des Baubestands (andere Literatur 3%) Sonstige besonders erhaltenswerte Bausubstanz % des Gebäudebestands Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

4 BAUPHYSIKALISCHE UND ENERGETISCHE ANFORDERUNGEN Großes Potenzial für Energieeinsparung und Erhöhung der thermischen Behaglichkeit. 66 anstelle von 84 bei erhöhtem Dämmstandard Q T contra Q V Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

5 BAUPHYSIKALISCHE UND ENERGETISCHE ANFORDERUNGEN Wohngebäude Normen: DIN V DIN V Energieeffizienz (EnEV) Nichtwohngebäude Normen: DIN V 18599:2011 (Teil Bblt.) Gebäudehülle DIN DIN EN ISO 6946 Luftdichtheit DIN 4108 T. 2 & T.7 Anlagentechnik Dächer Wände Fenster Türen Warmwasser Bodenplatte Türen Fenster Lüftung Heizung Lüftung Dachfenster Dachfenster Beleuchtung Thermische Bauphysik EEWärmeG (Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz) Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

6 BAUPHYSIKALISCHE UND ENERGETISCHE ANFORDERUNGEN Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

7 ENERGIEAUSWEIS VERBRAUCHSORIENTIERT ODER BEDARFSORIENTIERT* Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

8 ANLAGE ZU DEN MERKBLÄTTERN (KfW) - Bestehen für ein Gebäude oder Teilbereiche eines Gebäudes Auflagen des Denkmalschutzes bzw. zum Schutz besonders erhaltenswerter Bausubstanz, ist im Rahmen der zulässigen und gemäß den Auflagen verbleibenden Möglichkeiten eine energetische Fachplanung durchzuführen. - Werden bei der energetischen Fachplanung die Zielwerte eines Jahres-Primärenergiebedarfs (Q P ) von 160 % und / oder eines Transmissionswärmeverlusts (H T ) von 175 % aufgrund von Auflagen des Denkmalschutzes bzw. zum Schutz sonstiger besonders erhaltenswerter Bausubstanz oder auch aus bauphysikalischen Gründen nicht erreicht, ist eine Förderung für ein KfW-Effizienzhaus Denkmal dennoch möglich. Voraussetzung für die Förderung ist die Bestätigung des Sachverständigen, dass aufgrund von Auflagen des Denkmalschutzes oder zum Schutz sonstiger besonders erhaltenswerter Bausubstanz nur das jeweils erreichte energetische Niveau möglich ist. Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

9 BAUPHYSIKALISCHE UND ENERGETISCHE ANFORDERUNGEN Nachweismethodik Bestand Bilanzierung nach 140 % Regel oder Einzelmaßnahmen Referenzverfahren Bauteilmethode Neubauanforderungen x 1,4 Einzelanforderungen Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

10 BAUPHYSIKALISCHE UND ENERGETISCHE ANFORDERUNGEN Einzelmaßnahmen EnEV 2009 EnEV 2014/16 Außenwand U = 0,24 W/m²K U = 0,24 W/m²K Innendämmung U = 0,35 W/m²K Keine Anforderung Fenster und Fenstertüren U = 1,30 W/m²K U = 1,30 W/m²K Verglasung U = 1,10 W/m²K U = 1,10 W/m²K Dach U = 0,20 W/m²K U = 0,20 W/m²K Oberste Geschoßdecke U = 0,24 W/m²K U = 0,24 W/m²K Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

11 BAUPHYSIKALISCHE UND ENERGETISCHE ANFORDERUNGEN Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

12 BAUPHYSIKALISCHE UND ENERGETISCHE ANFORDERUNGEN Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

13 BAUPHYSIKALISCHE UND ENERGETISCHE ANFORDERUNGEN Tabelle 3 Mindestwerte für Wärmedurchlasswiderstände von Bauteilen DIN : R-Wert 100kg/m² < 1,70 Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

14 BAUPHYSIKALISCHE UND ENERGETISCHE ANFORDERUNGEN Je feuchter ein Stoff ist, desto höher ist seine Wärmeleitfähigkeit: Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

15 BAUPHYSIKALISCHE UND ENERGETISCHE ANFORDERUNGEN Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

16 INHALTSVERZEICHNIS 1 Bauphysikalische und energetische Anforderungen 2 Denkmalgerecht Sanieren Innendämmung Flachdächer in Holzbauweise Hygrothermische Bauteilsimulation Holzbalkendecken Schlagregenschutz 3 3 Beispiel Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

17 DENKMALGERECHT SANIEREN INNENDÄMMUNG Innendämmsysteme Diffusionsdicht Dampfsperre sd* 100 m Diffusionshemmend Dampfbremse, feuchtevariable PA-Folie Diffusionsoffen kapillaraktiv mineralische Dämmplatten Quelle: IBK TUD #sd wasserdampfäquivalente Luftschichtdicke [m] Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

18 DENKMALGERECHT SANIEREN INNENDÄMMUNG Innendämmsysteme - Konvektion und Hohlräume in innengedämmten Konstruktionen vermeiden - Installationsebene bei folienartigen Dampfbremsen u. sperren beachten Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

19 DENKMALGERECHT SANIEREN INNENDÄMMUNG Diffusionsoffene und kapillaraktive Innendämmsysteme Funktionsprinzip: Quelle: IBK TUD - mit Glaserverfahren Feuchteschutznachweis nicht erfüllt. - Hygrothermische Simulation zur Dimensionierung und Nachweisführung erforderlich Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

20 DENKMALGERECHT SANIEREN DÄCHER IN HOLZBAUWEISE Dächer ohne Tauwasser-Nachweis Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

21 DENKMALGERECHT SANIEREN FLACHDÄCHER IN HOLZBAUWEISE Unbelüftete Dächer in Holzbauweise Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

22 DENKMALGERECHT SANIEREN FLACHDÄCHER IN HOLZBAUWEISE 1 Unbelüftete Dächer in Holzbauweise Bei nicht Gewährleistung aller 7 Regeln Nachweis erforderlich - i.d.r. stationärer Nachweis bei diffusionsoffenen Systemen nicht erfüllt - Hygrothermische Simulation nach DIN EN erforderlich Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

23 HYGROTHERMISCHE SIMULATION (DIN 15026:2007) Instationäre Feuchteschutzbeurteilung Berücksichtigung von: - klimatischer Randbedingungen und Materialeigenschaften - Feuchteabhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit - kapillare Saugwirkungen in Baustoffen - Feuchtepufferwirkung - Schlagregenbeanspruchung - Sonnenstrahlung und langwellige Strahlung Bewertung erfolgt nach - WTA Merkblättern 6-1, 6-2, DIN :2014 WTA: Wissenschaftlich-Technische Arbeitsgemeinschaft für Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

24 DENKMALGERECHT SANIEREN HYGROTHERMISCHE BAUTEILSIMULATION Feuchteschutzuntersuchung Vereinfachtes Nachweisverfahren (nach Glaser) Ermittlung winterlicher Tauwasserbildung im Bauteil Aktuelles Normverfahren Instationäres Verfahren (hygrothermische Simulation) Einsatz feuchtevariabler Dampfbremsen Dimensionierung Innendämmsysteme Austrocknung von Baufeuchte Sommerkondensation Aufnahme von Schlagregen Aufsteigende Feuchte Schadensanalyse Untersuchung bereits feuchter Konstruktionen Tauwasserbildung auf Oberflächen (innen & außen) Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

25 DENKMALGERECHT SANIEREN HYGROTHERMISCHE BAUTEILSIMULATION Glaser-Verfahren nach DIN EN ISO Stationäre Randbedingungen - Bisher nicht berücksichtigt: Feuchteabhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit kapillare Saugwirkungen in Baustoffen Veränderung der Feuchteverteilung Luftbewegung in Bauteilen Feuchtekonvektion Wasserdampfabsorptionsfähigkeit von Materialien Pufferwirkung Schlagregenbeanspruchung Sonnenstrahlung und langwellige Strahlung Instationäre Betrachtung nach DIN EN für genaue Betrachtung erforderlich! Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

26 DENKMALGERECHT SANIEREN HYGROTHERMISCHE BAUTEILSIMULATION Prinzipielles Feuchteverhalten des Bauteils Temperaturverteilung in C: Feuchteverteilung in %: Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

27 DENKMALGERECHT SANIEREN HYGROTHERMISCHE BAUTEILSIMULATION Simulation einer einbindenden Holzbalkendecke Rückschlüsse auf: Gefährdung durch holzzerstörender Pilze etc. Schimmelpilzbildung relative Feuchte in [%] Zeit in [a] 3 Temperatur relative Feuchte Temperatur in [ C] Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

28 DENKMALGERECHT SANIEREN HOLZBALKENDECKEN Häufigste Deckenkonstruktionsweise im historischen Bestand Wärmeschutz (Wärmebrücke) Feuchteschutz Schallschutz Brandschutz Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

29 DENKMALGERECHT SANIEREN HOLZBALKENDECKEN Holzbalkenköpfe: WTA-Merkblatt 8-14 (Ertüchtigung von Holzbalkendecken nach WTA II: Balkenköpfe in Außenwänden) Besonders kritisch bei innengedämmten Außenwänden Ausreichender Schlagregenschutz nach DIN Konvektionshemmender Anschluss U.U. Schwindrisse ausspänen Luftspalt zum Hirnholz (kapillare Unterbrechung) Umlaufend kein Mörtelkontakt Sperrbahn zw. Balkenkopf und Mauerwerk nach Erfordernis Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

30 DENKMALGERECHT SANIEREN SCHLAGREGENSCHUTZ 1. Einordnung der Schlagregenbeanspruchung (DWD) 2. Lokale Besonderheiten berücksichtigen Dachüberstände Hauptwindrichtung umgebende Bebauung 3.Dimensionierung (DIN ) Wasseraufnahme Diffusionswiderstand Rücktrocknung beachten! Wassereindringprüfung (Karstenrörchen) Wasseraufnahmekoeffizienz w-wert kg/m²/h 0,5 Wasseraufnahmekoeffizienz B-Wert cm/h 0,5 Quelle: IDIN Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

31 DENKMALGERECHT SANIEREN FENSTER 1. Wärmebrücken 2. Fensteranschluss Abdichtungsebene Funktionsebene Luftdichtheitsebene 3. Mindestluftwechsel (ggf. Lüftungselemente, Falzüfter etc.) Raumseitiges Dichtband zur Diffusions- & Luftdichtheitsebene Wärmebrückensimulation nach DIN EN ISO Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

32 1 Bauphysikalische und energetische Anforderungen 2 Denkmalgerecht Sanieren Innendämmung Flachdächer in Holzbauweise Hygrothermische Bauteilsimulation Holzbalkendecken Schlagregenschutz 3 Beispiel Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

33 Beispiel Ingenieurkammertag Sachsen Chemnitz,

34 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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