Wärmebrücken baupraktische ziegeltypische Details

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1 Wärmebrücken baupraktische ziegeltypische Details Wärmebrücken Seite 1

2 Wärmeverlust durch die Gebäudehülle: durch Bauteile über Wärmebrücken Wärmebrücken Seite 2

3 Welche U-Werte sind heute bei Außenwänden üblich? höchstens: 0,35 W/(m²K) im Mittel: 0,30 W/(m²K) und minimal: 0,24 W/(m²K) Wärmebrücken Seite 3

4 Wärmebrücken: wie groß ist ihr Einfluss? Wärmebrücken baupraktische ziegeltypische Details denn: Man sieht nur, was man kennt. Wärmebrücken Seite 4

5 Inhalt 1. Wärmebrücken Definition und Berechnung 2. Wärmebrücken in der EnEV 3. Baupraktische ziegeltypische Wärmebrücken 4. Beispiel 5. Fazit Wärmebrücken Seite 5

6 1 Wärmebrücken Definition und Berechnung Wärmebrücke: allgemein: Bereiche der Gebäudehülle mit erhöhtem Wärmeabfluss DIN EN ISO : Teile der Gebäudehülle, an der der ansonsten normal zur Bauteiloberfläche auftretende Wärmestrom deutlich verändert wird durch: o Baustoffe mit anderer Wärmeleitfähigkeit o Wechsel der Bauteildicke o Unterschied zwischen Innen- und Außenabmessungen Wärmebrücken Seite 6

7 Baustoffe mit anderer Wärmeleitfähigkeit: stoffliche oder materialbedingte Wärmebrücke Stahlbetonstütze in wärmedämmendem Mauerwerk in Wärmestromrichtung durchgehend verstärkter Wärmeabfluss über die Stahlbetonstütze Beispiel: Fenstersturz Wärmebrücken Seite 7

8 Unterschied zwischen Innen- und Außenmaßen: geometrische Wärmebrücke die Außenoberfläche ist größer als die Innenoberfläche über die größere Außenoberfläche fließt verstärkt Wärme ab Beispiel: Außen-, Innenecke Wärmebrücken Seite 8

9 Baupraxis: Kombination aus stofflicher und geometrischer Wärmebrücke über die größere Außenoberfläche und den höher wärmeleitenden Stahlbeton fließt verstärkt Wärme ab Wärmeabfluss in den ungeheizten Kellerraum geringer als nach Außen Beispiel: Decke über unbeheiztem Keller Wärmebrücken Seite 9

10 Technische Beschreibung zweidimensionaler Wärmebrücken f: Temperaturfaktor (Bedingung: f 0,70) Wärmebrückenverlustkoeffizient -Wert beschreibt den zusätzlichen Wärmeverlust über eine lineare Wärmebrücke; Einheit: W/(m*K) Berechnung der -Werte für die Anwendung in den EnEV ist in DIN EN ISO festgelegt: Temperaturen in unbeheizten Räumen nach EnEV angesetzt Wärmeleitfähigkeit wird richtungsunabhängig angesetzt angrenzendes Erdreich wird nach DIN EN berücksichtigt Wärmebrücken Seite 10

11 2 Wärmebrücken in der EnEV EnEV 2002 / DIN : 3 Verfahren zur Berechnung der Wärmebrückenverluste H WB 1. pauschales Verfahren: H WB = U WB * A A: Gebäudehülle mit: U WB = 0,10 W/(m²*K) o ohne weitere Anforderungen mit: U WB = 0,05 W/(m²*K) o Wärmebrückendetails nach Beiblatt 2 zu DIN genaues Verfahren H WB = (*l) mit: : -Wert nach DIN EN ISO l: Länge der Wärmebrücke Wärmebrücken Seite 11

12 Pauschales Verfahren ohne weitere Anforderungen H WB = U WB * A mit: U WB = 0,10 W/(m²*K): Zunahme der spezifischen Transmissionswärmeverluste um rd. 20 % Zunahme aller Bauteil-U-Werte, auch des Mauerwerks, um 0,10 W/(m²*K) Beispiel: 365 mm Poroton-Außenwand, = 0,12 W/(m*K) verputzt: ohne WB-Zuschlag: U = 0,30 W/(m²*K) mit WB-Zuschlag: U = 0,40 W/(m²*K), d. h. 33 % schlechter! vergleichbar: 365 mm Außenwand, = 0,16 W/(m*K) Wärmebrücken Seite 12

13 Pauschales Verfahren mit reduziertem Zuschlag Voraussetzung: alle Wärmebrücken nach Beiblatt 2 zu DIN 4108 H WB = U WB * A mit: U WB = 0,05 W/(m²*K) Zunahme der spezifischen Transmissionswärmeverluste um 10 % Zunahme aller Bauteil-U-Werte auch des Mauerwerks um 0,05 W/(m²*K) Beispiel: 365 mm Poroton-Außenwand, = 0,12 W/(m*K), verputzt: ohne WB-Zuschlag: U = 0,30 W/(m²*K) mit WB-Zuschlag: U = 0,35 W/(m²*K), d. h. 17 % schlechter! vergleichbar: 365 mm Außenwand, = 0,14 W/(m*K) Wärmebrücken Seite 13

14 3 Baupraktische ziegeltypische Wärmebrücken Wärmebrücken = Bauteilanschlüsse optimierte Konstruktionen von Systemanbietern mit angepassten Ergänzungsprodukten Wienerberger Ziegelindustrie: EnEV-Software mit WB-Katalog Wärmebrücken Seite 14

15 Übersicht: Außenwand Kellerdecke Keller unbeheizt Keller beheizt Fenster Brüstung Leibung Sturz Außenwand Geschossdecke Außenwand - Dach Wärmebrücken Seite 15

16 Außenwand Kellerdecke Keller unbeheizt Wärmebrücken Seite 16

17 Außenwand Kellerdecke Keller beheizt Wärmebrücken Seite 17

18 Fensterbrüstung Wärmebrücken Seite 18

19 Fensterbrüstung Wärmebrücken Seite 19

20 Fensterleibung Wärmebrücken Seite 20

21 Fensterleibung Wärmebrücken Seite 21

22 Fenstersturz: gedämmter Flachsturz Wärmebrücken Seite 22

23 Fenstersturz: Zweischalige Außenwand Wärmebrücken Seite 23

24 Fenstersturz: gedämmter Flachsturz Prinzipdarstellung Wärmebrücken Seite 24

25 Fenstersturz: WU-Schale mit Anschlag Prinzipdarstellung Wärmebrücken Seite 25

26 Außenwand Geschossdecke: mit Abmauerziegel Wärmebrücken Seite 26

27 Außenwand Dach: Dachraum unbeheizt; Pfettendach Wärmebrücken Seite 27

28 Außenwand Dach: Dachraum beheizt; Pfettendach Wärmebrücken Seite 28

29 Außenwand Dach: Dachraum beheizt; Pfettendach Wärmebrücken Seite 29

30 Außenwand Dach: Ortgang Wärmebrücken Seite 30

31 Außenwand Dach: Ortgang mit Ringanker Wärmebrücken Seite 31

32 Wärmebrückenkatalog der Ziegelindustrie Bestandteil der EnEV-Software -Werte können direkt übernommen werden für die Berechnung der Wärmebrückenverluste müssen nur noch die Wärmebrückenlängen aus den Planunterlagen eingetragen werden Wärmebrücken Seite 32

33 Wärmebrücken Seite 33

34 Wärmebrücken Seite 34

35 Wärmebrücken Seite 35

36 Wärmebrückenverlustkoeffizient Wärmebrückenverlus koeffizient in W/(mK) 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 dmw = 300 mm dmw = 365 mm dmw = 425 mm 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 Wärmeleitfähigkeit in W/(mK) Wärmebrücken Seite 36

37 Wärmebrücken Seite 37

38 Wärmebrücken Seite 38

39 4 Beispiel Lohnt sich der Aufwand bei der genauen Berechnung der Wärmebrückenzuschläge? Am Beispiel einer Doppelhaushälfte wird gezeigt: der Aufwand der Gewinn in W/k der Gewinn in Wärmebrücken Seite 39

40 Wärmebrücken Seite 40

41 Vergleich der Wärmebrückenzuschläge bei verschiedenen Dämmstandards Wärmleitfähigkeit des Mauerwerks:, MW = 0,12 W/(m*K) Dicke des Mauerwerks: o d MW = 300 mm o o d MW = 365 mm d MW = 425 mm U = 0,36 W/(m²K) U = 0,30 W/(m²K) U = 0,24 W/(m²K) mit verschiedenen Verfahren pauschaler Ermittlung: H WB = U WB * A o mit: U WB = 0,10 W/(m²*K) U WB = 0,05 W/(m²*K) genauer Ermittlung: H WB = (*l) Wärmebrücken Seite 41

42 Aufwand pauschales Verfahren ohne Anforderungen: kein Aufwand pauschales Verfahren mit reduziertem Wärmebrückenzuschlag: alle Wärmebrückenkonstruktionen müssen den Systembeispielen in Beiblatt 2 zu DIN 4108 entsprechen: Überprüfung der geplanten Konstruktionen genaues Verfahren: -Wert ermitteln Wärmebrückenlängen ermitteln H WB = (*l) Wärmebrücken Seite 42

43 genaues Verfahren: -Wert ermitteln: aus Datensammlungen eigene Berechnung (in der Regel für einmalige Anwendung zu aufwändig) im folgenden Beispiel: -Werte für d MW = 365 mm; MW = 0,12 W/(m*K) Wandecke; Außenecke Fensterbrüstung Fenstersturz Bodenplatte nicht unterkellert Wärmebrücken Seite 43

44 = - 0,182 W/(m*K) Wärmebrücken Seite 44

45 = 0,058 W/(m*K) Wärmebrücken Seite 45

46 = - 0,061 W/(m*K) Wärmebrücken Seite 46

47 genaues Verfahren: Wärmebrücken-Längen ermitteln allgemein: Außenmaße bei Öffnungen: Rohbaumaße Wärmebrücken Seite 47

48 Berechnung der spezifischen Wärmebrückenverluste H WB Bezeichnung Außenwand Außenecke Außenwand Innenecke Fensterleibung Fenstersturz 1 Fenstersturz 2 Fensterbrüstung Fenstertür-, Haustürschwelle Fenstertür-, Haustürsturz Hauptdach Ortgang Hauptdach Traufe Haustrennwand Dach Geschossdecke Bodenplatte Außenwand Bodenplatte Haustrennwand Summe H WB Länge m 7,93 1,00 45,72 3,16 10,05 5,55 7,65 4,04 21,60 23,91 10,80 14,75 24,32 8,66 365/0,12 U = 0,30 W/(m²*K) e in W/(m*K) H WB in W/K -0,182-1,44 0,074 0,07 0,058 2,65 0,066 0,21 0,131 1,32 0,000 0,00 0,090 0,69 0,096 0,39-0,099-2,14-0,144-3,44 0,053 0,57 0,050 0,74-0,061-1,48 0,210 1,82-0,05 Wärmebrücken Seite 48

49 Ergebnis des genauen Verfahrens: Der spezifische Wärmebrückenverlust beträgt bei dem 365 mm Mauerwerk: H WB, 365-0,12 = -0,05 W/K Mit anderen Dicken und Wärmeleitfähigkeiten ergeben sich die folgenden spezifischen Wärmebrückenverluste: H WB, 300-0,12 = -2,45 W/K H WB, 425-0,12 = 6,32 W/K Wärmebrücken Seite 49

50 Spezifische Wärmebrückenverluste bei verschiedenen Dämmstandards genaue Berechnung spezifischer Wärmebrückenverlust HWB in W/K 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00-1,00-2,00-3,00 6,34-0,05 1,00-2, / 0, / 0, / 0,12 Je höher der Dämmstandard, desto höher der Wärmebrückeneinfluss! Wärmebrücken Seite 50

51 Pauschale Ermittlung der spezifischen Wärmebrückenverluste H WB = U WB * A; U WB = 0,10 W(m²*K): o H WB = 0,10 * 358,68 = 35,87 W/K U WB = 0,05 W(m²*K): o H WB = 0,05 * 358,68 = 17,93 W/K Kein Einfluss des Dämmstandards! Wärmebrücken Seite 51

52 Spezifische Transmissionswärmeverluste verschiedene Dämmstandards pauschale und genaue Berechnung der Wärmebrückenverluste HT in W/K U WB = 0,10 W/(m²K) U WB = 0,05 W/(m²K) genaue Berechnung ,12 U = 0,36 W/(m*K) 365-0,12 U = 0,30 W/(m*K) 425-0,12 U = 0,24 W/(m*K) Wärmebrücken Seite 52

53 Jahres-Primärenergiebedarf für: verschiedene Dämmstandards pauschale und genaue Berechnung der Wärmebrückenverluste Jahres-Primärenergiebedarf QP in kwh/(m²a) ,12 U = 0,36 W/(m*K) 76,5 69,1 63, ,12 U = 0,30 W/(m*K) U WB = 0,10 W/(m²K) U WB = 0,05 W/(m²K) genaue Berechnung 425-0,12 U = 0,24 W/(m*K) Wärmebrücken Seite 53

54 Ergebnis Beispiel: Mauerwerksdicke 365 mm genaues Verfahren: Q P = 63,3 kwh/(m²a) pauschales Verfahren: Q P = 76,5 kwh/(m²a) Differenz: 13,2 kwh/(m²a) = 21 % oder: Austausch des BW-Kessel mit solarer Trinkwassererwärmung durch NT-Kessel ohne Solaranlage Einsparung: rd Wärmebrücken Seite 54

55 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Wärmebrücken Seite 55

56 Welche U-Werte sind heute bei Außenwänden üblich? höchstens: 0,35 W/(m²K) im Mittel: 0,30 W/(m²K) und minimal: 0,24 W/(m²K) Wärmebrücken Seite 56

57 Beiblatt 2 zu DIN 4108: Anwendung Planungs- und Ausführungsbeispiele zur Verminderung von Wärmebrückenwirkungen Allgemeine Planungsempfehlungen Vermeidung stark gegliederter Baukörper wärmetechnische Trennung angrenzender Baukörper durchgehende Dämmebenen Ausführungsbeispiele Konstruktionsempfehlungen für Anschlussausbildungen Gleichwertigkeits-Nachweis Bagatellregelung Wärmebrücken Seite 57

58 Gleichwertigkeit-Nachweis Ein Bauteilanschluss ist gleichwertig zu Beiblatt 2 DIN 4108, wenn: das konstruktive Grundprinzip eingehalten wurde und die Schichtdicken und Wärmeleitfähigkeiten mindestens gleichwertig sind. bei Materialien mit abweichender Wärmeleitfähigkeit die Gleichwertigkeit des Wärmedurchlasswiderstandes der Schicht vorhanden ist. der -Wert des Anschlussdetails gleich oder kleiner als der entsprechende Wert in Beiblatt 2 DIN 4108 ist -Wert: o Berechnung nach DIN EN ISO o Tabellenwert Wärmebrücken Seite 58

59 Fenstersturz: mit Rollladenkasten Gleichwertigkeit zu Beiblatt 2 DIN 4108: ist nachgewiesen Wärmebrücken Seite 59

60 Einbau- Rollladenkasten in der EnEV n. DIN : Anforderung Rollladen- kasten- Fläche H WB U WB = 0,10 W/(m²K) Mindestwärmeschutz n. DIN : R Rk 1,0 m²k/w R Deckel 0,55 m²k/w gesondert ausweisen pauschal Wand U WB = 0,05 W/(m²K) Regelanschluss n. Bbl. 2 DIN 4108 genau U A H l F Wärmebrückenverlust Rollladenkasten oder WB -Wert des Wand-Decken- Rollladen-Knotens Mindestwärmeschutz n. DIN : R Rk 1,0 m²k/w R Deckel 0,55 m²k/w der Wand zuschlagen Wand x Fenster Fenster Wärmebrücken Seite 60

61 Bagatellregelung Folgende Anschlussausbildungen können vernachlässigt werden: Außen- und Innenecke Innenwand an Außenwand oder Boden / Dach, wenn die Außenwand nicht unterbrochen wird (durch läuft) bei Einbindung der Innenwand außenseitig eine durchlaufende Dämmschicht: d 100 mm, 0,040 W/(mK) vorhanden ist Geschossdecke an Außenwand (beide Geschosse beheizt), wenn bei Einbindung der Innenwand außenseitig eine durchlaufende Dämmschicht: d 100 mm, 0,040 W/(mK) vorhanden ist einzeln auftretende Türanschlüsse: Haustür, Kellertür, Tür zum unbeheizten Dachraum Wärmebrücken Seite 61

62 Beispiel 1: Innenwand - Außenwand 0,04 W/(mK) 100 mm Wärmebrücken Seite 62

63 Beispiel 2: Innenwand - Dach 100 mm 0,04 W/(mK) Wärmebrücken Seite 63

64 Beispiel 3: Außenwand Geschossdecke; beidseitig beheizt 100 mm 0,04 W/(mK) Wärmebrücken Seite 64

65 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Wärmebrücken Seite 65

66 Pauschales Verfahren mit reduziertem Zuschlag Wärmebrückendetails nach Beiblatt 2 zu DIN 4108 Welche Konstruktionen müssen berücksichtigt werden? (nach DIN ) Gebäudekanten Tür- und Fensteröffnungen umlaufend Wand- und Deckeneinbindungen Deckenauflager und thermisch entkoppelte Balkonplatten Kann nur eine Konstruktion nicht nach Beiblatt 2 ausgeführt werden, ist das pauschale Verfahren mit reduziertem Zuschlag nicht anwendbar! Ausweg: Gleichwertigkeit wird nachgewiesen Wärmebrücken Seite 66

67 Pauschale Wärmebrückenzuschläge: einfach, schnell und verschwenderisch oder genauer und sparsamer? Wärmebrücken Seite 67