Wärmeschutz im Dach- und Holzbau Grundlagen und Beispiele zur Umsetzung der EnEV in sichere Konstruktionen mit zahlreichen Abbildungen und Arbeitshilfen Friedhelm Maßong Dipl.-Bauingenieur (FH), Dozent an der Gewerbe-Akademie Konstanz, Sachverständiger für Dachkonstruktionen de massong_waermeschutz.indb 3 04.07.2004 20:02:25
Bibliografische Information der Deutschen Bibliothek Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliothek; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.ddb.de abrufbar. Verlagsgesellschaft Rudolf Müller GmbH & Co. KG, Köln 2004 Alle Rechte vorbehalten Lektorat: Dr. E. Hundt, St. Augustin Umschlaggestaltung: Designbüro Lörzer, Köln Satz: Kerstin Maßong, Überlingen Druck: Media-Print, Paderborn Printed in Germany ISBN 3-481-1737-5 massong_waermeschutz.indb 4 04.07.2004 20:02:25
5 Vorwort Liebe Leserinnen, liebe Leser, baulicher Wärmeschutz ist der Schlüssel zu Energieeinsparung und Minderung der CO 2 -Emissionen in Deutschland. Die Energieeinsparverordnung (EnEV) greift diese Erkenntnis auf und formuliert daraus die energetischen Anforderungen, die von den Verantwortlichen am Bau (Bauherr, Planer, Handwerker) umgesetzt werden sollen. Gleichzeitig müssen die energetisch hocheffizienten Konstruktionen bauphysikalisch funktionieren, denn niemand will die Energieeinsparung mit Schimmelbildung bezahlen. Und nebenbei wäre es nützlich, wenn sich der Bauherr von Sinn und Wirtschaftlichkeit des energiesparenden Bauens überzeugen lässt. Schließlich muss er es ja bezahlen. Dieses Buch will Ihnen helfen, folgende Zielsetzungen unter einen Hut zu bringen: Energiesparende Konstruktionen bauen. Sichere Konstruktionen bauen. Den Kunden vom Nutzen des Wärmeschutzes überzeugen. Haben Sie, liebe Leserinnen und Leser, Verbesserungsvorschläge? Dann besuchen Sie doch den Onlineservice zum Buch unter www.ddh.de und nutzen Sie dort das vorbereitete Feedbackformular. Der Verlag und ich begrüßen jede Rückmeldung zum Werk. Überlingen, im Juli 2004 Friedhelm Maßong massong_waermeschutz.indb 5 04.07.2004 20:02:25
7 Inhalt 0 Hinweise zur Nutzung dieses Buches... 11 1 Grundlagen... 15 1.1 Motivation zum Wärmeschutz...15 1.1.1 Energie und Umwelt...15 1.1.2 Kosten...24 1.2 Raumklima und Hygiene...27 1.2.1 Thermische Einflüsse...27 1.2.2 Luftfeuchte...29 1.2.3 Lüftung...32 1.2.4 Schimmel...37 1.3 Wärmehaushalt des Gebäudes...40 1.3.1 Energetisches Gebäudemodell nach EnEV...40 1.3.2 Transmission, U-Wert...42 1.3.3 Wärmebrücken...43 1.3.4 Lüftungswärmeverlust, Luftdichtheit...47 1.3.5 Luftdichtheitsprüfung...52 1.3.6 Wärmegewinne...54 1.3.7 Wärmespeicherung...56 1.3.8 Standortfaktoren...59 1.3.9 Glasanteil, Orientierung, Wintergarten...59 1.3.10 Geometrische und volumetrische Faktoren...60 1.3.11 Nutzerbedingte Einflüsse und Steuerung...63 1.4 Feuchteschutz...65 1.4.1 Tauwasser...65 1.4.2 Nachweisfreie Bauteile...71 1.4.3 Fehlertolerante Konstruktionen...79 2 Bauteilbezogene Berechnungen... 85 2.1 Rechenwerte...85 2.2 U-Wert nach DIN EN ISO 6946...105 2.2.1 Thermisch homogene Bauteile...107 2.2.2 Thermisch inhomogene Bauteile...110 2.2.3 Korrekturen für besondere Bauteile...115 2.2.4 Gefälledämmungen...125 2.2.5 U-Wert-Optimierung...133 2.3 Tauwassernachweis nach DIN 4108-3...139 2.3.1 Grundsätze und allgemeine Formeln...139 massong_waermeschutz.indb 7 04.07.2004 20:02:26
8 Inhalt 2.3.2 Tabellen, Diagramme und Fälle mit Formeln...146 2.3.3 Tauwassernachweis Schritt für Schritt...150 2.4 Beispiele zum Tauwassernachweis nach DIN 4108-3...166 2.4.1 Beispiel Fall a, kein Tauwasserausfall...166 2.4.2 Beispiel Fall b, Tauwasserausfall in einer Ebene...172 2.4.3 Beispiel Fall c, Tauwasserausfall in zwei Ebenen...178 2.4.4 Beispiel Fall d, Tauwasserausfall in einem Bereich...186 3 Energieeinsparverordnung... 193 3.1 Grundlagen und allgemeine Hinweise...193 3.2 Grundsätzliches zu Nachweisen und Verantwortlichkeit...198 3.3 Umsetzung der EnEV im Altbau...199 3.3.1 Grundsätze der EnEV bei Sanierungen...199 3.3.2 Diagramme zur praktischen Umsetzung der EnEV im Altbau...206 3.4 Umsetzung der EnEV im Neubau...213 3.4.1 Anforderungen und Nachweisverfahren...213 3.4.2 Gebäude mit normalen Innentemperaturen...213 3.4.3 Gebäude mit niedrigen Innentemperaturen...220 3.4.4 Vereinfachtes Verfahren für Wohngebäude bis 30% Fensteranteil...221 3.4.5 Formblätter für das vereinfachte Verfahren für Wohngebäude bis 30% Fensterflächenanteil...230 3.4.6 Muster zum Energiebedarfsausweis...241 4 Projekte... 249 4.1 EnEV-Bauteilprojekte: Flachdächer...249 4.1.1 Flachdacherneuerung Buchladen...249 4.1.2 Flachdacherneuerung Touristinfo Umkehrdach...254 4.1.3 Terrassensanierung Café...262 4.2 EnEV-Bauteilprojekte: Steildächer...268 4.2.1 Steildachsanierung Dachstudio...268 4.2.2 Steildachsanierung Kindergarten...275 4.2.3 Flachdachaufsattelung Mehrfamilienhaus...282 4.3 EnEV-Bauteilprojekte: Außenwände...290 4.3.1 Außenwandbekleidung Ortsverwaltung...290 4.3.2 Giebelerneuerung Schule...295 4.3.3 Fachwerk-Innendämmung Zeughaus...298 4.4 Neubau- und Erweiterungsprojekte...304 4.4.1 Dachgeschossausbau, klein mit Bauteilnachweis...304 4.4.2 Dachgeschossausbau, groß mit Holzpelletheizung und Nachweis des spezifischen Transmissionswärmeverlusts...305 4.4.3 Wohnhaus mit Nachweis des Primärenergiebedarfs, Variante 1...313 4.4.4 Wohnhaus mit Nachweis des Primärenergiebedarfs, Variante 2...326 4.4.5 Wohnhaus mit Nachweis des Primärenergiebedarfs, Variante 3...337 massong_waermeschutz.indb 8 04.07.2004 20:02:26
Inhalt 9 5 Anhang... 353 5.1 EnEV vollständiger Verordnungstext...353 5.2 Wichtige Adressen...380 5.3 Übersicht und Bedeutung wichtiger Rechengrößen...382 5.4 Verzeichnis der Bilder...385 5.5 Verzeichnis der Diagramme...387 5.6 Verzeichnis der Tabellen...389 5.7 Verzeichnis der Formblätter und Formblattsätze...390 5.8 Verzeichnis der Beispiele und Beispielsätze...391 5.9 Übersicht der Normen...392 5.10 Literaturverzeichnis...394 5.11 Stichwortverzeichnis...395 massong_waermeschutz.indb 9 04.07.2004 20:02:26