Jahresbericht Forschung & Entwicklung 2015

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1 Jahresbericht Forschung & Entwicklung 2015

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3 Vorwort 0 Liebe Leserinnen und Leser, die deutsche Fenster-, Fassaden- und Glasbranche hat in den letzten 40 Jahren immer wieder innovative Produkte entwickelt und damit internationale Erfolgsgeschichte geschrieben. Diese Tradition gilt es fortzusetzen. Klimawandel, knapper werdende Ressourcen und der demografische Wandel stellen uns auch weiterhin vor Herausforderungen und fordern neue Lösungsansätze. Die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Bauwirtschaft wird durch Innovationen gestärkt. Die Schwerpunkte Energieeffizienz, Grünes Bauen, Konstruktion und Gebrauchstauglichkeit bestimmen daher die Arbeiten der Forschung am ift Rosenheim, um unsere Branche weiter zukunftsfähig zu machen. In den laufenden Forschungsprojekten widmen sich die ift- Forscher u.a. einer vorbereitenden Studie zu Fenstern nach den Anforderungen der Ökodesign-Richtlinie. Sie untersuchen Auswaschungen von Bauelementen zur Bewertung der Auswirkungen auf Boden und Grundwasser sowie die Umsetzbarkeit von druckentspanntem MIG. Ebenso analysieren sie das Recycling von Flachglas im Bauwesen und entwickeln Planungswerkzeuge zur Vibroakustik im Planungsprozess für Holzbauten. Zudem wird ein Leitfaden zur Befestigung von Fenstern in hochwärmedämmendem Mauerwerk erarbeitet und die Barrierefreiheit von Bauelementen am Anwendungsbeispiel Fenster und Türen bewertet. Das ift Rosenheim wird auch weiterhin seine Orientierung nach den Bedürfnissen der mittelständisch geprägten Bauindustrie mit praxisorientierten Lösungsansätzen fortführen. Dies ist neben dem intensiven Wissenstransfer durch Fachveröffentlichungen, auf Kongressen und durch Richtlinien der entscheidende Erfolgsfaktor für die schnelle Umsetzung der Forschungsergebnisse in die Praxis. Mit dem vorliegenden Jahresbericht 2015 möchte ich Sie auf einen informativen Rundgang durch unsere aktuellen und abgeschlossenen Projekte und anderen Aktivitäten rund um Forschung und Entwicklung am ift führen. Darüber hinaus bitte ich Sie als Branchenvertreter an dieser Stelle weiter um Unterstützung bei der Anregung und Auswahl der richtigen Forschungsthemen für die Zukunft. Sie sind herzlich eingeladen, unsere Arbeiten aktiv als Partner mitzugestalten, denn: wenn du schnell vorankommen willst, geh allein. Wenn du weit vorankommen willst, geh mit anderen! (afrikanisches Sprichwort). Ihr Prof. Ulrich Sieberath Leiter des ift Rosenheim ift Rosenheim Forschung & Entwicklung 2015

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5 Inhaltsverzeichnis 0 1 ENERGIEEFFIZIENZ Projekt Ecodesign Preparatory Study on Window Products Projekt Wärmedämmverbundsysteme und Außendämmungen 6 aus nachwachsenden Rohstoffen zum Einsatz in der Altbausanierung 1.3 Projekt Untersuchungen zum Einfluss der Größe des Scheibenzwischenraums 8 auf die Dauerhaftigkeit von hochwärmedämmendem Isolierglas 1.4 Projekt ift-energy Label für Fenster Projekt Überarbeitung der ift-richlinie WA-08/3 Wärmetechnisch verbesserte Abstandhalter Teil 1: Ermittlung des repräsentativen Ψ-Wertes für Fensterrahmenprofile Projekt Erarbeitung von pauschalen Psi-Werten zur Berücksichtigung des Einflusses 11 von Sprossen bei Ermittlung des U-Wertes von Fenstern 2 GRÜNES BAUEN Projekt Untersuchung der Auswaschungen von Bauelementen aus Holz, Kunststoff, Metall und Glas zur Bewertung der Auswirkungen auf Boden und Grundwasser Projekt Recycling von Flachglas im Bauwesen 18 3 KONSTRUKTION UND GEBRAUCHSTAUGLICHKEIT Projekt Vibroakustik im Planungsprozess für Holzbauten Teil Projekt Vibroakustik im Planungsprozess für Holzbauten Teil Projekt Untersuchungen zur Umsetzbarkeit von druckentspanntem 27 Mehrscheiben-Isolierglas 3.4 Projekt Erarbeitung eines Leitfadens zur Befestigung von Fenstern 28 in hochwärmedämmendem Mauerwerk 3.5 Projekt Erarbeitung eines Bauteilkataloges zur Ermittlung der Luftschalldämmung 29 sowie Längsschalldämmung von Vorhangfassaden 3.6 Projekt Bewertung der Barrierefreiheit von Bauelementen 30 am Anwendungsbeispiel Fenster und Türen 4 VERÖFFENTLICHUNGEN 31 5 HIGHLIGHTS AM IFT ROSENHEIM 35 6 ZUSAMMENARBEIT AM IFT ROSENHEIM 43 Seite ift Rosenheim Forschung & Entwicklung 2015

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7 Energieeffizienz 1 1 Energieeffizienz Energie sparen ist eine zentrale Aufgabe für die europäischen Volkswirtschaften, um die CO 2 -Emissionen und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern, die Gefahren der Kernenergie zu vermeiden sowie die Risiken des Klimawandels zu reduzieren. Der Gebäudehülle mit Fenstern, Verglasungen und Sonnenschutz kommt dabei eine große Bedeutung zu, da der Energiehaushalt von Gebäuden dadurch maßgeblich beeinflusst wird. Ca. 40 % des Gesamtenergieverbrauchs der Europäischen Union (EU) entfallen auf den Gebäudesektor. Nach Untersuchungen der Deutschen Energieagentur (dena) lässt sich z.b. der Energieverbrauch von Häusern im Bestand in Deutschland um bis zu 85 % reduzieren. Umsetzung EU-Gebäuderichtlinie Zur Senkung des Energieverbrauchs im Gebäudebereich und mit Blick auf das Ziel einer Steigerung der Energieeffizienz um 20 Prozent bis 2020 hat die Europäische Union die Richtlinie 2010/31/EU des Europäischen Parlaments und des Rates vom 19. Mai 2010 über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden Neufassung (Gebäuderichtlinie) beschlossen. Zahlreiche Vorgaben dieser Richtlinie sind in Deutschland bereits geltendes Recht, also über die Energieeinsparverordnung (EnEV) umgesetzt. Die Gebäuderichtlinie legt darüber hinaus in Artikel 9 den anspruchsvollen Niedrigstenergie-Gebäudestandard für Neubauten fest. Dieser Standard ist EU-weit spätestens mit Ablauf der Jahre 2018 für Behördengebäude bzw für alle übrigen Neubauten umzusetzen und wird zunächst als Grundpflicht im Energieeinsparungsgesetz (EnEG) verankert, in der EnEV inhaltlich jedoch noch nicht weiter beschrieben. EnEV 2014 Die EnEV 2014 verschärft ab dem 1. Januar 2016 den Jahresprimärenergiebedarf für neue Gebäude um 25 %. Die Wärmedurchgangskoeffizienten des Referenzgebäudes sowie die Begrenzung der Transmissionswärmeverluste (H T) für Wohngebäude wurden nicht explizit verschärft. Der Reduzierung um 25 % kann durch eine umfangreichere Nutzung von regenerativen Energien, optimierte Heiztechnik sowie durch einen verbesserten baulichen Wärmeschutz erreicht werden. Bei Nichtwohngebäuden werden zusätzlich ab die Anforderungen an den mittleren U-Wert für transparente Bauteile und Vorhangfassaden von U CW 1,9 auf 1,5 W/(m²K) und für Glasdächer, Lichtbänder und Lichtkuppeln von 3,1 auf 2,5 W/(m²K) verschärft. Bedeutsam ist auch die entfallene Ausnahmeregelung für Schaufenster, weil für kleinere Einzelhandels- und Dienstleistungsgeschäfte neue Fenster und Verglasungen spürbare Energieeinsparungen und Komfortgewinne bringen. Für die energetische Gebäudesanierung werden die Anforderungen nur für Haustüren von 2,9 auf 1,8 W/(m²K)verschärft. Fenstertüren mit Klapp-, Falt-, Schiebe- oder Hebemechanismus wurden als neue Produktgruppe 2f definiert und der Höchstwert für die Sanierung (Anlage 3, Tab. 1) von 1,3 auf 1,6 W/(m²K) sogar erhöht. Relevant sind aber auch die Regelungen der KfW-Bank, die neben der Förderung von Effizienzhäusern direkte finanzielle Zuschüsse für neue Fenster vorsehen, wenn der U W - Wert unter 0,95 W/(m²K) liegt. Bild 1 Flächenbezogener Energieverbrauch von Wohngebäuden in Europa (Quelle: Entranze) Energetische Bewertung von transparenten Bauteilen Bei der energetischen Betrachtung von Fenstern kommt es auch auf eine sinnvolle und realitätsnahe Beschreibung der Produkte an, bei der die Energieverluste und -gewinne in die Bewertung einfließen. Einen Beitrag hierzu kann das ift-energylabel leisten, um Bauherren und die Immobilienwirtschaft bei der Auswahl passender Fenster für die Sanierung im Bestand zu unterstützen. Die Klimabedin- ift Rosenheim Forschung & Entwicklung 2015 Seite 1 von 44

8 1 Energieeffizienz Bild 2 Energieeffizienzklassen für Gebäude nach dem Endenergieverbrauch oder -bedarf gemäß EnEV 2014, Anlage 10 gungen im Sommer und Winter sind so unterschiedlich, dass eine einzige Kennzahl nicht ausreicht. Das Bewertungsverfahren basiert auf der ISO Energetische Bewertung von Fenstersystemen Berechnungsverfahren, die für die Energieperformance (EP) zwei Kennzahlen vorsieht; EP-H: Energy Performance Heating Period (Heizfall) und EP- C: Energy Performance Cooling Period (Kühlfall). Hierdurch wird auch der sommerliche Wärmeschutz angemessen berücksichtigt, der bei großen Fensterflächen immer stärker an Bedeutung gewinnt und in Deutschland in der novellierten DIN auch verschärft wurde. Die Bewertung der Energieeffizienz von Fenstern sowie ein mögliches europäisches Energie Label für Fenster ist auch Schwerpunkt der aktuellen, vorbereitenden Studie zur Ökodesignrichtlinie, die das ift Rosenheim zusammen mit VHK (Niederlande) und Vito (Belgien) bearbeitet. Aber auch andere ökologische Aspekte sind bei der Studie, die im Auftrag der Europäischen Kommission durchgeführt wird, zu beachten, beispielsweise Lebenszyklusanalysen und Fragen der Nachhaltigkeit. War es in den 90er-Jahren in Deutschland noch ausreichend, für die wärmetechnische Bewertung von Rahmen die sog. Rahmenmaterialgruppen zu verwenden und die Wärmeverluste über den Glasrandbereich zu vernachlässigen, so erfordern die verschärften Anforderungen an Fenster auch eine detaillierte Betrachtung der energetischen Eigenschaften von transparenten Bauelementen. So werden bei der Ermittlung des Wärmedurchgangskoeffizienten von Fenstern die detaillierten U-Werte der Rahmenprofile berücksichtigt; ebenso werden die Wärmeverluste über den Glasrandbereich bewertet. Im Rahmen von Forschungsvorhaben werden am ift Rosenheim die Grundlagen erarbeitet, um eine praxisbezogene Umsetzung zu ermöglichen. So wurden in der Vergangenheit Vorgehensweisen ermittelt, die die wärmetechnische Bewertung von kompletten Profilsystemen ermöglichen. Zur Bewertung von wärmetechnisch verbesserten Abstandhaltern wurden zwei Richtlinien erstellt, die sowohl die Messung der äq. Wärmeleitfähigkeit des Abstandhalters als auch die Berechnung von repräsentativen Ψ-Werten erlauben. Diese, gemeinsam mit der Industrie, erarbeiteten Vorgehensweisen haben sich am Markt fest etabliert und werden auch von weiteren Organisationen, wie z.b. dem BFRC (British Fenestration Rating Council), als Grundlage verwendet. Bild 3 Entwurf für ein Energy Label auf Basis einer ift- Studie, mit der die Eigenschaften des Fensters inkl. Sonnenschutz für Verbraucher schnell und einfach erkennbar sind. Energieeffizienz und Lüftung Schimmelpilzwachstum durch falsches oder ungenügendes Lüften führt häufig zu gesundheitlichen Problemen. Speziell in der Altbausanierung, bei der häufig kein Fachplaner zur Verfügung steht, wird die Lüftungsproblematik wenig berücksichtigt. Ein Grundluftwechsel Seite 2 von 44 ift Rosenheim Forschung & Entwicklung 2015

9 Energieeffizienz 1 ist durch die dichtere Gebäudehülle nach der energetischen Sanierung nicht mehr gegeben und aufgrund langer Abwesenheitszeiten durch den Bewohner meistens nicht sichergestellt. Deshalb fordert die DIN Raumlufttechnik Teil 6: Lüftung von Wohnungen auch eine nutzerunabhängige Sicherstellung der Feucht- bzw. Grundlüftung. Ob ein Lüftungskonzept nötig ist, ergibt sich aus dem Vergleich des wirksamen Infiltrationsvolumenstroms (Undichtigkeiten der Gebäudehülle) q inf mit dem notwendigen Gesamt-Außenluftvolumenstrom zum Feuchteschutz q FL. Wenn q FL > q inf sind lüftungstechnische Maßnahmen festzulegen. Um die Anforderungen der DIN zu erfüllen, sollten auch Fenster eine nutzerunabhängige Lüftung ermöglichen. Deshalb ist eine Weiterentwicklung der Fensterlüftung notwendig und kann nicht mehr allein über die klassischen Öffnungsfunktionen geleistet werden. Dezentrale, ins Fenster integrierte Lüftungssysteme (Fensterlüfter) können eine nutzerunabhängige Lüftung gewährleisten und werden auch als Außenluftdurchlässe (ALD) bezeichnet. Eine weitere Möglichkeit sind Fenster mit sensorgesteuerter, motorischer Öffnungsmechanik. Für die Lüftungsstufe Feuchteschutz wurde im Rahmen eines Forschungsvorhabens auch ein vereinfachtes Diagrammableseverfahren erarbeitet, das als ift-richtlinie LU-02/1 zusammen mit einem Online-Tool auf der ift-website zur Verfügung steht. Die Tabelle 1 gibt Empfehlungen, wann eine Lüftungstechnische Maßnahme (LtM) gemäß DIN erforderlich ist. Automatisierung Tabelle 1 Notwendigkeit einer lüftungstechnischen Maßnahme Modernisierung (Quelle: ift-richtlinie LU-02/1) möglich, denn Menschen haben ein ganz unterschiedliches Klimaempfinden und zwar individuell wie kulturell. So wollen Menschen in warmen oder tropischen Regionen einen ständigen Luftzug, was bei uns fast verpönt ist. Dies wird oft nicht beachtet und mögliche Energiespareffekte werden nicht erreicht. Die Nutzererwartungen müssen deshalb genau analysiert werden. Hier können die Erkenntnisse aus der Softwareentwicklung für die Entwicklung der Steuerung und Bedienung automatisch betriebener und gesteuerter Fenster genutzt werden. Bei der Verwendung elektronischer Bauelemente und deren Anbindung an die Gebäudetechnik gibt es aber noch etliche Probleme, wie die Schnittstelle zu anderen Baugewer- Der Einsatz elektromechanischer Bauteile ist eine Schlüsseltechnologie, mit der sich steigende Anforderungen an Energieeffizienz, Nutzerkomfort, Sicherheit und Barrierefreiheit erfüllen lassen. In modernen Bürogebäuden können intelligente Fenster den Einsatz von Klimaanlagen und künstlichem Licht reduzieren und gleichzeitig das Wohlbefinden der Nutzer erhöhen. Sensoren messen Einflussgrößen wie Luftqualität, Lichtstärke, Luftfeuchte, Raumtemperatur und lösen optional automatisch bedarfsorientierte Reaktionen aus, die der Nutzer jedoch jederzeit individuell beeinflussen können muss. Ohne diese Einflussmöglichkeit ist eine Akzeptanz nicht Bild 4 links: ift-richtlinie WA 17/1 zur Ermittlung der äq. Wärmeleitfähigkeit durch Messung rechts: Datenblatt des Bundesverbandes Flachglas mit repräsentativen Ψ-Werten ift Rosenheim Forschung & Entwicklung 2015 Seite 3 von 44

10 1 Energieeffizienz ken und fehlende Regelwerke und Vorgaben mit Angaben zu Anordnung und Ausführung der elektrischen Leitungen. Erfahrungen zeigen, dass diese Systeme in der Praxis nur funktionieren, wenn alle mechatronischen und elektronischen Komponenten aus einer Hand kommen. Die ift-richtlinie EL-01/1 Elektronik in Fenstern, Türen und Fassaden, die die Erkenntnisse eines ift-forschungsvorhabens zusammenfasst, bietet hierfür Grundlagen und praktische Hinweise zur Planung, Ausführung und Nutzungssicherheit. Bild 5 Energieeinsparungen durch moderne Elektroinstallation (Quelle: Professor Dr. Becker, Hochschule Biberach) Seite 4 von 44 ift Rosenheim Forschung & Entwicklung 2015

11 Energieeffizienz Ecodesign Preparatory Study on Window Products Status Der aktuelle Status und weitere Informationen sind auf der Website verfügbar. Umsetzung Die Studie stellt die notwendigen Informationen zur Verfügung, um die nächste Phasen des politischen Prozesses (von der Kommission durchgeführt) in die Wege zu leiten. Insbesondere soll die Studie eine Folgenabschätzung, die Anhörung und mögliche Durchführungsmaßnahmen im Rahmen der Ökodesign-Richtlinie oder der Energiekennzeichnungsrichtlinie vorbereiten. Zielsetzung Die Ökodesign-Richtlinie (2009/125/EG) bietet kohärente, EU-weite Regeln für die Verbesserung der ökologischen Eigenschaften von energieverbrauchsrelevanten Produkten (ERP). Sie verhindert, dass unterschiedliche nationale Rechtsvorschriften über die Umweltverträglichkeit dieser Produkte ein Hindernis für den Handel innerhalb der EU werden. Die Richtlinie liegt unter der Verantwortung der Abteilung Unternehmen und Industrie (DG ENTER) und der Abteilung Energie (DG ENER). Im Auftrag der Europäischen Kommission (DG ENER) wird eine vorbereitende Studie über Fenster von den Partnern VHK (Niederlande), VITO (Belgien) und ift Rosenheim (Deutschland) durchgeführt. Das Konsortium umfasst ein breites Spektrum an Fachwissen (Technologie, Umwelttechnik, wirtschaftliche und ökologische Beurteilung, Markt- und Verbraucheranalysen und weltweite Kontakte) und garantiert so eine ausreichende wissenschaftliche Basis für die vorgesehenen Aufgaben. Die Studie basiert auf der Methodik für die umweltgerechte Gestaltung energierelevanter Produkte (MEErP) und stellt für die Europäische Kommission eine technische, ökologische und wirtschaftliche Analyse von Fenstern, wie in Artikel 15 der Ökodesign-Richtlinie gefordert, bereit. Die Studie kann auch als unterstützende Analyse für die Erstellung von Energy Labeln in Übereinstimmung mit Energiekennzeichnungsrichtlinie 2010/30/EG verwendet werden. Kurztitel Forschungspartner Förderstelle Steckbrief Ecodesign Fenster Die Studie wird für die Europäische Kommission durchgeführt. Laufzeit Juli 2013 bis April 2015 Projektleiter Norbert Sack ift Rosenheim Forschung & Entwicklung 2015 Seite 5 von 44

12 1 Energieeffizienz 1.2 Wärmedämmverbundsysteme und Außendämmungen aus nachwachsenden Rohstoffen zum Einsatz in der Altbausanierung Prognose und Optimierung der schalltechnischen Eigenschaften Zusammenstellung relevanter Konstruktionsvarianten in Abstimmung mit der projektbegleitenden Arbeitsgruppe in Form einer Untersuchungsmatrix. Die Messergebnisse wurden als Planungsgrundlagen zusammengefasst und dazu verwendet, die Berechnungsmodelle zu validieren. Die Spannweite der Messergebnisse für die unterschiedlichen Dämmsysteme ist in Tabelle 1 dargestellt. Zielsetzung Durch die kontinuierlich steigenden Anforderungen im Wärmeschutz und den hohen Anteil an älteren Bestandsgebäuden wird der Anteil der Altbausanierung an der Gesamtbautätigkeit weiter zunehmen. Bei der Sanierung der Gebäudehülle eines Altbaus sind neben den Aspekten des Wärmeschutzes auch u.a. die Anforderungen an den Schallschutz zu berücksichtigen. Hierzu fehlen jedoch gerade bei der Verwendung von Dämmmaterialien aus nachwachsenden Rohstoffen die erforderlichen Planungshilfen. Die Validierung zeigte, dass sowohl das einfache Verfahren nach DIN EN [3] als auch das speziell für WDV-Systeme entwickelte Verfahren [2] für die Anwendung prinzipiell geeignet sind. Für das Verfahren nach [3] wurde hierzu der Einfluss des Strömungswiderstandes für Holzfaserdämmstoffe ergänzt. Das Verfahren nach DIN EN für akustische Vorsatzschalen bietet den Vorteil, dass es sowohl für klassische WDV-Systeme als auch für WDV-Systeme mit zusätzlichem Ständer/Träger oder Außendämmungen mit Vorhangfassade anwendbar ist. Für die in diesem Vorhaben untersuchten Konstruktionsvarianten und Grundwände hat es sich als ausreichend genau gezeigt, um die bauakustische Planung für die Bemessung und Optimierung von WDSV, Außendämmungen und Innendämmungen aus nachwachsenden Rohstoffen durchführen zu können. Voraussetzung hierfür ist eine ausreichende Sicherheit bei der Bestimmung der Resonanzfrequenz des Dämmsystems. Für die frequenzabhängige Berechnung von ΔR wurde zunächst das Modell nach Cremer-Heckel [1] verwendet und Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde daher für den Schallschutznachweis ein geeignetes Prognosemodell auf Basis vorhandener Ansätze festgelegt und die erforderlichen Eingangsgrößen durch Messung ermittelt. Ergebnis In der Projektbearbeitung erfolgte zunächst eine Zusammenführung vorhandener Prognosemodelle für die Anwendung in der Altbausanierung sowie die Bild 1 Verbesserung der Schalldämmung ΔR durch Dämmsysteme auf unterschiedlichen Grundwänden Vergleich von Messergebnissen (dünne Linien) mit Berechnungsergebnissen (dicke Linien) Berechnung nach [1] mit den genannten Modifikationen (rot), zusätzliche Berücksichtigung der Dickenresonanzen (blau) Seite 6 von 44 ift Rosenheim Forschung & Entwicklung 2015

13 Energieeffizienz 1 Tabelle 1 Ergebnisse im Überblick (Minimum... Mittelwert... Maximum) mit Messergebnissen verglichen. Es zeigte sich, dass eine deutlich bessere Übereinstimmung mit den Messergebnissen erreicht werden kann, wenn die Verbesserung ΔR des Dämmsystems durch die Summe der Transmissionsgrade Δi auf den verschiedenen Übertragungswegen ausgedrückt und die Verbesserung durch das Dämmsystem aus der Differenzialgleichung des fußpunkterregten Einmasseschwingers berechnet wird. Zusätzlich kann die Dickenre-sonanz der Dämmung berücksichtigt werden (siehe Bild 1). Die Berücksichtigung der Dickenresonanzen führt zwar zu einer besseren Übereinstimmung zwischen Messung und Berechnung, es ist aber offensichtlich, dass die Berechnung der Resonanzeinbrüche ohne Berücksichtigung der Dämpfung noch keine realistischen Werte liefern kann. Nutzen/Umsetzung Die Messergebnisse wurden als Planungsgrundlagen zusammengefasst und können nun für die Prognose der Schalldämmung verwendet werden. Die Ergebnisse wurden zusätzlich zur Berücksichtigung in der sich aktuell im Entwurf befindlichen DIN 4109 weitergegeben. Kurztitel Förderstelle Projektpartner Steckbrief WDSV Altbausanierung Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung im Rahmen der Forschungsinitiative Zukunft Bau [1] Cremer, L., Heckl, M. Körperschall, physikalische Grundlagen und technische Anwendungen Springer, 1996 [2] Weber L., Brandstetter D. Einheitliche schalltechnische Bemessung von Wärmedämmverbundsystemen, Fraunhofer-Institut für Bauphysik, Stuttgart 2003 Förderkennzeichen: P /00 [3] DIN EN :2000 Berechnung der akustischen Eigenschaften von Gebäuden aus den Bauteileigenschaften Teil 1: Luftschalldämmung zwischen Räumen Beuth Verlag GmbH, Berlin Laufzeit Juli 2012 bis Januar 2014 Projektleiter Prof. Dr.-Ing. Andreas Rabold ift Rosenheim Forschung & Entwicklung 2015 Seite 7 von 44

14 1 Energieeffizienz 1.3 Untersuchungen zum Einfluss der Größe des Scheibenzwischenraums auf die Dauerhaftigkeit von hochwärmedämmendem Isolierglas Zielsetzung In Zukunft ist verstärkt der Einsatz von 3-Scheiben-Wärmedämmglas zur Erfüllung der Anforderungen an den baulichen Wärmeschutz zu erwarten. Für solche Aufbauten liegt der optimale Scheibenzwischenraum (SZR) in Bezug auf einen möglichst niedrigen Wärmedurchgangskoeffizienten bei 18 mm. Es ist jedoch bekannt, dass große Scheibenzwischenräume zu erhöhten Lasten des Randverbundes führen. Diese erhöhten Lasten können zu einer signifikanten Reduzierung der Dauerhaftigkeit und somit der Lebensdauer eines Mehrscheiben-Isolierglases führen. Daher wird der Standardaufbau eines Mehrscheiben- Isolierglases mit einem Scheibenzwischenraum von 2 x 12 mm empfohlen. Auch wenn durch entsprechende Berechnungen nachgewiesen werden kann, dass größere Scheibenzwischenräume zu deutlich höheren Randlasten des Mehrscheiben-Isolierglases führen, stellt sich doch die Frage, ob diese erhöhten Lasten auch zu einer signifikant reduzierten Lebensdauer führen. Bislang liegen keine öffentlich zugänglichen Untersuchungen vor, die die Dauerhaftigkeit von 3-fach-Wärmedämmglas in Abhängigkeit des Scheibenzwischenraumes analysiert haben. Beruhend auf theoretischen Überlegungen und Berechnungen wurden drei verschiedene Aufbauten für experimentelle Untersuchungen ausgewählt. Diese Aufbauten berücksichtigen nicht nur die Größe des Scheibenzwischenraumes als Variable, sondern auch die Scheibendicke. Letztere hat einen sehr großen Einfluss auf die Randlast, und so ist es möglich eine größere Spannbreite von Randlasten auf die Wirkung hinsichtlich der Dauerhaftigkeit zu prüfen. Zur Prüfung der Dauerhaftigkeit bot sich die Bestimmung der Feuchteaufnahme gemäß der Produktnorm EN an. Die Gasverlustrate (EN ) reagiert zwar empfindlicher auf Fehler im Randverbund, ist aber auch zeitlich, messtechnisch und finanziell erheblich aufwendiger. Der experimentelle Teil des Forschungsvorhabens ist fast abgeschlossen. Gegenwärtig finden noch die Auswertung und Interpretation der Ergebnisse statt. Der Abschlussbericht soll im Herbst 2015 veröffentlicht werden. Umsetzung Sollten die Untersuchungen dazu führen, dass ein gegenüber den allgemeinen Empfehlungen erhöhter SZR zu keiner signifikanten Beeinträchtigung der Dauerhaftigkeit führt, so wäre Spielraum für eine zukünftige weitere Reduzierung der Transmissionswärmeverluste vorhanden. Kurztitel Förderstelle Steckbrief Dauerhaftigkeit Mehrscheiben- Isolierglas Es ist daher das Ziel des Vorhabens, den Einfluss der Größe des SZR auf die Dauerhaftigkeit von 3-fach-Wärmedämmglas zu untersuchen. Status Projektpartner Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung im Rahmen der Forschungsinitiative Zukunft Bau Die Dauerhaftigkeit von Mehrscheiben-Isolierglas ist ganz wesentlich durch die Fertigungsqualität bestimmt. Um statistisch belastbare Aussagen treffen zu können, die auch für die Industrie als Ganzes gültig sind, werden daher Probekörper von 20 verschiedenen Herstellern untersucht. Laufzeit Oktober 2013 bis Oktober 2015 Projektleiter Dr. Ansgar Rose Seite 8 von 44 ift Rosenheim Forschung & Entwicklung 2015

15 Energieeffizienz ift-energy Label für Fenster Berücksichtigung des ΔR-Wertes von Abschlüssen Zielsetzung Durch die Überarbeitung der Produktnorm EN für außenliegende Abschlüsse und Jalousien ist zukünftig der zusätzliche Wärmewiderstand ΔR eines Rollladens oder einer Jalousie zu ermitteln und auf dem CE-Zeichen zu deklarieren. Ziel des Projektes war es, das existierende Energy Label für Fenster entsprechend anzupassen, so dass der zusätzliche Wärmedurchlasswiderstand bei der Berechnung der Energieverluste berücksichtigt wird. dem Fenster. Um eine realitätsnahe Klassifizierung zu erreichen, werden die gegensätzlichen jahreszeitlichen Anforderungen im Sommer und Winter berücksichtigt. Im Sommer stehen die Vermeidung von Hitzestaus in den Wohnräumen, die Einsparung von Klimatisierungskosten sowie die Erhöhung des Wohnkomforts im Vordergrund. Im Winter ist die optimale Nutzung des Tageslichts als natürliche Energiequelle zur Reduzierung des Heizbedarfs und die Verbesserung der Dämmwirkung in den kalten Nachtstunden zu beachten. Ergebnis In Zusammenarbeit mit dem ITRS Industrieverband Technische Textilien, Rollladen und Sonnenschutz e.v. (Arbeitsgruppe Rollladen, Sonnenschutz und Automation) hat das ift Rosenheim das bereits existierende Energy Label für Fenster weiterentwickelt. Damit kann nun auch der zusätzliche Wärmewiderstand eines außenliegenden Rollladens oder Sonnenschutzes bei der Berechnung der Energieverluste berücksichtigt werden. Nutzen Kurztitel Projektpartner Steckbrief Überarbeitung ift-energy Label Durch die Berücksichtigung des ΔR-Wertes im Energy Label des ift Rosenheim wird dieser Effekt bei der Ermittlung der Energieeffizienz von Fenstern mit Rollläden oder Sonnenschutz für den Verbraucher klar und verständlich. Das Energy Label schafft damit einen einheitlichen Bewertungsmaßstab für die wärme- und kältedämmende Wirkung unterschiedlicher Behänge in Kombination mit Eine Fachgruppe des e.v. Laufzeit Oktober 2014 bis Februar 2015 Projektleiter Norbert Sack ift Rosenheim Forschung & Entwicklung 2015 Seite 9 von 44

16 1 Energieeffizienz 1.5 Überarbeitung der ift-richlinie WA-08/3 Wärmetechnisch verbesserte Abstandhalter Teil 1: Ermittlung des repräsentativen Ψ-Wertes für Fensterrahmenprofile Tabelle 1 Anforderungen an die U f -Werte von Fensterrahmenprofilen zur pauschalen Anwendung der repräsentativen Ψ-Werte Die berechneten repräsentativen Ψ-Werte können für folgende U g -Werte verwendet werden: 2-fach-Isolierglas: U g 1,0 W/(m 2 K) mit Argon oder Luftfüllung 3-fach-Isolierglas: U g 0,5 W/(m 2 K) mit Argon oder Luftfüllung Nutzen/Umsetzung Zielsetzung Die ift-richtlinie WA-08/3 legt ein Verfahren zur Ermittlung repräsentativer Psi-Werte von wärmetechnisch verbesserten Randverbünden beim Einsatz in Fenstern fest. Bzgl. des Anwendungsbereiches dieser repräsentativen Psi-Werte bei der Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten U W gab es Einschränkungen hinsichtlich des minimalen U f -Wertes. Ebenso war nicht eindeutig definiert, für welche Glasaufbauten die repräsentativen Psi- Werte verwendet werden dürfen. Zielsetzung des Vorhabens war es, die genannten Schwachstellen zu beheben und die Richtlinie entsprechend anzupassen. Die Erweiterung der Richtlinie ermöglicht eine Ermittlung repräsentativer Psi-Werte auch für moderne Rahmen-Konstruktionen mit niedrigen U f -Werten. Die Festlegung, für welche U g -Werte die repräsentativen Psi-Werte verwendet werden dürfen, gibt Sicherheit in der Anwendung. Kurztitel Förderstelle Steckbrief Richtlinie wärmetechnisch verbesserte Abstandhalter Teil 1 Ergebnis Das Projekt ist abgeschlossen. Der Anwendungsbereich der Richtlinie wurde auf niedrigere U f -Werte sowie die Glasaufbauten wie folgt erweitert: Arbeitskreis Warme Kante Laufzeit Sommer 2014 bis Frühjahr 2015 Projektleiter Norbert Sack Seite 10 von 44 ift Rosenheim Forschung & Entwicklung 2015

17 Energieeffizienz Erarbeitung von pauschalen Psi-Werten zur Berücksichtigung des Einflusses von Sprossen bei Ermittlung des U-Wertes von Fenstern Zielsetzung Die Berücksichtigung von Sprossen bei der Ermittlung des U w -Wertes von Fenstern ist im Rahmen des Rechenverfahrens nach EN ISO prinzipiell möglich. Hierzu ist es momentan notwendig, den Psi-Wert der Sprosse über eine detaillierte Berechnung zu ermitteln. Tabellierte, pauschale Psi-Werte für Sprossen existieren im Gegensatz für Randverbundsysteme nicht. Im Rahmen des Projektes soll daher ein Vorschlag von pauschalen Psi-Werten von unterschiedlichen Sprossenkonstruktionen erarbeitet werden, die im Rahmen der Berechnung nach EN herangezogen werden könnten. Status Der Projektstart erfolgte im Frühjahr Nutzen/Umsetzung Kurztitel Förderstelle Steckbrief Psi-Werte Sprossenkonstruktionen Nach Abschluss der Berechnungen soll aus den Erkenntnissen eine vereinfachte Tabelle für die Psi-Werte erstellt werden. Auf Basis der dazu erstellten Dokumentation können die ermittelten Werte für künftige Berechnungen nach EN herangezogen werden. Dies stellt eine erhebliche Vereinfachung der Vorgehensweise dar. Ad-hoc-Gruppe Sprosse Laufzeit ab Frühjahr 2015 Projektleiter Norbert Sack ift Rosenheim Forschung & Entwicklung 2015 Seite 11 von 44

18 4 Veröffentlichungen Seite 12 von 44 ift Rosenheim Forschung & Entwicklung 2015

19 Grünes Bauen 2 2 Grünes Bauen In Zeiten von zunehmender Rohstoffverknappung, sich verändernden Verbrauchererwartungen und immer strenger werdenden Umweltauflagen steht auch die Fenster-, Tür-, Tor- und Fassadenbranche vor großen Herausforderungen. Bei der Produktenwicklung müssen neben den äußerst vielfältigen technischen und konstruktiven Anforderungen zunehmend auch Parameter zur Umweltbelastung über den kompletten Produktlebenszyklus berücksichtigt werden. Mensch vs. Umwelt? Seit Jahren steigen in Deutschland die Zahlen von Allergikern, also Menschen, deren Immunsystem auf bestimmte Umwelteinflüsse reagiert. Auffällig sind dabei vor allem plötzlich auftretende, allergische Beschwerden von Menschen, die bis dahin keine Beeinträchtigungen kannten. Auffällig sind weiterhin die zunehmende Stärke der Immunreaktionen sowie die Vielfältigkeit der in Frage kommenden Umwelteinflüsse. Als Ursachen für diese Entwicklung werden meist viele unterschiedliche gesellschaftliche, technische, aber auch ökologische Veränderungen unserer Lebensweise angeführt. Neben z. B. Lebensmitteln stehen auch immer wieder Materialien und Produkte im Verdacht, die Menschen an Arbeitsplätzen und in Wohnbereichen umgeben. Während es für Arbeitsplätze seit vielen Jahren gesetzliche Bestimmungen und Kontrollen im Hinblick auf Umweltbedingungen gibt, sind für den privaten und öffentlichen Wohnraum nur sehr bedingt verbindliche Vorgaben vorhanden. Der Gesetzgeber, die Nutzer, Bewohner, Besitzer und Investoren legen aber immer mehr Wert sowohl auf möglichst geringe Umwelteinflüsse von Gebäuden auf die Bedingungen im Innenraum als auch auf Auswirkungen auf die Umgebung. Vor diesem Hintergrund beziehen sich in der europäischen Bauproduktenverordnung gleich zwei von aktuell sieben der grundsätzlichen Anforderungen an Bauprodukte auf die Perspektive Grünes Bauen : BWR 3 Hygiene, Gesundheit und Umweltschutz BWR 7 Nachhaltige Nutzung natürlicher Ressourcen Die zugehörigen Themen wurden in den letzen Jahren im ift Rosenheim auch Teil der Forschungsanstrengungen. Primäre Zielsetzung der entsprechenden Vorhaben war dabei jeweils Einflussgrößen unterschiedlicher Bauteile herauszufinden, praxisnahe Möglichkeiten zum Nachweis der verstärkt geforderten Leistungseigenschaften zu untersuchen sowie negative Umwelteinflüsse von Bauteilen und Gebäuden möglichst zu minimieren. Emissionen von Bauprodukten Die Bewertung von Emissionen aus Baustoffen und Bauelementen gewinnt zunehmend an Bedeutung. Flüchtige und schwerflüchtige organische Bestandteile (VOC, SVOC) in Innenräumen können vielfältige Wirkungen auf den Menschen haben: Geruchsempfindung, Reizwirkung auf Augen und Schleimhäute, Jucken, Niesreiz oder Kopfschmerzen. Darüber hinaus können die Emittenten allergisierende, allergieverstärkende bis hin zu krebserzeugende, erbgutverändernde und fortpflanzungsgefährdende Eigenschaften aufweisen. Aufgrund der Anforderungen aus der Bauproduktenverordnung (BauPVO) muss für CE-kennzeichnungspflichtige Produkte künftig neben vielen anderen Leistungseigenschaften auch eine Aussage zu den jeweils möglichen innenraumluftrelevanten Emissionen gemacht werden. Hierzu wurden auf europäischer Ebene vom technischen Komitee CEN/TC 351 horizontale prüftechnische Vorgaben für alle Produkte unter der BauPVO erstellt, die in den kommenden Jahren als Basis für eine Umsetzung innerhalb der jeweiligen Produktnormen dienen werden. Bild 1 Grünes Bauen (Quelle: chagpa, Fotolia.com) Derzeit wird intensiv an einem europäisch harmonisierten Bewertungsverfahren zur Bewertung der Emissionen von Bauprodukten gearbeitet. Neben einer Reihe privatwirtschaftlicher Kennzeichnungssysteme wurden in der Zwischenzeit jedoch von einigen europäischen Staaten eigene Regularien und Bewertungssysteme eingeführt. Die Umsetzung dieser Vorgaben ist zwar noch nicht direkter Bestandteil der CE-Kennzeichnung, sobald jedoch Produkte in die jeweiligen Märkte gebracht werden, müssen auch die dort vorherrschenden nationalen Anforderungen erfüllt und umgesetzt werden. ift Rosenheim Forschung & Entwicklung 2015 Seite 13 von 44

20 2 Grünes Bauen Bild 2 Einige der Europäischen Staaten haben bereits nationale Regelungen (Quelle: Denys Rudyi, Fotolia.com) Innerhalb der Forschungsprojekte des ift Rosenheim wurden in den letzten Jahren die Emissionspotenziale von Bauprodukten wie Fenstern und Innentüren untersucht und bewertet. Zielsetzung war dabei, auch jeweils eine generelle Datenbasis zu schaffen sowie Vorgehensweisen zu erarbeiten, damit künftige Änderungen der Produktnormen in diesem Bereich sinnvoll und praxisnah vorbereitet werden können. Fenster und Innentüren sind hinsichtlich der Emissionen gefährlicher Stoffe im Vergleich zu anderen Bauprodukten weitgehend als eher unbedeutend einzustufen. Bestimmte Bestandteile und Variationsmöglichkeiten dieser Produkte können in den bestehenden Bewertungsverfahren jedoch durchaus die vorgegebenen Kriterien verfehlen oder nicht die bestmögliche vordefinierte Emissionsklasse erreichen. Luftqualität im Innenraum Dichte Gebäudehüllen und technische Lüftungsvorrichtungen Im Zuge des energiesparenden Bauens führen immer dichter werdende Gebäudehüllen zu verstärkten Anreicherungen gefährlicher Stoffe in der Innenraumluft. Um dies zu verhindern und einen ausreichenden Luftwechsel sicher zu stellen, reicht nach heutigem Gebäudestandard eine nutzerabhängige Lüftung in Form von manueller Öffnung von Fenstern und/oder Türen nicht mehr aus. Zur Sicherstellung eines ausreichenden Luftwechsels bei gleichzeitiger Erhaltung des Wohlbefindens wurden in den vergangenen Jahren unterschiedliche Ansätze für technische Lüftungsvorrichtungen entwickelt. Die Bandbreite reicht hier von nachrüstbaren Lüfteröffnungen, die in bestehende Fensterfälze eingesetzt werden, bis zu zentral gesteuerten Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung. Auch in diesem Bereich gab es in den vergangenen Jahren im ift Rosenheim Forschungsvorhaben, innerhalb derer ebenso die Leistungsfähigkeit verschiedener Lösungen und auch die Auswirkungen auf andere wichtige Leistungseigenschaften von Fenstern und Außentüren untersucht wurden. Die produktspezifische Betrachtung der Emissionen von Bauprodukten bewertet den Neuzustand des Bauproduktes zum Zeitpunkt, an dem es frühestens dem Markt zur Verfügung gestellt werden kann. Aussagen zur Luftqualität innerhalb der Innenräume, in denen diese und viele andere Produkte später montiert sind, können daraus jedoch nicht direkt abgeleitet werden. Hierzu sind sowohl die tatsächlich vorherrschenden Bedingungen im Innenraum als auch die Einflüsse und Wechselwirkungen verschiedener Montageverfahren zu vielfältig. Die objektive Luftqualität kann nur durch Messung bzw. Beprobung in den Räumlichkeiten vor Ort erfolgen. Viele aktuelle Programme zur Nachhaltigkeitszertifizierung bewerten bereits heute diese Messung vor Ort. Bei unerwarteten Ergebnissen ist es jedoch oft sehr schwierig, aus der Menge der Bauprodukte die Quelle möglicher Emissionen zu bestimmen. Die einzige Sicherheit, die Planer und ausschreibende Unternehmen hier haben, ist wiederum die Verwendung spezifisch untersuchter und unbedenklicher Produkte. Bild 3 Manuelle Lüftung durch Kippen (Quelle: thombach, Fotolia.com) Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser Neben den Auswirkungen auf die Lebensbedingungen in Innenräumen wird durch Gesetzgebung, Normung und Naturschutz auch die Berücksichtigung der Auswirkungen von Gebäuden und darin montierten Baupro- Seite 14 von 44 ift Rosenheim Forschung & Entwicklung 2015

21 Grünes Bauen 2 in ihrer Leistungsfähigkeit und den Einsatzmöglichkeiten mit vorhandenen Produkten konkurrieren können, gehen davon mit Sicherheit Argumente für eine Kaufentscheidung aus. Aufgrund der steigenden Energiekosten sowie immer strengerer Regelungen werden besonders in der Altbausanierung Wärmedämmverbundsysteme eingesetzt. Auch in diesem Bereich halten immer mehr Produkte aus nachwachsenden Rohstoffen Einzug. Zur Bestimmung von bauphysikalischen Grundlagen für Bemessungshilfen laufen für den Bereich der schalltechnischen Eigenschaften Forschungsarbeiten am ift Rosenheim. Bild 4 Schutz von Boden und Grundwasser (Quelle: Otto Durst, Fotolia.com) dukten auf Boden und Grundwasser zunehmend eingefordert. Es geht dabei um Substanzen und Verbindungen, die sich durch die Einwirkung von Beregnung, Sonneneinstrahlung und Temperaturwechsel aus den Oberflächen der Gebäudehülle lösen und in umliegende natürliche Umgebung geraten. Dieses Thema wurde durch Dokumentationen und Veröffentlichungen zu Bauvorhaben verstärkt, bei denen es durch Auswaschungen biozider Beschichtungen aus Wärmedämmverbundsystemen zu Verunreinigungen umliegender Gewässer kam. Auch die europäische BauPVO verlangt von Produkten, die der CE-Kennzeichnung unterliegen, künftig auch hierzu eine Aussage. Wie bei den innenraumluftrelevanten Emissionen werden auf europäischer Ebene vom Technischen Komitee CEN/TC 351 horizontale prüftechnische Vorgaben erstellt, um sie später in die betreffenden Produktnormen zu überführen. Zu Bauprodukten aus Holz, Kunststoff, Metall und Glas liegen bislang noch kaum veröffentlichte Erkenntnisse zu entsprechenden Auswirkungen vor. Da zudem noch ungeklärt ist, ob bisherige prüftechnische Verfahren für diese Bauprodukte überhaupt geeignet sind, wird dies ebenfalls durch ein Forschungsprojekt des ift Rosenheim aufgearbeitet. Zielsetzung ist es, Erfahrungswerte zu Bauprodukten aus den genannten Materialien zu sammeln und praxisnahe und produktspezifische Vorschläge für einen künftigen Umgang mit diesem Bereich zu erarbeiten. Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen In Zeiten fortschreitender Rohstoffverknappung wird der Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen im Baubereich immer wichtiger. Auch ist er bei Nachhaltigkeitsbetrachtungen und -zertifizierungen von Gebäuden ein mitentscheidendes Kriterium. Soweit entsprechende Produkte Recycling von Bauprodukten und -elementen Für viele Bauprodukte und -elemente sind in Bezug auf den Grad der Wertschöpfung und die generelle Sinnhaftigkeit verschiedene Möglichkeiten zum Recycling bekannt. Konkrete Zahlen zum Anteil der jeweils zugeführten Bauprodukte und -elemente fehlen jedoch häufig. In einem neuen Forschungsvorhaben des ift Rosenheim wird eine detaillierte Analyse hinsichtlich des Recycling von Flachglas durchgeführt. Auf Basis der Ergebnisse sollen Handlungsvorschläge für eine Optimierung des Recycling von Flachglas im Bauwesen abgeleitet werden. Bild 5 Flachglas im Bauwesen (Quelle: Heiko Rothe, Fotolia.com) Umweltproduktdeklarationen für Bauprodukte und Nachhaltigkeitsbewertung von Gebäuden Verschiedene Systeme für die Nachhaltigkeitszertifizierung von Gebäuden, wie z.b. DGNB (Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen) oder LEED (Leadership of Energy & Environmental Design), fordern von den Herstellern Produktinformationen, die wichtige Kriterien der ift Rosenheim Forschung & Entwicklung 2015 Seite 15 von 44

22 2 Grünes Bauen Nachhaltigkeit über den ganzen Produkt-Lebenszyklus beschreiben. Dazu gehören die Herstellungsphase, das Baustadium, das Nutzungsstadium, die Nachnutzung sowie das Recyclingpotenzial. Die Ermittlung der Umweltwirkungen erfolgt im Rahmen einer Umweltproduktdeklaration (EPD) gemäß den einschlägigen Normenwerken. Auch hierzu gab es in den letzten Jahren Forschungsanstrengungen, um Erfahrungen und Erkenntnisse in diesem Bereich zu sammeln und verschiedene Umsetzungswege aufzuzeigen. Zusammenfassung Der Begriff des Grünen Bauens steht auch für den Wunsch, unsere Umgebung und unseren Alltag so zu gestalten, dass wir Menschen und unsere Umwelt möglichst geringe Beeinträchtigungen erfahren. Für Bauprodukte und Gebäude wird es daher immer wichtiger, den entsprechenden neuen Anforderungen gerecht zu werden und ihre Leistungseigenschaften objektiv und vergleichbar darstellen zu können. Die Wichtigkeit dieser Themen wurde durch die Branche erkannt; die Forschungsvorhaben des ift Rosenheim zielen darauf ab, Erfahrungen und Erkenntnisse zu diesen Bereichen zu sammeln und zu versuchen, immer möglichst praxisnahe und angemessene Untersuchungs- und Nachweismöglichkeiten zu erarbeiten. Seite 16 von 44 ift Rosenheim Forschung & Entwicklung 2015

23 Grünes Bauen Untersuchung der Auswaschungen von Bauelementen aus Holz, Kunststoff, Metall und Glas zur Bewertung der Auswirkungen auf Boden und Grundwasser Auswaschungen von Bauelementen Auseinandersetzung mit der Thematik nochmals sehr deutlich. Die auf horizontaler Ebene zunächst für alle Bauprodukte vorgesehenen Prüfverfahren können für komplexe Bauelemente wie Fenster, Außentüren und Fassaden wohl nicht ohne Weiteres angewendet werden. Die Erkenntnisse der Projektarbeit werden ein wertvoller Beitrag für den künftigen Umgang mit der Thematik in diesem Produktbereich sein. Nutzen Zielsetzung Übergeordnetes Ziel dieses Forschungsprojekts ist die Untersuchung der Auswaschungen von Bauelementen aus Holz, Kunststoff, Metall und Glas. Neben grundsätzlichen Erkenntnissen zu möglichen auswaschbaren Substanzen und deren Quellen steht dabei ein Vergleich unterschiedlicher Labor- Prüfmethoden mit Untersuchungen unter natürlicher Freibewitterung im Mittelpunkt. Anhand der Ergebnisse soll es möglich sein, Aussagen über das Auswaschungsverhalten von Bauelementen zu erhalten, wenn Konstruktion und verwendete Materialien bekannt sind. Mit Hilfe der Kenntnisse über die Auswaschungseigenschaften der einzelnen Komponenten eines Bauelementes soll so die Deklaration (d. h. der Nachweis über die entsprechenden Umwelteigenschaften des kompletten Bauelementes aufgrund der Deklaration der verwendeten Materialien) ermöglicht werden. Dies bedeutet eine Reduktion von Prüfaufwand und Vereinfachung der Nachweisführung. Status Der Projektstart, die konzeptionelle Vorbereitung der Projektarbeit und die Planung der vorgesehenen Probekörper konnten planmäßig abgeschlossen werden. Da sich zur Auswahl der Probekörper für die Laborprüfungen eine enge Verbindung mit der Probenauswahl für die Freibewitterung ergab, wurde Anfang 2014 zunächst eine detaillierte Probenplanung für beide Prüfschienen erstellt und mit den verschiedenen Herstellern aus der Projektgruppe abgestimmt. Die Vorbereitungen zum Beginn der Laboruntersuchungen wurden Mitte März 2014 durch einen Brandschaden bei der Forschungsstelle Fraunhofer IBP unterbrochen. Dabei wurde die gesamte apparative Analytik in Mitleidenschaft gezogen. Die Untersuchungen begannen im August Kurztitel Forschungspartner Förderstelle Projektpartner Steckbrief Auswaschungen von Bauelementen Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP, Holzkirchen Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung im Rahmen der Forschungsinitiative Zukunft Bau Für die Freibewitterung mussten an beiden Bewitterungsstandorten zunächst die erforderlichen Befestigungsgestellen montiert und einige weitere Rahmenbedingungen geschaffen werden. Der parallele Start der Freibewitterung erfolgte im Juli Aufgrund der Verzögerungen im Projektablauf wurde eine kostenneutrale Verlängerung der Projektlaufzeit um sechs Monate bis zum beantragt und bewilligt. Aktuell stehen noch keine Ergebnisse zu den Auswaschungen von Bauelementen zur Verfügung. Aus den ersten Projektphasen wurde aber die Notwendigkeit einer Laufzeit 01. Juni 2013 bis 03. Mai 2016 Projektleiter Benno Bliemetsrieder ift Rosenheim Forschung & Entwicklung 2015 Seite 17 von 44

24 2 Grünes Bauen 2.2 Recycling von Flachglas im Bauwesen Analyse des Ist-Zustandes und Ableitung von Handlungsempfehlungen Nutzen Durch das Forschungsvorhaben werden verlässliche und belastbare Daten zum Ist-Zustand des Recyclings von Flachglas ermittelt. Hierdurch wird die bislang vorhandene Unsicherheit hinsichtlich der Datenlage beseitigt. Durch die Analyse wird eine Grundlage geschaffen, die es erlaubt, eine zukünftige Umsetzung eines closed-loop- Recyclings im Bereich von Flachglas aus dem Bauwesen zu beurteilen. Zielsetzung Glas ist prädestiniert für eine geschlossene Kreislaufwirtschaft (closed-loop-recycling). Die Herstellung von Glas aus alten Scherben spart Rohstoffe und vor allem Energie die Schmelze (Aufschmelzen des Ausgangsstoff- Gemisches) erfordert weniger Zeit und geringere Temperaturen. Leider kann aufgrund einer nur unzureichenden Datenlage derzeit nicht eindeutig beurteilt werden, ob Flachglas zu einem hohen Grade recycelt wird, oder ob der Großteil zusammen mit dem Bauschutt auf der Deponie oder einer sonstigen (minderwertigeren) Verwendung (z.b. im Straßenbau) zugeführt wird. Es ist daher zu befürchten, dass ein Großteil der Flachglasabfälle im Bauwesen nicht zu neuem Flachglas recycelt, sondern einer anderen Verwertung (Deponie, weitere Nutzung mit anderem Bauschutt) zugeführt wird. Ziel des Forschungsvorhabens ist es daher eine detaillierte Analyse des Ist-Zustandes hinsichtlich des Recyclings von Flachglas zu erstellen. Basierend auf den Ergebnissen sollen Handlungsvorschläge für ein closed-loop-recycling bei Flachglas erarbeitet werden. Kurztitel Förderstelle Projektpartner Steckbrief Flachglasrecycling Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung im Rahmen der Forschungsinitiative Zukunft Bau Status Der Projektstart erfolgt voraussichtlich im Sommer Laufzeit vorauss. Mitte 2015 bis Mitte 2017 Projektleiter Norbert Sack Seite 18 von 44 ift Rosenheim Forschung & Entwicklung 2015

25 Konstruktion und Gebrauchstauglichkeit 3 3 Konstruktion und Gebrauchstauglichkeit Bauprodukte bieten vielfältige technische Möglichkeiten, müssen aber auch eine Vielzahl von Anforderungen erfüllen. Dabei besteht häufig ein Interessenkonflikt zwischen unterschiedlichen Anforderungen, so dass die Optimierung einer Eigenschaft zur Verschlechterung einer anderen führt, beispielsweise zwischen der Wärmedämmung und der Einbruchhemmung. Oft führen Kompromisse und technische Lösungen auch noch zu einer Einschränkung der Gebrauchstauglichkeit, beispielsweise wenn zu schwere Verglasungen die Beschläge überlasten. Teilweise geraten dabei auch die Interessen und Ansprüche der Endnutzer in den Hintergrund. Chancen und Erfolge neuer Konstruktionen werden deshalb immer stärker von Faktoren wie Nutzer- und Bedienfreundlichkeit abhängen. Da sich nicht nur die Konstruktionen von Fenstern, Türen und Fassaden, sondern auch die Wandaufbauten verändern, ergeben sich zudem auch Auswirkungen auf Montage- und Befestigungsmöglichkeiten, insbesondere bei Außenwänden mit Leichtbauziegeln oder bei der Integration in Wärmedämmverbundsysteme (WDVS). Auch hier läuft im ift Rosenheim ein Forschungsvorhaben, das die veränderten Rahmenbedingungen analysiert und Empfehlungen für die praktische Umsetzung gibt. Gewichtszunahme und deren Folgen Die Anforderungen an den Wärmeschutz von Gebäuden steigen seit vielen Jahren und werden durch explodierende Energiepreise auch weiterhin verschärft werden. Zur Verbesserung der Wärmedämmung von Fenstern, Türen und Fassaden sind die Rahmenprofile immer dicker geworden, und der Einsatz von 3-fach Mehrscheibenisolierglas hat sich etabliert. Dies hat eine erhebliche Gewichtszunahme mit über 50 % zur Folge, welche durch den Trend zu Elementen mit größeren Glasflächenanteilen noch verstärkt wird. Die Gewichtszunahme macht nicht nur Transport und Handling aufwändiger, sondern bringt auch so manches bislang ausreichende Beschlagsystem an seine Grenzen und beeinträchtigt Gebrauchstauglichkeit und Nutzungsdauer. In einem bereits Ende 2012 abgeschlossenen Forschungsvorhaben des ift Rosenheim wurden daher Möglichkeiten untersucht, die Flächengewichte von Mehrscheiben-Isolierglas zu reduzieren. Bild 2 Schallübertragung bei Holzbalkendecken Lärmreduzierung durch optimierte Holzkonstruktionen Eine zu große Lärmbelastung führt bekanntermaßen zu Gesundheitsschäden. Deshalb sind eine Reduzierung der Schallausbreitung innerhalb von Gebäuden und der Lärmeintrag von außen von großer Bedeutung. Wärmeschutz und Schallschutz von Häusern und Außenwänden stehen dabei zum Teil im Widerspruch. Dies gilt vor allem für Gebäude in Holzbauweise, die aufgrund ihrer hervorragenden Wärmedämmung bei Neubau und Sanierung immer beliebter werden, aber beim Schallschutz häufig an Grenzen stoßen. Vor- und Nachteile verschiedener Holzkonstruktionen werden in verschiedenen Forschungsvorhaben des ift Rosenheim behandelt. Dabei geht es jeweils nicht nur um die Untersuchung und Bestimmung von schallschutztechnischen Eigenschaften, sondern auch um Modelle und Hilfestellungen, die eine Planung und Auslegung entsprechender Produkte erleichtern. Bild 1 Vielfältige Einwirkungen auf Fenster und Ansprüche der Nutzer Schalldämmung von Vorhangfassaden Während die bauakustische Planung und Nachweisführung zur Luft- und Längsschalldämmung von Fenstern auch über Tabellenverfahren möglich ist, lassen sich diese Eigenschaften für Vorhangfassaden derzeit nur durch La- ift Rosenheim Forschung & Entwicklung 2015 Seite 19 von 44