Wärmebrückenberechnung unter Zuhilfenahme von Wärmebrückenkatalogen und Veränderungen durch die neue DIN 4108 Beiblatt 2

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1 Wärmebrückenberechnung unter Zuhilfenahme von Wärmebrückenkatalogen und Veränderungen durch die neue DIN 4108 Beiblatt 2 Hamburg, 25. September 2017 Dipl.-Ing. Myriam Westermann Energieberatungszentrum Nord Wärmebrücken Wärmebrücken sind örtlich begrenzte Bereiche in der wärmeübertragenden Hüllfläche eines Gebäudes, bei denen ein erhöhter Wärmefluss auftritt. Damit verbunden sind tiefere raumseitige Oberflächentemperaturen.

2 Wärmebrücken

3 Wärmebrücken Häufig liegt eine Überlagerung der Einflüsse (z. B. Fenster- oder Dachanschluss) vor. DIN : (Zitat): Mindestwärmeschutz wärmeschutztechnischer Standard, der an jeder Stelle der Innenoberfläche der wärmeübertragenden Umfassungsfläche bei ausreichender Beheizung und Lüftung unter Zugrundelegung üblicher Nutzung und unter den in dieser Norm angegebenen Randbedingungen ein hygienisches Raumklima sicherstellt, so dass Tauwasserfreiheit und Schimmelpilzfreiheit an Innenoberflächen von Außenbauteilen im Ganzen und in Kanten und Ecken gegeben sind. Fenster, Fenstertüren und Türen sind hiervon ausgenommen, nicht jedoch die Einbaufuge zum angrenzenden Bauwerk, der Fenstersturz, die Fensterbrüstung bzw. die Schwelle

4 Auszug DIN : (Zitat): 5 Mindestwärmeschutz flächiger Bauteile 5.1 Anforderungen an flächige Bauteile Allgemeines Der Mindestwärmeschutz muss an jeder Stelle vorhanden sein. Auszug DIN : (Zitat): 6 Mindestwärmeschutz im Bereich von Wärmebrücken 6.1 Allgemeines Die Tauwasserbildung ist vorübergehend und in kleinen Mengen an Fenstern sowie Pfosten- Riegel-Konstruktionen zulässig, falls die Oberfläche die Feuchtigkeit nicht absorbiert und entsprechende Vorkehrungen zur Vermeidung eines Kontaktes mit angrenzenden empfindlichen Materialien getroffen werden.

5 Auszug DIN : (Zitat): 6.2 Anforderungen Bauteilanschlüsse nach DIN 4108 Beiblatt 2 gelten als ausreichend gedämmt. Ohne zusätzliche Wärmedämmmaßnahmen sind auskragende Balkonplatten, Attiken, freistehende Stützen sowie Wände mit λ > 0,5 W/(m K), die in den ungedämmten Dachbereich oder ins Freie ragen, unzulässig. Auszug DIN : (Zitat): Anforderung für Kanten bzw. linienförmige Wärmebrücken An der ungünstigsten Stelle ist bei stationärer Berechnung unter den Randbedingungen nach 6.3 mindestens ein Temperaturfaktor von 0,70 / eine Oberflächentemperatur von 12,6 C einzuhalten. Fenster sind davon ausgenommen. An den Schnittstellen zwischen Fensterelement und Baukörper ist der Temperaturfaktor f Rsi 0,70 einzuhalten.

6 Hinweis: Bewertung statischer Erfordernisse Mindestwärmeschutz einhalten/nachweisen! Pfeiler, Stützen, bzw. Baustoffe mit hoher Wärmeleitfähigkeit in der Bauwerkshülle Aus der Praxis

7 Aus der Praxis Aus der Praxis Ausführung Oberflächentemperatur innen 12,45 C f Rsi = 0,698 Anforderungen nicht erfüllt! Lösung Oberflächentemperatur innen 14,90 C f Rsi = 0,796 Anforderungen erfüllt!

8 Aus der Praxis Bauteil: EG-Decke, Eingangsüberdachung und Flachdach! Aus der Praxis Ausführung Oberflächentemperatur innen 11,47 C f Rsi = 0,66 Anforderungen nicht erfüllt! Nachträgliche Not -Lösung Oberflächentemperatur innen 16,60 C f Rsi = 0,86 Anforderungen erfüllt!

9 Thermografieaufnahme Aus der Praxis Realaufnahme EG-Wohnung MFH BJ 2007 mit Tiefgarage KfW Förderung Heizkörper! Aus der Praxis f-wert-berechnung 2-dimensionales Verfahren

10 Energieoptimiert Planen Exakte Detailplanung = grundsätzlich erforderlich für KfW-Effizienzhäuser Vor Berechnungs- und Baubeginn! Wärmebrückenberechnungen Vergleich Anforderungen EnEV 2014 (Anforderungsniveau ) und KfW (Technische FAQ inkl. Leitfaden "Wärmebrücken in der Bestandssanierung" und "Infoblatt KfW-Wärmebrückenbewertung")

11 Berücksichtigung von Wärmebrücken Die Wärmebrückenberücksichtigung kann ohne konkreten Nachweis mit einem Pauschalzuschlag von 0,1 W/(m² K) über die gesamte Gebäudehülle erfolgen. Der Pauschalzuschlag kann auf 0,05 W/(m² K) halbiert werden, sobald im Rahmen eines sogenannten Gleichwertigkeitsnachweises die Umsetzung des Beiblatts 2 der DIN 4108 bestätigt wird. Als Alternative zu den Pauschalzuschlägen kann die Berücksichtigung der vorhandenen Wärmebrücken auch individuell über eine detaillierte Berechnung erfolgen. Infoblatt KfW-Wärmebrückenbewertung Stand: 11/2015 Wärmebrücken EnEV 2014 EnEV Mindestwärmeschutz, Wärmebrücken: (2) Zu errichtende Gebäude sind so auszuführen, dass der Einfluss konstruktiver Wärmebrücken auf den Jahres- Heizwärmebedarf nach den anerkannten Regeln der Technik und den im jeweiligen Einzelfall wirtschaftlich vertretbaren Maßnahmen so gering wie möglich gehalten wird.

12 Gleichwertigkeitsnachweis EnEV 2014 EnEV Mindestwärmeschutz, Wärmebrücken: (3) Der verbleibende Einfluss der Wärmebrücken bei der Ermittlung des Jahres-Primärenergiebedarfs ist nach Maßgabe des jeweils angewendeten Berechnungsverfahrens zu berücksichtigen. Soweit dabei Gleichwertigkeitsnachweise zu führen wären, ist dies für solche Wärmebrücken nicht erforderlich, bei denen die angrenzenden Bauteile kleinere Wärmedurchgangskoeffizienten aufweisen, als in den Musterlösungen der DIN 4108 Beiblatt 2 : zugrunde gelegt sind. Gleichwertigkeitsnachweis KfW Liste der Technischen FAQ zu den wohnwirtschaftlichen Förderprogrammen der KfW Stand: 08/2016 Bestellnummer:

13 Gleichwertigkeitsnachweis Pauschaler Ansatz: ΔU WB = 0,05 W/(m²K) Gleichwertigkeit über das konstruktive Grundprinzip über den Wärmedurchlasswiderstand R der jeweiligen Schichten mittels Referenzwert einer Wärmebrückenberechnung mittels Referenzwert aus Veröffentlichungen Gleichwertigkeitsnachweis DIN 4108 Bbl 2 Überarbeitung (noch nicht veröffentlicht!) Zukünftig wird es zwei Kategorien für Wärmebrückenstandards geben: Kategorie A alte Anschlüsse DIN 4108 Bbl 2: ΔU WB = 0,05 W/(m²K) Kategorie B neue Anschlüsse ΔU WB = 0,03 W/(m²K) Weitere Änderungen: Erweiterung der Planungsbeispiele (z. B. Tiefgaragenanschlüsse) Möglichkeit Differenzen zum Referenzwert korrigierend auf den pauschalen Wärmebrückenzuschlag einzurechnen Quelle: Neuerungen zu DIN V und DIN 4108 Beiblatt 2 Dipl.-Ing. S. Horschler

14 Gleichwertigkeitsnachweis Gleichwertigkeit über das konstruktive Grundprinzip Um eine Gleichwertigkeit nachzuweisen, sind die Schichtdicken und Materialeigenschaften des Beiblatts 2 der DIN 4108 einzuhalten: vorhanden gefordert Außenwand Dämmung 12 cm Dämmung cm MW 24 cm MW cm Regeldetail Nr. 13/Beiblatt 2 DIN 4108 Bodenplatte Dämmung 10 cm Dämmung 6 10 cm Die Gegenüberstellung der relevanten Schichten zeigt die Übereinstimmung mit dem konstruktiven Grundprinzip. Bei dem Nachweis der Gleichwertigkeit auf Basis des konstruktiven Grundprinzips ist stets darauf zu achten, dass auch die Obergrenzen der angegebenen Schichtdicken nicht überschritten werden dürfen. Quelle: Wärmebrücken in der Bestandssanierung. Leitfaden für Fachplaner und Architekten. Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena) Gleichwertigkeitsnachweis Gleichwertigkeit über den Wärmedurchlasswiderstand R der jeweiligen Schichten Regeldetail Nr. 82/Beiblatt 2 DIN 4108 Weichen die Wärmeleitfähigkeiten oder auch die Abmessungen der einzelnen Schichten einer Konstruktionslösung von der Vorgabe des Beiblatts 2 ab, kann die Gleichwertigkeit auch über den Wärmedurchlasswiderstand (R-Wert = d/λ) der jeweiligen Schicht nachgewiesen werden. 80 mm WLG mm WLG 040 vorhanden gefordert AW Dämmung R 1 = 2,50 (m 2 K)/W 2,50 (m 2 K)/W R 3,50 (m 2 K)/W Kopfdämmung R 2 = 1,78 (m 2 K)/W R 1,5 (m 2 K)/W Dachdämmung R 3 = 4,78 (m 2 K)/W 3,50 (m 2 K)/W R 5,00 (m 2 K)/W 80 mm 240 Quelle: Wärmebrücken in der Bestandssanierung. Leitfaden für Fachplaner und Architekten. Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena) WLS 032

15 Gleichwertigkeitsnachweis Gleichwertigkeit mittels Referenzwert einer Wärmebrückenberechnung Ermittelter Wert: Ψ-Wert: -0,03 W/(mK) < 0,06 W/(mK) gemäß Beiblatt 2 DIN 4108 Regeldetail Nr. 82/Beiblatt 2 DIN 4108 Gleichwertigkeitsnachweis Gleichwertigkeit mittels Referenzwert aus Veröffentlichungen Für den Nachweis der Gleichwertigkeit über den Referenzwert muss nicht zwingend eine thermische Simulation des geplanten Details erfolgen. Der längenbezogene Wärmedurchgangskoeffizient ψ kann auch einem Wärmebrückenkatalog entnommen werden. Es ist allerdings darauf zu achten, dass die überwiegende Zahl der veröffentlichten Wärmebrückenkataloge für den Neubau konzipiert wurde und somit nur bedingt für den Gleichwertigkeitsnachweis bei Sanierungsvorhaben angewendet werden kann. Wärmebrückenkatalog: DIN 4108 Bbl 2: : Quelle: Wärmebrückenkatalog, Bundesverband Porenbeton

16 Gleichwertigkeitsnachweis Ergänzend hierzu ist für den KfW Effizienzhaus-Nachweis noch folgendes Vorgehen zulässig: Gleichwertigkeit nach KfW-Wärmebrückenempfehlung Infoblatt KfW-Wärmebrückenbewertung Stand: 11/2015 KfW-Wärmebrückenbewertung, Formblatt A - Gleichwertigkeitsnachweis (151, 153, 430) Gleichwertigkeitsnachweis Gleichwertigkeit nach KfW-Wärmebrückenempfehlung 1. Konstruktionsbeispiele für den Gleichwertigkeitsnachweis und das KfW-Wärmebrückenkurzverfahren Infoblatt KfW-Wärmebrückenbewertung Stand: 11/2015

17 Kurzverfahren bei einfachen und wärmebrückenarmen Gebäuden KfW-Wärmebrückenkurzverfahren (Formblatt D) Infoblatt KfW-Wärmebrückenbewertung Stand: 11/2015 KfW-Wärmebrückenkurzverfahren (Formblatt D) Detaillierter Wärmebrückennachweis Grundsätzliche Vorgehensweise bei der Erstellung eines detaillierten Wärmebrückennachweises: 1. Untersuchung der Konstruktion und Aufnahme der Wärmebrücken 2. Ermittlung des längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten (Psi-Wert) 3. Erstellung eines Längenaufmaßes 4. Berechnung des gesamten zusätzlichen Wärmeverlustes H T,WB = ψ i L i [W/K] 5. Ermittlung des Wärmebrückenzuschlags ΔU WB = H T,WB / A ges [W/m²K] mit A ges = thermische Hüllfläche in m²

18 Detaillierter Wärmebrückennachweis Detaillierter Nachweis nach DIN EN ISO mit Randbedingungen gemäß DIN 4108 Beiblatt 2, Abschnitt 7 DIN EN ISO Anforderung an das numerische Verfahren DIN EN ISO DIN EN ISO Modellbildung DIN 4108 Beiblatt 2 (Berücksichtigung Erdreich mittels F X -Werten) DIN EN ISO (Erdreichmodell) U-Werte der nicht erdberührten Bauteile DIN 6946 DIN 6946 der erdberührten Bauteile DIN 6946 DIN EN ISO Detaillierter Wärmebrückennachweis Gemäß DIN V , Tabelle D.3 bzw. DIN V : , Abschnitt 6.2 sind die ψ-werte für Wärmebrücken nach DIN EN ISO für folgende (linienförmige) Anschlüsse zu ermitteln: Gebäudekanten Fenstern und Türen: Laibungen (umlaufend) Wand- und Deckeneinbindungen Deckenauflagern wärmetechnisch entkoppelte Balkonplatten

19 Detaillierter Wärmebrückennachweis Gemäß DIN V : , Abschnitt sind die ψ-werte für folgende Anschlüsse zu ermitteln: Gebäudekanten Sockelanschlüsse Fenster- und Türanschlüsse Fassadenanschlüsse Dachanschlüsse Wand- und Deckeneinbindungen Deckenauflager Balkonplatten, sonstige auskragende Bauteile Detaillierter Wärmebrückennachweis DIN 4108 Bbl 2: : 4 Empfehlung zur energetischen Betrachtung Bei der energetischen Betrachtung können folgende Details vernachlässigt werden: Anschluss Außenwand/Außenwand (Außen- und Innenecke); Anschluss Innenwand an durchlaufende Außenwand oder obere oder untere Außenbauteile, die nicht durchstoßen werden bzw. eine durchlaufende Dämmschicht mit einer Dicke 100 mm bei einer Wärmeleitfähigkeit von 0,04 W/(m K) aufweisen; Anschluss Geschossdecke (zwischen beheizten Geschossen) an Außenwand, bei der eine durchlaufende Dämmschicht mit R größer gleich 2,5 m 2 K/W vorliegt; einzeln auftretende Türanschlüsse von Wohngebäuden in der wärmetauschenden Hüllfläche (Haustür, Kellerabgangstür, Kelleraußentür, Türen zum unbeheizten Dachraum); kleinflächige Querschnittsänderungen in der wärmetauschenden Hüllfläche z. B. durch Steckdosen und Leitungsschlitze; Anschlüsse außenluftberührter kleinflächiger Bauteile wie z. B. Unterzüge und untere Abschlüsse von Erkern mit außen liegenden Wärmedämmschichten mit R 2,5 m 2 K/W. Quelle: Entwurf DIN 4108 Beiblatt 2 nicht in Seminarunterlagen enthalten

20 Detaillierter Wärmebrückennachweis KfW - Detaillierter Wärmebrückennachweis (Formblatt C) Infoblatt KfW-Wärmebrückenbewertung Stand: 11/2015 EFH 145 m²wfl. - Ermittlung Wärmebrückenkorrekturwert Wärmebrücken

21 EFH 145 m²wfl. - Ermittlung Wärmebrückenkorrekturwert Wärmebrücken ca. 90 % mehr! Wie genau ist ausreichend genau? Ursachen: Anforderungen der KfW über das Bbl. 2 hinaus relevante Anschlüsse, Materialwechsel, keine Bagatellregel, einbindende Bauteile, Sonderbauteile z. B. Einschubtreppe, Berücksichtigung der Tragwerksplanung Beispiel, Innenecken

22 Detaillierter Wärmebrückennachweis Die KfW bezieht sich in den FAQs zum Thema Wärmebrücken auch auf Wärmebrücken in der Bestandssanierung. Leitfaden für Fachplaner und Architekten. Auf eine Bagatellregelung, die nur bestimmte zu berücksichtigende Wärmebrücken vorsieht, kann beim genauen Nachweis nicht zurückgegriffen werden. Nur punktuelle und dreidimensionale Wärmebrücken sind wegen der begrenzten Flächenwirkung im Wärmeschutznachweis vernachlässigbar. (Seite14) Quelle : Wärmebrücken in der Bestandssanierung. Leitfaden für Fachplaner und Architekten. Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena) Detaillierter Wärmebrückennachweis Quelle: Wärmebrücken in der Bestandssanierung. Leitfaden für Fachplaner und Architekten. Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena)

23 Detaillierter Wärmebrückennachweis Quelle: Wärmebrücken in der Bestandssanierung. Leitfaden für Fachplaner und Architekten. Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena) Wärmebrücken - Beispiel EFH, o. KG 1. Außenwand an Bodenplatte (Sockel) 2. Türschwelle an Bodenplatte (Fenster- und Haustür) 3. Innenwand auf Bodenplatte 4. Außenkante 5. Anschluss Innenwand an Außenwand (wann?) 6. Geschossdeckeneinbindung (Variante mit Einfluss Fensteranschlüsse) 7. Außenkante Drempel an Giebelwand 8. Decken an Drempel 9. Traufe 10. Ortgang 11. Dachschräge an Balkenlage 12. Außenwand an Balkenlage 13. Innenwand an Balkenlage (wann?) 14. Brüstung 15. Laibung (Fenster + Haustür) 16. Sturz Giebel EG (mit/ohne Rollladenkasten) 17. Sturz Traufe EG (mit/ohne Rollladenkasten + Haustür) 18. Sturz Giebel DG (mit/ohne Rollladenkasten)

24 Wärmebrücken - Beispiel EFH, mit KG Deutlich umfangreicher! Keller innerhalb oder außerhalb der thermischen Hülle? Offenes Treppenhaus zum Keller - KG außerhalb der thermischen Hülle? Fenster können vereinfacht als Materialblock mit einer Materialdicke von d = 70 mm und einer Wärmeleitfähigkeit von λ = 0,13 W/mK (entspricht U W = 1,41 W/(m²K) ) dargestellt werden. Psi-Wert-Berechnungen Alternativ kann auch die Rahmendicke und der tatsächliche U W -Wert des Fensters angesetzt werden. WICHTIG: U-Wert-Anpassung muss über die Wärmeleitfähigkeit λ des Materialblocks (= Fenster) erfolgen! Darstellung DIN 4108 Bbl2: Überarbeitung Beiblatt 2 DIN 4108: Zukünftig soll bei vereinfachter Abbildung (Ersatzmaske), in Abhängigkeit vom tatsächlich verwendeten Rahmenmaterial, der so ermittelte ψ-wert mit Korrekturwerten beaufschlagt werden.

25 Detaillierter Wärmebrückennachweis KfW - Detaillierter Wärmebrückennachweis (Formblatt C) Erforderlich ist die Erstellung einer vollständigen und nachvollziehbaren Dokumentation der gesamten Berechnungsschritte des detaillierten Wärmebrückennachweises. Hierzu zählen mindestens folgende Unterlagen: U-Wert-Berechnungen der einzelnen und wärmebrückenrelevanten Bauteile mit Darstellung der einzelnen Bauteilschichten und deren Wärmeleitfähigkeiten Bildliche Darstellung sämtlicher relevanten Wärmebrückendetails Positionsplan und Längenaufmaß für die vorhandenen Wärmebrücken Auflistung und Zusammenstellung der einzelnen Details und deren Wärmebrückenverluste Quellenangabe bei Verwendung von Wärmebrückenkatalogen oder Fachveröffentlichungen Vollständige KfW-Effizienzhausberechnung Infoblatt KfW-Wärmebrückenbewertung Stand: 11/2015 Wärmebrücken - Online

26 Wärmebrücken - Online Wärmebrückenkataloge z. B. von Beck + Heun GmbH BKI Ing.-Büro Prof. Dr. Hauser GmbH ZUB-Systems Schöck Bauteile GmbH Die zum Teil kostenfreien Details werden in der Regel von den Industriepartnern zur Verfügung gestellt. Wärmebrücken - Online

27 Wärmebrücken - Online Wärmebrücken - Online

28 Wärmebrückenkataloge im Internet Wärmebrückenkataloge zum Download werden von verschiedenen Herstellern angeboten Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

29 Diese Seite darf nicht entfernt werden. Für die in diesen Unterlagen bereit gestellten Informationen übernimmt die ZEBAU GmbH keine Haftung. Der Referent / die Referentin haftet für die Einhaltung der urheberrechtlichen Ansprüche Dritter, die sich auf den gesamten oder auf Teile seines Vortrages beziehen. Bei Fragen oder Ansprüchen wenden Sie sich bitte direkt an den Referent / die Referentin. Eine Weiterverbreitung darf nur nach Genehmigung des Referent / der Referentin erfolgen. Jahr ReferentIn / ZEBAU GmbH Der Expertenkreis Wärmebrückenberechnung oder vereinfachter Nachweis? fand am 25. September 2017 in Hamburg statt. Weitere Veranstaltungstermine und viele Vortragsunterlagen zum Download finden Sie auf Melden Sie sich zu unserem Newsletter an: