Wärmebrücken bei der Energieplanung

Transkript

1 Architektur und Energieberatung Wärmebrücken bei der Energieplanung 1

2 Berücksichtigung von Wärmebrücken LBBW Landesbank Baden-Württemberg am Bollwerk Stuttgart, Behnisch Architekten 2

3 Wärmebrücken relevante Normen 3 DIN : Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden DIN 4108 Beiblatt 2: Wärmebrücken Planungs- und Ausführungsbeispiele DIN EN ISO 10211: Wärmebrücken im Hochbau Wärmeströme und Oberflächentemperaturen DIN EN ISO /2: / Wärmetechnisches Verhalten von Fenstern, Türen und Abschlüssen

4 Was sind Wärmebrücken? Wärmebrücken sind Bereiche... 4 der Wärme übertragenden Hüllfläche mit erhöhtem Wärmeabfluss reduzierten Oberflächentemperaturen Quelle: BKI-Basisworkshop Wärmebrücken Martin Blaschke 2013 n

5 Raumseitige Oberflächentemperatur Bei Unterschreitung einer maßgebenden raumseitigen Oberflächentemperatur... 5 Gefahr von Schimmelpilzbildung Quelle: BKI-Basisworkshop Wärmebrücken Martin Blaschke 2013 n

6 Raumseitige Oberflächentemperatur Zur Vermeidung von Schimmelpilzbildung Bedingung frsi 0,7 an jedem Punkt der Wandinnenseite Quelle: BKI-Basisworkshop Wärmebrücken Martin Blaschke n

7 Schimmelpizbildung und Tauwasserausfall θsi θe θi [ C] raumseitige Oberflächentemperatur [ C] Außenlufttemperatur [ C] Innentemperatur Quelle: BKI-Basisworkshop Wärmebrücken Martin Blaschke n

8 Raumseitige Oberflächentemperatur Normbedingungen Wohnnutzung Temperatur Innenoberfläche von 12,6 C Raumtemperatur von 20 C Außentemperatur von -5 C relative Raumluftfeuchte von 50%. 8 Quelle: BKI Wärmebrückenplaner 2 F-Wert-Berechnung n

9 Feuchteschäden Unsachgemäße Ausführung von Wärmebrücken Lücken in der Dämmung z.b. in Gefachen der Dachdämmung Lücken im Mauerwerk z.b. mit Mörtel verfülltes Ende einer Steinreihe Mangelhafte Anschlüsse z.b. zwischen Außenwand und Fenster 9

10 Bezug zur EnEV Ungestörte Regelquerschnitte... kein erhöhter Temperaturabfluss Wärmeverlust aus der FEM-Berechnung (L2D) ist gleich dem berechneten Wärmedurchgang aus den U-Werten (L0) Paralleler Isothermenverlauf Quelle: BKI-Basisworkshop Wärmebrücken Martin Blaschke n

11 Geometrisch bedingte Wärmebrücken Geometrisch bedingte Wärmebrücken verursachen... Wärmebrückeneffekte in Abhängigkeit vom Verhältnis der wärmezuführenden Innenseite und der wärmeabführenden Außenseite Quelle: Energiesparinformation 04 Hessen 11

12 Konstruktiv bedingte Wärmebrücken Konstruktive Wärmebrücken mit Übergangseffekten... durch nebeneinanderliegenden Bereichen mit einem abweichenden Schichtaufbau Baustoffe mit unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeiten λ bei Änderung der Dicke der Bauteile Quelle: Energiesparinformation 04 Hessen 12

13 Überlagerungseffekte von Wärmebrücken Überlagerung von... konstruktiv / stoffbedingten und geometrie- / formbedingten Wärmeabflüssen Quelle: BKI-Basisworkshop Wärmebrücken Martin Blaschke n

14 EnEV-Berechnung inkl. Wärmebrückeneffekten Rechnerische Untersuchung nach den anerkannten Regeln der Technik im jeweiligen Einzelfall wirtschaftlich vertretbare Maßnahmen so gering wie möglich halten. Bauphysik DIN

15 EnEV-Berechnung inkl. Wärmebrückeneffekten Die EnEV-Bilanzierung enthält alle Verluste aus 15 Ungestörten Regelquerschnitten (Transmissionswärmeverluste aus U-Wert x Fläche) Konstruktive Wärmebrücken mit Übergangseffekten (z.b. pauschale Wärmebrückenzuschläge) Überlagerungseffekte (z.b. pauschale Wärmebrückenzuschläge)

16 Bilanzierung nach EnEV Berücksichtigung in EnEV-Berechnung Ungestörten Regelquerschnitten Außenmaßbezug Systemgrenze Quelle: BKI EnEV-Navigator 2 16

17 Bilanzierung nach EnEV Berücksichtigung in EnEV-Berechnung Quelle: BKI EnEV-Navigator 2 17

18 Bilanzierung nach EnEV Berücksichtigung in EnEV-Berechnung Quelle: BKI EnEV-Navigator 2 18

19 Bilanzierung nach EnEV Berücksichtigung in EnEV-Berechnung Ungestörten Regelquerschnitten (Transmissionswärmeverluste aus Fläche x U-Wert x Fx) 19 Quelle: Ausgabe EnEV-Berechnung BKI Energieplaner 14

20 Bilanzierung nach EnEV Berücksichtigung in EnEV-Berechnung Konstruktive Wärmebrücken mit Übergangseffekten (pauschale Wärmebrückenzuschläge) Überlagerungseffekte (pauschale Wärmebrückenzuschläge) 20 Quelle: Ausgabe EnEV-Berechnung BKI Energieplaner 14

21 Bilanzierung nach EnEV Berücksichtigung in EnEV-Berechnung Konstruktive Wärmebrücken mit Übergangseffekten (pauschale Wärmebrückenzuschläge) Quelle: Ausgabe EnEV-Berechnung BKI Energieplaner 14 21

22 Wärmebrückenzuschlag HT = (Uj Aj) + ΔUWB Aj Pauschaler Wärmebrückenzuschlag ohne Nachweis ΔUWB = 0,10 W/m²K ΔUWB = 0,15 W/m²K bei Altbauten mit über 50% Innendämmung und einbindender Massivdecke Pauschaler Wärmebrückenzuschlag mit Nachweis der Gleichwertigkeit nach DIN 4108 Bbl.2 ΔUWB = 0,05 W/m²K bei Überprüfung Berechneter Wärmebrückenzuschlag (detailliert) HT = (Uj Aj) + (lj Ψj) 22

23 Gleichwertigkeitsnachweis DIN 4108 Bbl 2 grün: können immer vernachlässigt werden (Außen- und Innenecken, einzelne Türanschlüsse) orange: können vernachlässigt werden, wenn mit R 2,5m²K/W überdämmt wird (entspricht 10cm bei λ=0,04w/mk) rot: Nachweis der Gleichwertigkeit erforderlich! Quelle: der-energie-coach.net 23

24 Empfehlung zur energetischen Betrachtung Folgende Details können vernachlässigt werden: 24 Außenwand (Außen- und Innenecke) Alle Anschlüsse bei durchlaufender Dämmschicht (Dicke 100 mm, min. Wlg 0,04 W/mK einzeln auftretende Türanschlüsse von Wohngebäuden in der wärmetauschenden Hüllfläche kleinflächige Querschnittsänderungen Anschlüsse außenluftberührter kleinflächiger Bauteile

25 Gleichwertigkeitsnachweis DIN 4108 Bbl 2 Der Nachweis der Gleichwertigkeit beispielhaft erklärt 25 Gleichwertigkeit über das konstruktive Grundprinzip Gleichwertigkeit über den Wärmedurchlasswiderstand R der jeweiligen Schichten Gleichwertigkeit mittels Referenzwert aus Veröffentlichungen Gleichwertigkeit mittels Referenzwert einer Wärmebrückenberechnung

26 Detaillierter Wärmebrückennachweis Vorgehensweise : 26 Untersuchung der Konstruktion und Aufnahme der WB Quelle: Dena Leitfaden

27 Detaillierter Wärmebrückennachweis Vorgehensweise : 27 Ermittlung des psi-werts Eingabe in BKI Wärmebrückenplaner 2

28 Detaillierter Wärmebrückennachweis Weitere Schritte: 28 Erstellung eines Längenaufmaßes Quelle: Dena Leitfaden

29 Detaillierter Wärmebrückennachweis Weitere Schritte: Berechnung des gesamten zusätzlichen Wärmeverlustes Ermittlung des Wärmebrückenzuschlages 29 Quelle: Dena Leitfaden

30 Wärmeverluste und Wärmebrückenzuschlag Zusammenfassung: Berechnung der gesamten zusätzlichen Wärmeverlustes: Ermittlung des Wärmebrückenzuschlages: 30

31 Erhöhter Wärmeabfluss Wärmeabfluss psi... beschreibt die Differenz zwischen dem Wärmeverlust des Bauteils aus der FEM-Berechnung und Wärmeverlust im ungestörten Regelquerschnitt. Ergebnisanzeige im BKI Wärmebrückenplaner 2 31

32 Berechnung Wärmebrückenkoeffizient Ψ Ψ = L2D j (Uj lj) 32 Ψ (Psi) längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient (Außen- oder Innenmaßbezogen) L2D längenbezogener thermischer Leitwert aus einer 2D-Berechnung Uj Wärmedurchgangskoeffizient des 1D-Bauteils lj Länge, über die der Uj-Wert gilt

33 Wärmestromberechnung (psi-wertermittlung) Berechnung in Abhängigkeit Randbedingungen Stoffkennwerte Modellgeometrie Temperaturen Wärmeübergänge Es ist daher zu unterscheiden nach einer allgemeinen Wärmebrückenberechnung nach DIN EN ISO oder einem Gleichwertigkeitsnachweis von Detailausführungen gemäß DIN 4108 Bbl.2. 33

34 Wärmestromberechnung (psi-wertermittlung) Randbedingungen (gem. DIN 4108 Bbl.2). 34 Quelle: BKI Wärmebrückenplaner

35 Wärmestromberechnung (psi-wertermittlung) Stoffkennwerte (Baustoffdatenbank) 35 Quelle: BKI Wärmebrückenplaner

36 Wärmestromberechnung (psi-wertermittlung) Temperaturen 36 Quelle: BKI Wärmebrückenplaner

37 Wärmestromberechnung (psi-wertermittlung) Modellgeometrie (Ungestörte U-Werte und Wirklängen) 37 Quelle: BKI Wärmebrückenplaner

38 Wärmestromberechnung (psi-wertermittlung) Wärmeübergänge (Temperaturkorrekturfaktoren) 38 Quelle: BKI Wärmebrückenplaner

39 Wärmestromberechnung (psi-wertermittlung) Umfangreiche, editierbare Wärmebrückendatenbank 39 Quelle: BKI Wärmebrückenplaner

40 Liste der Liste der Technischen FAQ der KfW Berücksichtigung Wärmebrücken bei Effizienzhäusern echnischen FAQ 40 gemäß FAQ-Liste Abschnitt 4

41 Ihre Fragen? Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Jochen Autenrieth 0711 / Kostenlose Testversion BKI Wärmebrückenplaner 41