Beispiele zum längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten Ψ und Temperaturfaktor f Rsi

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1 Beispiele zum längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten Ψ und Temperaturfaktor f Rsi Mit der Berechnung des Isothermenverlaufes können der längenbezogene Wärmedurchgangskoeffizient Ψ und der Temperaturfaktor f Rsi eines Anschlusses ermittelt werden. Für eine Beurteilung, welche auch die Schimmelpilzproblematik berücksichtigt, kann bei Ansatz der Randbedingungen nach DIN , die 13 C-Isotherme (gerundete 12,6 C) herangezogen werden. Sie muss innerhalb der Konstruktion verlaufen. Stark gekrümmte Isothermen kennzeichnen Bereiche mit erhöhten Wärmeverlusten. Die Isothermen sollten also möglichst geradlinig verlaufen. Beispiele Neubau Bild 4.12 zeigt einen üblichen [a)] und einen wärmetechnisch verbesserten [b)] seitlichen Wandanschluss eines Fensters an eine monolithische Außenwand mit den jeweils berechneten Ψ-Werten. Im Fall [b)] sinkt der ermittelte Ψ-Wert auf Ψ = -0,02 W/ (m K). Der Anschluss ist praktisch wärmebrückenfrei, ein Zuschlag ist nicht mehr erforderlich. Bild 4.12 Fensteranschluss an monolithisches Mauerwerk a) übliche Ausbildung b) wärmetechnisch verbesserte Ausbildung (Leibungsdämmung außen) 67

2 Die nachfolgenden Bilder zeigen Beispiele für Isothermenverläufe, den längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten Ψ und den Temperaturfaktor f Rsi bei verschiedenen Einbausituationen und Fensterrahmenwerkstoffen. Die eingesetzten Materialien werden anhand der Legende in der Tabelle 4.3 beschrieben. Weitere Beispiele sind im Kapitel 8 enthalten, die auch zur Nachweisführung herangezogen werden können. Zeichnerische Darstellung Material Wärmeleitfähigkeit λ R in W/(m K) Stahlbeton 2,1 Vormauerwerk, Klinker 0,96 Außenputz 0,87 Innenputz 0,35 Weichholz 0,13 Hinterfüllmaterial 0,06 spritzbare Abdichtung 0,35 imprägniertes Dichtungsband aus Schaumkunststoff 0,05 Wärmedämmung, WLG 040 0,040 Fugendämmmaterial 0,035 Dichtungsbahn 0,17 68

3 Zeichnerische Darstellung Material Materialien ohne Schraffur Wärmeleitfähigkeit λ R in W/(m K) Kunststoffprofile 0,17 Aluminium, Aluminiumprofile 160 Stahl verzinkt 50 Tabelle 4.3 Wärmeleitfähigkeiten und zeichnerische Darstellung der verwendeten Materialien Die dargestellten Fenster weisen einen U w -Wert von 1,3 W/(m² K) auf. Alle Maßangaben in mm. f 0,25/0,13 = 0,88 Ψ = 0,03 W/(m K) Bild 4.13 Betonwand mit Wärmedämmverbundsystem, Holzfenster (Weichholz) 69

4 f 0,25/0,13 = 0,87 Ψ = 0,03 W/(m K) Bild 4.14 Betonwand mit Wärmedämmverbundsystem, Kunststofffenster f 0,25/0,13 = 0,86 Ψ = 0,08 W/(m K) Bild 4.15 Betonwand mit Wärmedämmverbundsystem, Holzfenster (Weichholz) mit Leibungsdämmung 70

5 f 0,25/0,13 = 0,86 Ψ = 0,07 W/(m K) Bild 4.16 Betonwand mit Wärmedämmung und Aluminiumvorsatzschale, Aluminium fenster f 0,25/0,13 = 0,88 Ψ = 0,03 W/(m K) Bild 4.17 Zweischalige Außenwand mit Dämmung und Luftschicht, Holz-Metallfenster (Weichholz) und Zarge 71

6 Beispiele Altbau Das Beiblatt 2 der DIN 4108 behandelt nur Neubausituationen und kann hier somit nicht angewendet werden. Soweit nicht auf bereits berechnete Anschlussdetails in Wärmebrückenkatalogen (z. B. Wärmebrückenkatalog für Modernisierungs- und Sanierungsmaßnahmen zur Vermeidung von Schimmelpilzen, Ingenieurbüro Prof. Dr. Hauser GmbH -IBH-, Baunatal, Wärmebrückenkatalog für den Fensteraustausch im Gebäudebestand, ibat Instituts-Gesellschaft für Betriebs- und Arbeitstechnik des Tischlerhandwerks mbh, Hannover sowie die Anschlussbeispiele in Kapitel 8.3) zurückgegriffen werden kann, muss der Temperaturfaktor (f Rsi -Faktor) grundsätzlich für jede Anschlussausbildung nachgewiesen werden. Im Gebäudebestand stellt sich dabei häufig das Problem, dass vorhandene Außenwände oft nicht den heutigen wärmeschutztechnischen Mindestanforderungen entsprechen. Die Außenwand, die Lage des Fensters in der Außenwand, das Fenster und die Anschlussausbildung haben Einfluss auf den Temperaturfaktor (f Rsi - Faktor) und sind deshalb bei der Lösungssuche mit in die Betrachtung einzubeziehen. Nachfolgende Tabellen 4.4 bis 4.6 zeigen einen Auszug aus dem ift-wärmebrückenkatalog für typische Außenwandsituationen im Gebäudebestand. In Abhängigkeit der relevanten Schichtdicken der Außenwand, der Wärmeleitfähigkeit der Baustoffe, der Einbausituation und der Fensterkonstruktion wurde der Temperaturfaktor f Rsi ermittelt und tabellarisch zusammengestellt. Für den Altbaubereich lassen sich anhand von durchgeführten Untersuchungen am ift Rosenheim (ift-wärmebrückenkatalog) folgende grundsätzliche Aussagen treffen: Außenwandsituationen mit mehrschichtigem, bis in die Leibung gedämmten Aufbau sind in Bezug auf die Erfüllung der Mindestanforderungen an den Wärmeschutz im Fensteranschlussbereich in der Regel unproblematisch. Bei monolithischen Außenwänden und mehrschichtigen, ungedämmten bzw. nicht bis in die Leibung gedämmten Außenwänden sind aufgrund des geringen Wärmeschutzstandards neben dem Fenstereinbau häufig zusätzliche Maßnahmen notwendig, um das Risiko der Schimmelbildung zu verringern (f Rsi 0,7). Als Anhaltspunkt kann davon ausgegangen werden, dass bei einem U-Wert der Außenwand im Leibungsbereich von U 1,0 W/(m² K) zusätzliche Maßnahmen erforderlich sind (vgl. auch Kapitel 7, Kapitel und Beispiele in Kapitel 8.3). Als Minimallösung kommen hier Dämm-Maßnahmen im Leibungsbereich, als Ideallösung eine wärmeschutztechnische Verbesserung der gesamten Außenwand in Frage. Bei Außenwandsituationen mit Natursteingewänden in den Fensteröffnungen oder durchgängigen Fenstersimsen oder auch aus Gründen des Denkmalschutzes sind die Möglichkeiten zusätzlicher Maßnahmen stark eingeschränkt. Die Einhaltung des Mindestwärmeschutzes ist hier nicht immer möglich. 72

7 Seitlicher Baukörperanschluss eines Fensters an ein monolithisches Mauerwerk f 0,25/0,13 bei Einbaulage d Mauerwerk λ Mauerwerk 4.1 Fenster IV 68, Weichholz ,21 0,70 0,76 0,81 0,39 0,63 0,71 0,76 0,70 0,61 0,68 0,74 2,1 0,49 0,51 0,55 0,21 0,69 0,76 0,82 0,39 0,62 0,71 0,77 0,49 0,60 0,68 0,74 2,1 0,48 0,52 0,56 0,21 0,68 0,76 0,82 0,58 0,58 0,67 0,73 0,81 0,55 0,63 0,69 2,1 0,48 0,53 0,57 Tabelle Baustoffe 4.2 Fenster Kunststoff (4-Kammersystem) Wärmeleitfähigkeit 0,21 0,70 0,76 0,82 Nr. Material λ in W/(m K) 0,39 0,63 0,71 0, Innenputz 0,70 0,70 0,61 0,68 0,74 2 Mauerwerk Ergebnistabellen 2,1 0,49 0,51 0,55 3 Außenputz 0,87 0,21 0,69 0,76 0,82 0,39 0,62 0,71 0, Fensterkonstruktion 0,49 0,60 0,68 0,74 2,1 0,48 0,52 0, f Rsi,min 0,7 erfüllt U g = 1,1 W/(m² K) U w = 1,3 W/(m² K) U g = 1,1 W/(m² K) U w = 1,3 W/(m² K) U g = 0,7 W/(m² K) U w = 1,3 W/(m² K) 0,21 0,68 0,76 0,82 0,58 0,58 0,67 0, ,81 0,55 0,63 0,69 2,1 0,48 0,53 0, Fenster Aluminium WGP ,21 0,70 0,75 0,79 0,39 0,64 0,70 0,74 0,70 0,62 0,68 0,72 2,1 0,51 0,53 0,57 0,21 0,69 0,75 0,79 0,39 0,64 0,70 0,75 0,49 0,62 0,68 0,73 2,1 0,51 0,54 0,57 0,21 0,69 0,74 0,79 0,58 0,60 0,67 0,72 0,81 0,57 0,64 0,69 2,1 0,51 0,55 0,58 f Rsi,min 0,7 nicht erfüllt, zusätzliche Maßnahmen erforderlich Tabelle 4.4 Auszug aus ift-wärmebrückenkatalog, Beispiel 1 73