Wärmeschutz der GebäudehülleWärmeschutz der Gebäudehülle

Wärmeschutz der GebäudehülleWärmeschutz der Gebäudehülle

Außenwand, oberste und unterste GebäudeflächeAußenwand, oberste und unterste Gebäudefläche

Der Baukörper: Priorität für Nachhaltiges Bauen

Der Wärmeschutz der Gebäudehülle hat höchste Priorität im Rahmen des Planungsprozesses. Eine

energie-ökonomische Gestaltung der Baukonstruktion der Außenbauteile ist anzustreben, wobei auf bereits erprobte Bauweisen zurückgegriffen werden sollte.

Da Wohnbauten zum großen Teil im „sozialen Wohnbau“ zu realisieren sein werden, müssen

wirtschaftliche Aspekte Berücksichtigung finden.

BUILDING INSULATION TO REDUCE THE TRANSMISSION-LOSSES

RohrdämmungBodendämmung

Aussenwanddämmung

Dämmung auf den Sparren Dämmung zwischen den Sparren

Dämmung derobersten Geschossdecke

Kerndämmung

Trittschalldämmung

Innendämmung der Wand

BAUTEILBESCHREIBUNG

λ-WERT, W/(m, K): Wärmeleitfähigkeit der Schicht

R-WERT, (m², K)/W: Wärmedurchgangswiderstand der Schicht (Wärmedämmwert)

αi, (W/m², K): Wärmeübergangskoeffizient, innenαa, (W/m², K): Wärmeübergangskoeffizient, außen1/α, (m², K/W): Wärmeübergangswiderstand der Schicht

U-Wert (W/m², K): Wärmedurchgangskoeffizient des Bauteils

1/U = R (m², K/W): Wärmedurchgangswiderstand des Bauteils

R = 1/U = 1/αi + d1/λ1 +....+ dn/λn + 1/αa

Bauteile der Gebäudehülle

DER WÄRMESCHUTZKENNWERT U

Der U-Wert beschreibt die Wärmeverluste durch Bauteile über Transmission und gibt an, welche Wärmemenge durch 1 m² Bauteil

(Wand, Fenster, Tür) bei einem Temperaturgefälle zwischen innen und außen von 1°C pro Zeiteinheit

verloren geht. Mit sinkendem U-Wert fällt der Heizenergiebedarf. Die U-Werte werden normgemäß für

wärmeabgebende Bauteile ermittelt.

U in W/(m², K)

RECHENWERTE DER WÄRMEÜBERGANGSWIDERSTÄNDE

WÄRMEÜBERGANGS-

WIDERSTAND

BAUTEILE 1/αi 1/αa

1 Außenwand (ausgenommen solche nach Zeile 2) 0,04

2 Außenwand mit hinterlüfteter Außenhaut, Abseitenwand zum nicht wärmegedämmten Dachraum

0,08

3 Wohnungstrennwand, Treppenraumwand, Wand zwischen fremden Arbeitsräumen, Trennwand zu dauernd unbeheiztem Raum, Abseitenwand zum wärmegedämmten Dachraum

0,08

4 An das Erdreich grenzende Wand 0

5 Decke oder Dachschräge, die Aufenthaltsraum nach oben gegen die Außenluft abgrenzt (nicht belüftet)

0,04

6 Decke unter nicht ausgebautem Dachraum, unter Spitzboden oder unter belüftetem Raum (z.B. belüftete Dachschräge)

0,13

0,08

7 Wohnungstrenndecke und Decke zwischen fremden Arbeitsräumen

7.1 Wärmestrom von unten nach oben 0,13 0,13

7.2 Wärmestrom von oben nach unten 0,17 0,17

8 Kellerdecke 0,17

9 Decke, die Aufenthaltsraum nach unten gegen die Außenluft abgrenzt

0,04

10 Unterer Abschluß eines nicht unterkellerten Aufenthaltsraumes (an das Erdreich grenzend)

0,17

0

ANMERKUNG:

Vereinfachend kann in allen Fällen mit 1/αi = 0,13 (m² * K)/W sowie

- die Zeilen 4 und 10 ausgenommen - mit 1/αa = 0,04 (m² * K)/W gerechnet werden.

BAUTEILAUSSENWAND 1

(luftberührt)

SCHICHT Nr. (von außen nach innen)

SCHICHTDicke d

mλ-Wert,

W/(m, K)d/λ,

(m², K)/W

1 Holzschalung 0,024 0,150 0,1602 Winddichtung 0,001 0,170 0,0063 Heraflax 0,120 0,040 3,0004 Leca-Lehm 0,250 0,130 1,92356789

10

αi (W/(m², K)) 7,69

αa (W/(m², K)) 25,00

R-Wert (m², K/W) 5,259

Σ d/λ (m², K/W) 5,089U-Wert (W/(m², K)) 0,190

U-Wert-BerechnungBerechnet mit TOOL-U-Wert (G. Faninger)

U-Wert-BerechnungBerechnet mit TOOL-U-Wert (G. Faninger)

BAUTEILAUSSENDECKE 1

Decke des beheizten Gebäudeteils zur Außenluft (Decke zur Außenluft, Dachschräge, Balkon über Wohnraum)


SCHICHT Dicke d m

λ-Wert, W/(m, K)

d/λ, (m², K)/W

1 Holzschalung 0,015 0,150 0,1002 Winddichtung 0,001 0,170 0,0063 Heraflax 0,240 0,040 6,0004 Dampfbremse 0,002 0,200 0,0105 Holzschalung 0,024 0,150 0,1606789

10αi (W/(m², K)) 7,69αa (W/(m², K)) 25,00

R-Wert (m², K/W) 6,446Σ d/λ (m², K/W) 6,276

U-Wert (W/(m², K)) 0,155

BAUTEILKELLERBODEN 1, erdanliegend

(Bodenplatte)


SCHICHT Dicke d m

λ-Wert, W/(m, K)

d/λ, (m², K)/W

1 Rollierung 0,050 0,700 0,0712 Stahlbetonplatte 0,160 2,300 0,0703 Bitumenbahn 0,005 0,230 0,0224 Herathan-SP 0,090 0,030 3,0005 Estrich 0,070 1,400 0,0506789

10αi (W/(m², K)) 5,88

αa (W/(m², K)) 0,00

R-Wert (m², K/W) 3,383

Σ d/λ (m², K/W) 3,213U-Wert (W/(m², K)) 0,296

BAUTEILKELLERDECKE 1

(Decke vom beheiztem oder unbeheiztem Keller)

SCHICHT Nr. (von

außen nach innen) SCHICHTDicke d

mλ-Wert,

W/(m, K)d/λ,

(m², K)/W

1 GKP-Verkleidung 0,015 0,320 0,0472 Heraflax 0,100 0,040 2,5003 Balkenlage 0,200 0,150 1,3334 Schüttung-Leca 0,100 0,110 0,9095 Trittschalldämmung 0,040 0,038 1,0536 Parkettboden 0,014 0,150 0,09378910

αi (W/(m², K)) 5,88

αa (W/(m², K)) 5,88

R-Wert (m², K/W) 6,275

Σ d/λ (m², K/W) 5,935U-Wert (W/(m², K)) 0,159

SONSTIGER BAUTEIL 1

BAUTEIL


SCHICHT Dicke d mλ-Wert,

W/(m, K)d/λ,

(m², K)/W

12345678910

αi (W/(m², K)) 7,69

αa (W/(m², K)) 25,00

R-Wert (m², K/W) 0,170

Σ d/λ (m², K/W) 0,000U-Wert (W/(m², K)) 5,881

BaustandardsDie folgenden Baustandards bieten sich an:

• Standard-Haus (gemäß den geltenden Bauvorschriften),

• Niedrigenergie-Haus und

• Hocheffizientes Haus (Passiv-Haus).

Der Baustandard wird von den Wärmeschutzwerten der Bauteile der Gebäudehülle bestimmt.

Die für den Wärmeschutz maßgebenden U-Werte werden von der Stärke der Wärmedämmung bestimmt.

Wärmedämmung der Außenwand

< 0,70

< 0,10

< 0,10

< 0,11

Passiv-Haus PLUS

< 0,70< 1,10< 1,30< 1,80Außenfenster (Glas und Rahmen)

< 0,13< 0,20< 0,30< 0,50Unterste Geschossdecke

< 0,10< 0,15< 0,20< 0,25Oberste Geschossdecke

< 0,15< 0,20< 0,25< 0,40Außenwand

Passiv-HausNiedrigenergie-Haus

Energiespar-Haus

Standard-HausGebäudeteil

Energie-Effizientes BauenEnergie-Effizientes Bauen

Bauzustand und Wärmeschutz der Gebäudehülle

U-Werte in W/(m², K)

6 –10 cm 10 -15 cm 15 -20 cm > 30 cm > 40 cm

Bauteilkonstruktionen

Die Errichtung aller Baustandards kann mit allen gängigen Baukonstruktionen erfolgen:

• Leichtbauweise, • Massivbauweise und

• Mischbauweise.

Auch die Kosten der Wandkonstruktion gegenüber monolithischer Bauweise sollten nicht erhöht werden. Mit Kostenerhöhungen ist erst bei

Dämmstärken über 15 cm zu rechnen.

Baukonstruktionen fürNachhaltige Gebäude

Leichtbau, Massivbau und Mischbau

Nachhaltiges BauenBaustoff- und Architekten-Vielfalt

Nachhaltiges BauenBaustoff- und Architekten-Vielfalt

Wandstärke

Bei wärmegedämmter Massivbauweise kann die Stärke des massiven Bauteils reduziert werden,

z.B. von 38 cm auf 25 cm, wodurch die Wandstärke des Bauteils mit zunehmender Wärmedämmung

(15 cm und darüber) nicht zunimmt.

Auswahl der Baustoffe

Bei der Auswahl der Baustoffe, inklusive Wärmedämmmaterialien sollen auch

umweltbezogene Aspekte Berücksichtigung finden, allerdings im Rahmen einer Lebensdaueranalyse

und Berücksichtigung von Lebensdauer und Wiederverwendbarkeit bzw. Entsorgung.

Insbesondere bei hochwärmegedämmten Gebäuden ist auf Vermeidung / Verminderung von Wärmebrücken an Bauteilanschlüssen sowie auf

Luftdichtheit der Gebäudehülle besonders zu achten.

Baukosten

Nach vorliegenden Ergebnissen am Markt liegen die Mehrkosten für Einfamilien-Wohnhäuser im Passivhaus-

Standard um 10% bis 15% und von Mehrparteien-Wohnhäuser um 5% bis 10% über den Investitionskosten

von in Standard-Bauweise errichteten Gebäuden.

Daraus kann die Schlussfolgerung gezogen werden, dass ein verbesserter Wärmeschutz der Gebäudehülle die Wirtschaftlichkeit von nach energetischen Kriterien

errichteten Gebäuden rechtfertigt werden kann.

Volkswirtschaftliche Bewertung von Wärmeschutzmaßnahmen an GebäudenDie Möglichkeit zur volkswirtschaftlichen Bewertung von

Gebäuden bietet eine Kostenanalyse auf der Basis

„Externer Kosten“. Externe Kosten sind Kosten, die nicht vom Verursacher

(Produzent, Käufer bzw. Nutzer), sondern von der Allgemeinheit

(d.h. aus den Steuer- bzw. Abgabeneinnahmen der öffentlichen Hand)

getragen werden müssen.

Verursacht werden diese Kosten durch Schäden, die durch Herstellung, Nutzung und Entsorgung von Produkten entstehen.

EXTERNE KOSTEN FÜR AUSSENWANDKONSTRUKTIONEN

Ziegel (Z) + Wärmedämmung (WD) Wärmedämmung:

Polystyrol Wärmedämmung:

Mineralfaser

Baukonstruktion Minimale externe Kosten,

Euro

Maximale externe Kosten,

Euro

Minimale externe

Kosten, Euro

Maximale externe Kosten,

Euro

38 cm Z 6,270 13,680 6,270 13,680 25 cm Z+ 10 cm WD 4,628 9,936 4,316 9,369 25 cm Z+ 15 cm WD 4,877 10,404 4,409 9,554 25 cm Z+ 20 cm WD 5,126 19,872 4,502 9,738 25 cm Z+ 25 cm WD 5,375 11,340 4,595 9,923 25 cm Z+ 30 cm WD 5,624 11,808 4,688 10,107 17 cm Z+ 30 cm WD 4,299 8,928 3,363 7,227

EXTERNE KOSTEN UND MARKTPREISE IM VERGLEICH Österreich 2012 AUSSENWAND

Ziegel und Polystyrol-Wärmedämmung Wandaufbau

Ziegel + Isolation, cm

38 + 4 U = 0,40

W/(m², K)

25+ 10 U = 0,30

W/(m², K)

25 + 15 U = 0,20

W/(m², K)

25 + 20 U = 0,12

W/(m², K) Externe Kosten, Euro/m²

13,680 9,936 10,404 19,872

Mehrkosten, Euro/m²

- -3,774 -3,276 +6,192

Marktpreise, Euro/m²

138,078 116,277 130,811 152,613


- -21,801 -7,267 +15,535

Gesamtkosten, Euro/m²

151,758 126,213 141,215 172,485


- -25,545 -10,543 +20,727

Im Hochbau werden Schäden und damit externe Kosten vor allem durch folgende Effekte verursacht:

• Versiegelung von Bodenflächen

• atmosphärische Emissionen bei - der Produktion der eingesetzten Bau- und Werkstoffe

- der Errichtung des Gebäudes- in der Phase des Betriebs, der Wartung und Instandhaltung

des Gebäudes- bei Rückbau, Abbruch, (Sonder-)Entsorgung bzw. Recycling.

Externe Kosten von Außenwandkonstruktionen von Bauweisen bis zur Niedrigenergie-Außenwand fallen gering aus – wie auch

die am Markt angebotenen Preise –, und erst bei den hochgedämmten Außenwandkonstruktionen eines Gebäudes liegen die externen Kosten für die Errichtung deutlich höher.

Kostenanteile externer Kosten am Beispiel eines Mehrparteien-Wohnhauses

Der Kostenanteil externer Kosten am Beispiel eines Mehrparteien-Wohngebäudes (Objekt Wolfurt, Vorarlberg) führt zu dem

folgenden Ergebnis:

Im Lebenszyklus des Gebäudes (80 Jahre) entfallen auf Errichtung 48,4%, auf Betrieb 53,8% (Betriebsenergie und

Instandhaltung) und auf Rückbau/Entsorgung –2,2%, ein Bonus ergibt sich aus der Wiederverwertung/Recycling von Baustoffen.

Bezogen auf die betriebswirtschaftlichen Kosten der Bauwerkserrichtung (Rohbau, Technik, Ausbau: 1,189.000 Euro) liegen die zugehörigen externen Kosten der Errichtung (Minimum:

19.500 Euro, Maximum: 37.000 Euro) im Bereich von etwa 1,8% bis 3,0%.

Die externen Kosten der Energieversorgung (Heizung, Warmwasser, elektrische Energie) betragen zwischen 4% und

12% der betriebswirtschaftlichen laufenden jährlichen Energiekosten.

BAUMATERIALIEN UND BAUKONSTRUKTIONEN

AUSSENWANDKONSTRUKTION IN ZIEGELBAUWEISE

NEUE ENTWICKLUNGEN BEI DER ZIEGELHERSTELLUNG

50 cmU-Wert kleiner 16 W/(m², K)

MANTELBETON-BAUWEISE

Mantelbeton und Mineralwolle89% Holz+11% Zementund Wasserglas

BAUKONSTRUKTIONEN BAUKONSTRUKTIONEN FÜR AUSSENWÄNDEFÜR AUSSENWÄNDE

Holzriegelbau

Zweimauer-Schalenwerk

MassivbauundWärmedämmungU-Wert = <20 W/(m², K)

UMWELTVERTRÄGLICHE WÄRMEDÄMMUNGEN

UMWELTVERTRÄGLICHE WÄRMEDÄMMUNGENKenndaten für Dämmstoffe:

• Wärmeleitfähigkeit

• Dampfdiffusionswiderstand

• Umweltbelastung und Energiebedarf bei Herstellung und Transport

• Gesundheitliche Risiken (Einbau, Langzeitwirkung)

• Wiederverwendung/Entsorgung

KENNWERTE VON WÄRMEDÄMMUNGEN

Wärmeleitfähigkeit ? in W/(m,K) :Eigenschaft des Dämmstoffes, den Wärmefluss zu reduzieren.

Je kleiner der ?–Wert, umso besser die Dämmwirkung.

Dampfdurchlässigkeit : (-) :Die Dampfdiffusion wird durch den :-Wert (Dampfdiffusionswiderstand) beschrieben.

Ein höherer Dampfdiffusionswiderstand vermindert die Abführung von Wasserdampf durch die Baukonstruktion nach

außen und vermeidet Bauschäden.


Dampfdiffusions-widerstand : (-)

Wärmeleitfähigkeit ?(W/mK)

Dämmstoff

30 – 1000,020 – 0,035Polyurethan

80 – 2000,030Polystyrol (XPS)

20 – 1000,035 – 0,044Polystyrol (EPS)

1 – 1,30,034 – 0,042Glas- und Steinwolle

4 – 90,051 – 0,060Holzfaserdämmplatten

1,5 – 300,040 – 0,045Kork

1 – 20,051Kokosfaser

1 – 1,50,045 – 0,050Zellulose

10,038 – 0,042Flachs

10,034 – 0,037Schafwolle


Die Umweltbelastungen und der Energieverbrauch bei der

Dämmstoffherstellung sind vor allem bei Zellulose, Kork, Schafwolle, Flachs,

Kokosfaser und Holzfaserdämmplatten äußerst gering. Bei Kork kommen

allerdings der Energieeinsatz für den längeren Transport hinzu.


Die relativ größte Umweltbelastung und den größten Energiebedarf bei der

Herstellung verursacht Polyurethan, gefolgt von Polystyrol.

Aber sogar bei diesen Dämmstoffen ergibt sich schon nach 2 bis 3 Jahren

eine positive Energie- und Umweltbilanz.

AUSSENWANDKONSTRUKTION FÜR PASSIVHÄUSER

Dampfbremsen im Dachgeschoss 1

Dampfbremsen im Dachgeschoss 2

WÄRMEBRÜCKEN ANGEBÄUDE-ANSCHLÜSSEN

KENNDATEN FÜR PASSIVKENNDATEN FÜR PASSIV--HÄUSERHÄUSER

NACHHALTIGES BAUEN UND HEIZEN


ANFORDERUNGEN AN DEN WÄRMESCHUTZ VON

AUSSENWÄNDEN

OPTIMIERUNG DER WÄRMEDÄMMUNG VON AUSSENWÄNDEN

FAKTOR 4+

Passivhaus

OPTIMIERUNG DER WÄRMEDÄMMUNG OPTIMIERUNG DER WÄRMEDÄMMUNG VON AUSSENWÄNDENVON AUSSENWÄNDEN

FAKTOR 4+

Passivhaus

OPTIMIERUNG DER WÄRMEDÄMMUNG VON AUSSENWÄNDEN

FAKTOR 4+

Passivhaus

GEBÄUDEGEOMETRIE UND CHARAKTERISTISCHE LÄNGE lc

A/V = 0,73 A/V = 0,49

A/V = 0,74 A/V = 0,61

l c= 1,38

l c= 1,65l c= 1,35

l c= 1,94

A/V = 0,43 A/V = 0,52

A/V = 0,38

l c= 1,91l c= 2,30

l c= 2,27

Zusammenhang zwischen Charakteristischer Länge lc und A/V-Verhältnis

2,27 2,3

1,94 1,91

1,65

1,38 1,35

1,00

1,20

1,40

1,60

1,80

2,00

2,20

2,40

2,60

0,38 0,43 0,49 0,52 0,61 0,73 0,74

Kompaktheit A/V, m-1

Ch

arak

teri

stis

che

Län

ge

l c



RAUMKONDITIONIERUNG

UND

BEHAGLICHKEIT

WANDTEMPERATUR, RAUMLUFTTEMPERATURUND BEHAGLICHKEIT



Wärmeverluste über Transmission, Lüftung und

Wärmebrücken

Wärmeverluste über undichte Stellen

GEBÄUDEGEOMETRIE UND GEBÄUDEGEOMETRIE UND CHARAKTERISTISCHE LÄNGECHARAKTERISTISCHE LÄNGE

WÄRMEBRÜCKEN IN GEBÄUDEN

Ψ-WERTE ZUR BERÜCKSICHTIGUNG DES EINFLUSSES VON ZWEIDIMENSIONALEN WÄRMEBRÜCKEN

RICHTWERTE

Ψ-WERTE in W/(m, K)

gemäß ÖNORM

BAUKONSTRUKTION

Holzbau, Leichtbau

Massivbau

ohne

Ausweis (Altbau)

gute

Baukonstruktion

Attika/Oberste Decke (Drempelwand) Außenwand/Zwischendecke Außenwand/Balkonplatte Fenster-Sturz Fenster-Leibung Fenster-Brüstung

0,12 0,07

- 0,10 0,10 0,12

0,20 0,11 0,70 0,30 0,20 0,17

0,60 0,50 0,70 0,40 0,30 0,25

≤0,05 ≤0,05 ≤0,10 ≤0,10 ≤0,10 ≤0,10

Vorkragende Endwand Vorkragende Zwischenwand

- -

0 -

0 0,30

0 0

Wände im Freien (eingebunden in die Gebäudehülle) Außenwand (unterstützend) Mittelwand oder Schottwand (unterstützend)

0,05 0,10

0

0,17

0,10 0,50

0 ≤0,10

Randunterzug im Freien "Innenunterzüge" im Freien verborgener Unterzug Bauhöhe ?300 mm Bauhöhe 300 - 600 mm Bauhöhe ?600 mm

0

0 0,10 0,10 0,10

0 0

0,20 0,25 0,30

0

0 0,30 0,35 0,40

0

0 ≤0,10 ≤0,10 ≤0,10

Bei Anwendung von Außenabmessungen des Gebäude

WÄRMEBRÜCKEN IN GEBÄUDEANSCHLÜSSEN

Geometrisch bedingteWärmebrücken inGebäuden entstehendort, wo die innere,wärmeaufnehmendeOberfläche kleiner alsdie wärmeabgebendeAußenoberfläche ist.

U = 0,33/W/m²,KU = 0,33/W/m²,K?? = 0,008 W/m, K= 0,008 W/m, K

U = 0,16/W/m²,KU = 0,16/W/m²,K?? = 0,06 W/m, K= 0,06 W/m, K

JeJe besserbesser die die AußenisolationAußenisolation, , destodesto geringergeringer die die WärmeverlusteWärmeverluste

GEOMETRISCH BEDINGTE GEOMETRISCH BEDINGTE WÄRMEBRÜCKEN IN DER AUSSENWANDWÄRMEBRÜCKEN IN DER AUSSENWAND

WÄRMEBRÜCKEN IN GEBÄUDEANSCHLÜSSEN

Konstruktiv bedingteWärmebrücken inGebäuden liegen vor,wenn Materialien mithoher Wärmeleitfähigkeitkonstruktionsbedingt denbesseren Wärmeschutzeines Außenbauteilsdurchstoßen.

WÄRMEFLUSS WÄRMEFLUSS IM BALKONBEREICHIM BALKONBEREICH

Stahlplatte ohne Isolation Stahlplatte mit Isolation

WÄRMEFLUSS IN WÄRMEFLUSS IN HOLZSPANMANTELBETONHOLZSPANMANTELBETON--BAUWEISEBAUWEISE

?? =1,5 W/m, K=1,5 W/m, K ?? =0,46 W/m, K=0,46 W/m, K

WÄRMEFLUSS IN WÄRMEFLUSS IN HOLZSPANMANTELBETONHOLZSPANMANTELBETON--BAUWEISEBAUWEISE

?? =0,03 W/m, K ?? =0,02 W/m, K=0,02 W/m, K

WÄRMEFLUSS IN MAUERSTEINEN WÄRMEFLUSS IN MAUERSTEINEN IM WÄRMEDÄMMVERBUNDSYSTEMIM WÄRMEDÄMMVERBUNDSYSTEM

?? =0,15 W/m, K=0,15 W/m, K ?? =0,086 W/m, K=0,086 W/m, K

Außenwand/Balkonplatte

WÄRMEFLUSS WÄRMEFLUSS DURCH FENSTERRAHMENDURCH FENSTERRAHMEN


?? =0,44 W/m, K ?? =0,19 W/m, K


?? =0,346 W/m, K ?? =0,314 W/m, K

korrektkorrekt falschfalsch korrektkorrekt falschfalsch

MINIMIERUNG VON WÄRMEBRÜCKEN IN GEBÄUDEN

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