Denkmal und Energie. Energetische Modernisierung denkmalgeschützter Gebäude. Modernisierungsbeispiele Herangehensweise. Denkmal und Energie

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1 Denkmal und Energie Energetische Modernisierung denkmalgeschützter Gebäude Modernisierungsbeispiele Herangehensweise Klaus-J. Edelhäuser Beratender Ingenieur

2 Praktische Erfahrung Modernisierungsbeispiele Herangehensweise Anamnese Art der Bauteile & Konstruktion Schäden und Mängel Einflussfaktoren Nutzung IST Zustand Umsetzung Kontrolle der Ausführung Erstellung eines Handbuches Wartung Instandhaltung Aus dem SOLL wird IST Konzeption & Planung Wo sind Verbesserungen nötig möglich Nutzungskonzept Raumklima Schadensfreiheit Effizienz Baukosten Verbrauchskosten Unterhaltskosten SOLL Zustand

3 Praktische Erfahrung Modernisierungsbeispiele Herangehensweise 1964 Heinz Rall Kern: 13. Jh Mies van der Rohe

4 Gemeindezentrum mit Kindergarten Baujahr 1964 Bei dem vorliegenden Gebäude sollten im Zuge eines Gutachtens Modernisierungsmöglichkeiten zur Verbesserung der Energieeffizienz angestellt werden. Von besonderer Relevanz waren: der Erhalt der Sichtbetonflächen der Erhalt des Erscheinungsbildes

5 Gemeindezentrum mit Kindergarten Baujahr 1964 Bei dem vorliegenden Gebäude sollten im Zuge eines Gutachtens Modernisierungsmöglichkeiten zur Verbesserung der Energieeffizienz angestellt werden. Von besonderer Relevanz waren: der Erhalt der Sichtbetonflächen der Erhalt des Erscheinungsbildes Die auskragenden Decken im Bestand verbessern den sommerlichen Wärmeschutz. Außerdem sind die Holzfenster im Bestand sehr gut geschützt und beinahe schadensfrei.

6 Gemeindezentrum mit Kindergarten Baujahr 1964 Stürze Planrecherche und Nachweise Im Zuge der Bestandserfassung ist auch die Planrecherche von besonderer Bedeutung. Gerade bei Baudenkmälern der Nachkriegsarchitektur bestehen in der Regel gute Chancen, auf Ausführungspläne zurückzugreifen. U-Wert Bestand: 2,24 W/(m 2 K) Flächenanteil: 6% Können Bauteile nicht oder nur mit großem Aufwand modernisiert werden so z.b. denkmalgeschützte Sichtbetonflächen, sollten neben der tatsächlichen Art der Ausführung (und der Berücksichtigung eventueller Dämmungen im Bestand) der Flächenanteil und die tatsächlichen Auswirkungen auf die Gesamtenergiebilanz überprüft werden.

7 Gemeindezentrum mit Kindergarten Baujahr 1964 Stützen Nachweise Oberflächentemperatur Bestand und Modernisierungsoption Überformung der Stützen mit 10 mm Wärmedämmputz außen. Wegen vorhandenem Anstrich möglich. Oft können auch minimale Eingriffe zu einer deutlichen Verbesserung der Situation führen.

8 Gemeindezentrum mit Kindergarten Baujahr 1964 Wände KG / massiv Modernisierungsoption U-Wert Bestand KG: 3,66 W/(m 2 K) U-Wert Modernisierung Vorsatzschale 100mm WLG 032: 0,29 W/(m 2 K) U-Wert Modernisierung Multipor 50mm: 0,73 W/(m 2 K)

9 Gemeindezentrum mit Kindergarten Baujahr 1964 Wandelemente Leichtbau Voruntersuchung und Modernisierungsoption Bei den geschlossenen Leichtbauwänden waren Voruntersuchungen problemlos durchführbar. Eine energetische Modernisierung ohne negative Auswirkungen auf das Erscheinungsbild war problemlos möglich. U-Wert Bestand: 0,50 W/(m 2 K) U-Wert Modernisierung Austausch Dämmung WLG 032: 0,31 W/(m 2 K)

10 Gemeindezentrum mit Kindergarten Baujahr 1964 Fenster Voruntersuchung und Modernisierungsoption U-Wert Bestand: 2,98 W/(m 2 K) U-Wert vorgeschlagene Modernisierung durch Austausch der Scheibe: 1,25 W/(m 2 K)

11 Gemeindezentrum mit Kindergarten Baujahr 1964 Fenster Voruntersuchung und Modernisierungsoption U-Wert Bestand: 2,51 W/(m 2 K) U-Wert vorgeschlagene Modernisierung durch Austausch der inneren Scheibe: 1,67 W/(m 2 K)

12 Gemeindezentrum mit Kindergarten Baujahr 1964 Boden Planrecherche und Modernisierungsoption Bestand: U-Wert: 1,16 W/(m 2 K) Modernisierung: U-Wert: 0,67 W/(m 2 K) Dämmebene 40mm mit Trockenestrich und Fußbodenheizung. Mindestwärmeschutz erfüllt!

13 Gemeindezentrum mit Kindergarten Baujahr 1964 Dach Faltwerk Planrecherche und Voruntersuchung

14 Gemeindezentrum mit Kindergarten Baujahr 1964 Dach Faltwerk Planrecherche und Voruntersuchung U-Wert Bestand (rechn.): 0,79 W/(m 2 K) U-Wert Modernisierung: 0,24 W/(m 2 K)

15 Gemeindezentrum mit Kindergarten Baujahr 1964 Flachdach Voruntersuchung und Modernisierungsoption Können bei Flachdächern nur geringere Dämmstärken zur Ausführung kommen (wegen angrenzender Bauteile, Auswirkungen auf die Attikahöhe etc.), kann dies i.d.r. durch Dämmstoffe mit geringerer Wärmeleitfähigkeit kompensiert werden. U-Wert Bestand (rechnerisch): 0,50 W/(m 2 K) U-Wert Modernisierung 60mm WLG 025: 0,27 W/(m 2 K)

16 Gemeindezentrum mit Kindergarten Baujahr 1964 Die unterschiedlichen Arten der opaken Hüllfläche wurden in die Planunterlagen eingetragen.

17 Gemeindezentrum mit Kindergarten Baujahr 1964 Abschließend hat sich gezeigt, dass nur ein Bauteil mit einem relativ geringen Flächenanteil nicht modernisiert werden konnte. 14% 31% 12% 6% 7% 30%

18 Gemeindezentrum mit Kindergarten Baujahr 1964 Kenndaten (EnEV 2009) Endenergiebedarf: Referenzgebäude: 112,4 kwh/(m 2 a) Die Anforderungen der zum Zeitpunkt der Planung gültigen EnEV konnten problemlos erfüllt werden. Bestandsgebäude: 322,7 kwh/(m 2 a) Modernisierung: 153,5 kwh/(m 2 a) Primärenergiebedarf: Referenzgebäude: 198,6 kwh/(m 2 a) 140%-Wert: 278,1 kwh/(m 2 a) Bestandsgebäude: 459,5 kwh/(m 2 a) Modernisierung: 232,2 kwh/(m 2 a)

19 Mies van der Rohe Bau Baujahr 1927 Fenstertausch Bei dem vorliegenden Gebäude wurden Untersuchungen durchgeführt, wie sich der Austausch der Fenster auf das Erscheinungsbild auswirkt. Außerdem wurden die Auswirkungen auf das Raumklima (Luftwechsel, sommerlicher Wärmeschutz) sowie die Auswirkungen auf die verbleibenden Bauteile überprüft (Brüstungen, Stürze, Wandflächen). Vorgesehen war, dass mit dem Fenstertausch auch alle weiterführenden Maßnahmen berücksichtigt werden können um spätere Schäden auszuschließen.

20 Mies van der Rohe Bau Baujahr 1927 Fenstertausch Bestandserfassung Planrecherche Vor der Durchführung von zerstörungsfreien Überprüfungen des Bestands und von Bauteilöffnungen erfolgte die Planrecherche.

21 Mies van der Rohe Bau Baujahr 1927 Fenstertausch Bestandserfassung zerstörungsfreie Prüfung An dieser Stelle soll primär auf die Brüstungssituation eingegangen werden.

22 Mies van der Rohe Bau Baujahr 1927 Fenstertausch Bestandserfassung zerstörungsfreie Prüfung und Bauteilöffnungen Die Wärmebrückensituation im Brüstungsbereich wurde mit Hilfe von IR-Aufnahmen sowie mit Bauteilöffnungen näher untersucht. Die Betrachtungen bezogen sich auf eventuelle Schäden und Mängel bei den dort befindlichen Metallbauteilen sowie auf die Notwendigkeit von eventuellen Dämmmaßnahmen im Zuge des Fenstertauschs.

23 Mies van der Rohe Bau Baujahr 1927 Fenstertausch Bestandserfassung zerstörungsfreie Prüfung und Bauteilöffnungen Die Wärmebrückensituation im Brüstungsbereich wurde mit Hilfe von IR-Aufnahmen sowie mit Bauteilöffnungen näher untersucht. Die Betrachtungen bezogen sich auf eventuelle Schäden und Mängel bei den dort befindlichen Metallbauteilen sowie auf die Notwendigkeit von eventuellen Dämmmaßnahmen im Zuge des Fenstertauschs.

24 Mies van der Rohe Bau Baujahr 1927 Fenstertausch Bestandserfassung Raumklima Raumklimamessungen in verschiedenen Wohnungen lieferten eine Übersicht über die aktuellen Nutzergewohnheiten.

25 Mies van der Rohe Bau Baujahr 1927 Fenstertausch Bestandserfassung Berechnungen Wärmebrückenberechnungen der Bestandssituation. Grafik links: Bauphysik Software DÄMMWERK

26 Mies van der Rohe Bau Baujahr 1927 Fenstertausch Planung der Modernisierung Oberflächentemperatur Wärmebrückenberechnungen der möglichen Modernisierungsoption mit Dämmung der Brüstung. Grafik links: Bauphysik Software DÄMMWERK

27 Mies van der Rohe Bau Baujahr 1927 Fenstertausch Planung der Modernisierung Feuchteschutz Nachweis des Feuchteschutzes im Bereich der Wärmebrücke (hygrothermische Simulation). Grafiken links und oben: Bauphysik Software WUFI 2D

28 Mies van der Rohe Bau Baujahr 1927 Fenstertausch Planungsvorschlag, der zur weiteren Bearbeitung an den Architekten weitergegeben wurde.

29 Mies van der Rohe Bau Baujahr 1927 Fenstertausch Weitere Punkte Luftwechsel (Falzlüftung, Luftwechsel nachgewiesen) Sommerlicher Wärmeschutz (sommerlicher WS nachgewiesen) Erscheinungsbild (Bemusterung Rahmen und Glas!) Bei dem vorliegenden Gebäude wurden neben der Brüstungssituation noch weiterführende Betrachtungen angestellt.

30 Heimatspielhaus Münnerstadt Baujahr Bei dem vorliegenden Gebäude aus verschiedenen Bauphasen wurde eine vollständige Instandsetzung und Modernisierung geplant und durchgeführt.

31 Heimatspielhaus Münnerstadt Baujahr Bestandserfassung und Konzeption Im Zuge der Bestandserfassung und der Ausarbeitung eines Modernisierungskonzeptes sind die Lage des Gebäudes und damit auch die äußeren und inneren Einflussfaktoren von besonderer Bedeutung! Luftbild: geoportal.bayern.de

32 Heimatspielhaus Münnerstadt Baujahr Bestandserfassung und Konzeption Außerdem müssen frühzeitig Informationen über Schäden und Mängel vorliegen. Nur eine umfangreiche Bestandserfassung und Anamnese des Bauwerks gewährleistet eine Planungssicherheit und damit auch eine Kostensicherheit bei der Umsetzung.

33 Heimatspielhaus Münnerstadt Baujahr Bestandserfassung und Konzeption Die Art der Nutzung und die Festlegung von eventuellen unterschiedlichen Nutzungszonen ist im Zuge der Planung festzulegen.

34 Heimatspielhaus Münnerstadt Baujahr Bestandserfassung und Konzeption Eintragung der Lage der möglichen Dämmebenen. Teilbereiche der Fassade konnten mit einer Außendämmung überformt werden. Der Dachraum wurde nicht ausgebaut und stattdessen nur die oberste Geschossdecke gedämmt. In Teilen konnten Wandflächen von innen gedämmt werden.

35 Heimatspielhaus Münnerstadt Baujahr Bestandserfassung und Konzeption Eintragung der Lage der möglichen Dämmebenen. Teilbereiche der Fassade konnten mit einer Außendämmung überformt werden. Der Dachraum wurde nicht ausgebaut und stattdessen nur die oberste Geschossdecke gedämmt. In Teilen konnten Wandflächen von innen gedämmt werden. Das EG wurde auch aus raumklimatischen Gründen vom OG getrennt. So ergaben sich zwei Gebäudezonen.

36 Heimatspielhaus Münnerstadt Baujahr Umsetzung oberste Geschossdecke U-Wert vorher: ca. 0,90 W/(m 2 K) U-Wert nachher: ca. 0,17 W/(m 2 K)

37 Heimatspielhaus Münnerstadt Baujahr Umsetzung Außenwand Zierfachwerk Vorzustand innen Vorzustand / Beginn der Baumaßnahme. Fachwerkwand mit Kalkstein, innenseitig verputzt. U-Wert ca. 2,95 W/(m 2 K)

38 Heimatspielhaus Münnerstadt Baujahr Umsetzung Außenwand Zierfachwerk Ausmauerung des additiven Tragwerks mit 17,5cm HLZ, Hinterfüllung der Fuge zwischen Bestand und neuem Mauerwerk mit LM21 oder Strohlehm. U-Wert ca. 0,70 W/(m 2 K)

39 Heimatspielhaus Münnerstadt Baujahr Umsetzung Außenwand Zierfachwerk Werden Fachwerkwände mit einer Dämmung versehen, ist der Nachweis des Feuchteschutzes unerlässlich. Insbesondere bei einer Innendämmung ist der Feuchteschutz mittels hygrothermischer Simulation zu prüfen. Grafiken rechts und oben: Bauphysik Software WUFI 2D, Grafik links unten: Bauphysik Software DÄMMWERK

40 Heimatspielhaus Münnerstadt Baujahr Umsetzung Außenwand Zierfachwerk Die Wandflächen wurden abschließend mit einer Wandheizung ausgestattet.

41 Heimatspielhaus Münnerstadt Baujahr Umsetzung Außenwand Zierfachwerk Fertigstellung (innen)

42 Heimatspielhaus Münnerstadt Baujahr Umsetzung Außenwand Fachwerk nicht einsehbar In Teilen konnte die Anbringung eines Wärmedämmverbundsystems (WDVS) vorgeschlagen werden. Neben der genauen Prüfung der bauphysikalischen Auswirkungen und der Überplanung sämtlicher Anschlussdetails zur Sicherstellung des Feuchteschutzes war auch die denkmalfachliche Überplanung der Anschlussdetails notwendig.

43 Heimatspielhaus Münnerstadt Baujahr Umsetzung Außenwand Fachwerk nicht einsehbar und geschützt In Teilen konnte die Anbringung eines Wärmedämmverbundsystems (WDVS) vorgeschlagen werden. Neben der genauen Prüfung der bauphysikalischen Auswirkungen und der Überplanung sämtlicher Anschlussdetails zur Sicherstellung des Feuchteschutzes war auch die denkmalfachliche Überplanung der Anschlussdetails notwendig.

44 Heimatspielhaus Münnerstadt Baujahr Umsetzung Außenwand Fachwerk nicht einsehbar und geschützt In Teilen konnte die Anbringung eines Wärmedämmverbundsystems (WDVS) vorgeschlagen werden. WDVS WLG 035, d=10cm U-Wert ca. 0,32 W/(m 2 K) Neben der genauen Prüfung der bauphysikalischen Auswirkungen und der Überplanung sämtlicher Anschlussdetails zur Sicherstellung des Feuchteschutzes war auch die denkmalfachliche Überplanung der Anschlussdetails notwendig.

45 Heimatspielhaus Münnerstadt Baujahr Umsetzung Fenster Bei den Fenstern kamen größtenteils Kastenfenster mit innen liegender Isolierverglasung zur Ausführung. Die Fenster im Bestand waren größtenteils nicht mehr erhaltenswert sowohl aus denkmalfachlicher als auch aus bauphysikalischer Sicht. Kastenfenster U W -Wert ca. 1,50 W/(m 2 K)

46 Heimatspielhaus Münnerstadt Baujahr Umsetzung Fenster Kastenfenster U W -Wert ca. 1,50 W/(m 2 K)

47 Heimatspielhaus Münnerstadt Baujahr Umsetzung Fenster

48 Heimatspielhaus Münnerstadt Baujahr Umsetzung Heizung Wärmeübergabe Bei der Wärmeübergabe steht die Schaffung eines behaglichen Raumklimas und damit die Gewährleistung von warmen Umfassungsflächen im Vordergrund. Können Flächenheizungen nicht umgesetzt werden besteht auch die Möglichkeit, mit Sockelleistenheizungen eine Temperierung der Wandoberflächen herzustellen. Durch den Warmluftschleier vor der Wand kann ein ähnlicher Effekt wie bei Flächenheizungen erzielt werden.

49 Heimatspielhaus Münnerstadt Baujahr Umsetzung Heizung Im Zuge der Planung der Heizungsanlage wurde die Option mit vorgesehen, das Gebäude später an eine Nahwärmeversorgung anzuschließen.

50 Heimatspielhaus Münnerstadt Baujahr Umsetzung Heizung Im Zuge der Planung der Heizungsanlage wurde die Option mit vorgesehen, das Gebäude später an eine Nahwärmeversorgung anzuschließen. Luftbild: geoportal.bayern.de

51 Heimatspielhaus Münnerstadt Baujahr Fertigstellung

52 Grundsätzliches Energetische Modernisierung im Baudenkmal bedeutet neben der Verbesserung der Energieeffizienz u.a.: Erhalt der Substanz Berücksichtigung und Bewahrung der Haptik und Optik Gewährleistung der Schadensfreiheit Die Herstellung einer Kulisse ist nicht Ziel der Denkmalpflege und damit auch nicht Ziel der energetischen Modernisierung.

53 Grundsätzliches Energetische Modernisierung im Baudenkmal bedeutet neben der Verbesserung der Energieeffizienz u.a.: Erhalt der Substanz Berücksichtigung und Bewahrung der Haptik und Optik Gewährleistung der Schadensfreiheit Die Herstellung einer Kulisse ist nicht Ziel der Denkmalpflege und damit auch nicht Ziel der energetischen Modernisierung. Der Satz Viel hilft viel ist bei der energetischen Modernisierung von Baudenkmälern deplatziert. Es geht um den effizienten Umgang mit der Substanz. Bilder: Dr. Bernd Vollmar, BLfD

54 Grundsätzliches Energetische Modernisierung im Baudenkmal bedeutet neben der Verbesserung der Energieeffizienz u.a.: Erhalt der Substanz Berücksichtigung und Bewahrung der Haptik und Optik Gewährleistung der Schadensfreiheit Die Herstellung einer Kulisse ist nicht Ziel der Denkmalpflege und damit auch nicht Ziel der energetischen Modernisierung. Bild: Dr. Bernd Vollmar, BLfD

55 Grundsätzliches Beim Einsatz von PV-Modulen zur Stromerzeugung sollten nicht nur die historische Bausubstanz sondern auch die Auswirkungen auf Ortsbilder berücksichtigt werden. Neben der Stromerzeugung sollte auch der effiziente Einsatz von Strom in Gebäuden berücksichtigt werden. Der Stromverbrauch hat mit Einführung der energiesparenden Leuchtmittel zugenommen. Die Zunahme von Kunstlicht mit Zunahme der energiesparenden Leuchtmittel hat sich damit leider bestätigt. Der Fokus sollte sich also nicht nur auf die regenerative Erzeugung von Strom sondern auch auf den bewussten Umgang mit Licht richten.

56 Grundsätzliches Optimieren statt maximieren Energieeffizienz Ein effizienter Umgang mit Energie bedeutet auch die Berücksichtigung der grauen Energie von Bauwerken also die in den Baustoffen und Bauteilen des Bauwerks gebundene Energie aus der Herstellung. Außerdem muss immer beachtet werden, mit welchem (Energie)- Aufwand die heutigen Bau- und Dämmstoffe hergestellt und später einmal entsorgt werden. Ökologische Dämmstoffe liefern vielleicht nicht die gleichen Dämmeigenschaften wie synthetische Produkte. Allerdings sind sie i.d.r. leichter wiederzuverwenden oder leichter zu entsorgen.

57 Grundsätzliches Optimieren statt maximieren Energieeffizienz Neben der Art der Dämmstoffe sind auch die Dämmstoffdicken von besonderer Bedeutung. Auch hier gilt: Der Satz Viel hilft viel ist deplatziert. Die ersten Zentimeter einer Dämmung sind am effektivsten. Siehe hierzu auch die Publikation Baudenkmal und Energie der Bayerischen Ingenieurekammer- Bau. publikationen/pdf/bayika_baudenk mal_und_energie.pdf

58 Energetische Modernisierung denkmalgeschützter Gebäude Hilfestellungen

59 Energetische Modernisierung denkmalgeschützter Gebäude Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Die Nutzung von Informationen oder Bildern aus diesem Dokument ist nur mit ausdrücklicher schriftlicher Genehmigung des Verfassers gestattet. Konopatzki & Edelhäuser Architekten und Beratende Ingenieure GmbH Klaus-J. Edelhäuser Beratender Ingenieur Klingengasse Rothenburg Tel.: Fax: Bilder und Grafiken, wenn nicht anders angegeben: Klaus-J. Edelhäuser Quelle der Daten, wenn nicht anders angegeben: Klaus-J. Edelhäuser