Winterlicher Wärmeschutz im Wohnungsbau. Grundbegriffe, historische Entwicklung und Kritik


Hausarbeit, 2015

24 Seiten, Note: 1,3


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

1. Einleitung

2. Bauphysikalische Grundbegriffe
2.1 Winterlicher Wärmeschutz
2.2 Thermische Behaglichkeit
2.3 Wärmeleitfähigkeit
2.4 Wärmedurchgangskoeffizient/“U-Wert“
2.5 Wärmebrücken
2.5.1 Geometrisch bedingte Wärmebrücken
2.5.2 Konstruktiv bedingte Wärmebrücken
2.5.3 Wärmebrücken durch unsachgemäße Ausführung
2.6 Taupunkt und Tauwasserausfall

3. Bauteile
3.1 Mauerwerk
3.2 Fenster
3.3 Dach
3.4 Kellerdecke und Bodenplatte
3.5 Heizung

4. Historische Entwicklung
4.1 Frühes 20. Jahrhundert: Die 4 Klimazonen
4.2 1952: Mindestwärmeschutz gemäß DIN 4108
4.3 1976: Energieeinsparungsgesetz, Wärmeschutzverordnung und Heizanlagenverordnung
4.4 2002: Einführung der Energieeinsparverordnung
4.5 2008: Einführung des Erneuerbare-Energien-Wärmegesetzes
4.6 2014: Aktuellste Novellierung der EnEV

5. Sanierung energetischer Schwachpunkte
5.1 Dämmung der Außenwand
5.1.1 Innendämmung
5.1.2 Außendämmung
5.1.3 Kerndämmung
5.2 Dämmung des Daches
5.3 Dämmung von Kellerdecke und Bodenplatte

6. Kritik
6.1 Ästhetik und Stadtbild
6.2 Kosten und Nutzen
6.3 Brandschutz
6.4 Energieeinsparung und Umweltschutz
6.5 Energieverbrauch und Nutzerverhalten

Literaturverzeichnis

Verzeichnis der Gesetze

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Behaglichkeit

Abbildung 2: Karte der Wärmedämmgebiete gem. DIN 4108, Ausgabe Juli 1952

Abbildung 3: Algenbelag auf Wärmedämmverbundsystem,

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Einzuhaltende U-Werte für neue oder zu erneuernde Bauteile im Baubestand

Tabelle 2: Taupunkttemperatur in Abhängigkeit der Raumtemperatur und der relativen Raumluftreuchte gem. DIN 4108-3 Tabelle A4

Tabelle 3: U-Werte und Oberflächentemperaturen verschiedener Fenster

Tabelle 4: Mindestdicke der Ziegelaußenwände im frühen 20. Jahrhundert

1. Einleitung

Der Umweltschutz und – spätestens seit der Ölkrise – auch das Einsparen fossiler Energieträger traten in den vergangenen Jahrzehnten mehr und mehr in das Bewusstsein von Medien, Bevölkerung und Politik. Wie auf andere Wirtschafts- und Industriezweige auch hat dieses Bewusstsein durch stetig weiter verschärfte Vorgaben, insbesondere im Neubau, großen Einfluss auf die Wohnungswirtschaft. So trat zuletzt am 1. Mai 2014 die novellierte Energieeinsparverordnung (EnEV) 2014 in Kraft, welche für Neubauten, die ab dem 1. Januar 2016 errichtet werden, einen um 25% gesenkten Primärenergiebedarf im Vergleich zur EnEV 2009 vorsieht. Ab 2021 gilt dann für alle Neubauten der von der Europäischen Union festgelegte Niedrigstenergie-Gebäudestandard. Die entsprechenden Richtwerte sollen bis Ende 2018 veröffentlicht werden. Auch hier ist erneut von einer drastischen Verschärfung der Regelungen auszugehen. Doch nicht nur bei Neubauten, sondern auch bei Bestandsgebäuden werden die Regelungen stetig verschärft. So müssen beispielsweise ab 2015 die meisten Heizkessel, die vor mehr als 30 Jahren in Betrieb genommen wurden, ausgetauscht werden.

Der wohl wichtigste Aspekt zur Erreichung der strengen Vorgaben ist im winterlichen Wärmeschutz der Gebäude zu suchen. Mit diesem beschäftigt sich die folgende Hausarbeit.

So werden zunächst wichtige Grundbegriffe und Kennwerte erläutert, anschließend wird auf diejenigen Bauteile, die für den winterlichen Wärmeschutz besondere Bedeutung haben, eingegangen. Im weiteren Verlauf wird die Historie des Wärmeschutzes beleuchtet, bevor Maßnahmen zur Beseitigung energetischer Schwachpunkte von Gebäuden aufgezeigt werden. Bei all den Vorteilen, die Energieeinsparmaßnahmen mit sich bringen, regt sich jedoch auch immer wieder Kritik, insbesondere an Wärmedämmungen. Auch auf diese wird in der Hausarbeit eingegangen.

Bei den für diese Hausarbeit genutzten Quellen handelt es sich insbesondere um einschlägige Fachliteratur, jedoch waren vereinzelt, insbesondere für den letzten Teil, auch Internetrecherchen nötig. Hierbei handelt es sich um Zeitungsartikel, welche die Meinungen einiger Experten zum Thema Wärmeschutz widerspiegeln.

2. Bauphysikalische Grundbegriffe

Im Bereich des winterlichen Wärmeschutzes gibt es einige Grundbegriffe, welche für das Verständnis technischer Zusammenhänge und somit auch der Hausarbeit von großer Bedeutung sind. Diese werden im nachfolgenden Kapitel erklärt. Hierbei wird besonderer Wert auf die Definitionen der Kennzahlen gelegt, auf eine Erklärung der mathematischen Formeln zur Berechnung der entsprechenden Werte wird aufgrund der Komplexität des Themas verzichtet.

2.1 Winterlicher Wärmeschutz

In jedem Gebäude entsteht durch Beheizung sowie durch die Nutzung elektrischer Geräte, die Personen, welche das Gebäude nutzen, und nicht zuletzt durch Sonneneinstrahlung Wärmeenergie. Diese Wärmeenergie bleibt jedoch nicht im Gebäude, sondern wird durch die Gebäudeaußenhülle, also durch die Außenwände, Fenster, das Dach sowie den unteren Gebäudeabschluss, nach außen geleitet. Dieser Effekt wird Transmission genannt.[1]

Aufgabe des winterlichen Wärmeschutzes ist insbesondere, den Wärmeenergieverlust durch Transmission zu minimieren. Diese Wärmeenergieverluste treten insbesondere durch eine fehlende oder durch eine unzureichend ausgeführte Wärmedämmung der Gebäudehülle auf. Neben dem Wärmeverlust kann eine schlecht gedämmte Fassade auch zu Tauwasserbildung führen, was langfristig gesehen Schimmel mit sich bringen könnte. Auch die Behaglichkeit des Gebäudes wird mangels Wärmedämmung gefährdet.[2]

2.2 Thermische Behaglichkeit

Unter Behaglichkeit versteht man Umstände, in denen sich ein Nutzer besonders wohlfühlt. Thermische Behaglichkeit ist bei einem Klima gegeben, in dem „der Wärmehaushalt des Körpers bei einer Körperkerntemperatur von etwa 37°C im Gleichgewicht ist“[3].

Da die thermische Behaglichkeit sich nicht objektiv berechnen lässt, sondern vom subjektiven Empfinden des Nutzers abhängig ist, gilt ein „akzeptables Raumklima“ gemäß DIN EN ISO 7730 dann als erreicht, wenn mindestens 80% der Nutzer das Klima als annehmbar empfinden.[4]

Für die thermische Behaglichkeit sind neben Kleidung und körperlichen Aktivitäten insbesondere die Luftbewegung bzw. die Zugluft, die Luftfeuchte sowie die Lufttemperatur und deren Gleichmäßigkeit von Bedeutung. Großen Einfluss haben auch die Innenoberflächentemperaturen von beispielsweise Fenstern und Außenwänden, da diese, wenn sie von der Lufttemperatur zu weit abweichen, für einen Verlust der Körperwärme des Nutzers führen, wodurch eigentlich angenehme Lufttemperaturen als zu kalt empfunden werden. Demnach hat auch die Raumlufttemperatur als Mittelwert aus Luft- und Innenoberflächentemperatur Einfluss auf die Behaglichkeit.[5]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Behaglichkeit

(aus: Gärtner, G. und Lotz, A. (2010): Wärmeschutz in der Praxis, 1. Auflage, Stuttgart, S. 19)

2.3 Wärmeleitfähigkeit

Die Wärmeleitfähigkeit ist eine Stoffgröße und wird mit dem griechischen Buchstaben λ (kleines Lambda) bezeichnet. Sie gibt an, welche Wärmemenge sekündlich durch einen 1 Meter dicken Stoff bei einem Temperaturunterschied von 1 Kelvin an beiden Enden – erst bei diesem Temperaturunterschied entsteht Wärmeströmung - strömt. Je kleiner die Zahl der Wärmeleitfähigkeit ist, desto weniger Wärme strömt durch einen Stoff und desto schlechter ist die Wärmeleitfähigkeit.[6]

Um Wärmeverluste zu minimieren, sollten somit Baustoffe mit einer möglichst geringen Wärmeleitfähigkeit verbaut werden. Die Wärmeleitfähigkeit wird auch benötigt, um den Wärmedurchgangskoeffizienten, den sogenannten U-Wert, zu berechnen.

2.4 Wärmedurchgangskoeffizient/“U-Wert“

Der Wärmedurchgangskoeffizient, auch U-Wert genannt, gibt an, wie viel Wärmeenergie durch einen Quadratmeter eines Bauteils bei einer Temperaturdifferenz von 1 K von innen nach außen strömt.[7] Der U-Wert betrifft somit nicht den Baustoff, sondern das Bauteil (z.B. Außenwand oder Fenster).

Errechnet wird er durch die Wärmeleitfähigkeit der verwendeten Baustoffe sowie die Dicke des Baustoffs. Der Wärmedurchgangskoeffizient bestimmt somit auch, wie dick eine Dämmschicht am Bauteil sein muss, um den vorhandenen Vorgaben zu entsprechen.[8]

Genau wie bei der Wärmeleitfähigkeit gilt auch beim Wärmedurchgangskoeffizienten: Je niedriger der U-Wert, desto weniger Wärmeenergie strömt nach außen und desto besser ist die Wärmedämmqualität.[9]

In folgender Tabelle sind beispielhaft einige U-Werte, die gemäß EnEV 2014 für neue oder zu erneuernde Bauteile im Baubestand einzuhalten sind, aufgeführt:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 1: Einzuhaltende U-Werte für neue oder zu erneuernde Bauteile im Baubestand

(vgl. o.V. (2012): Wärmedämmung, Verbraucherzentrale Bundesverband e.V., 7. Auflage, Berlin, S. 21)

2.5 Wärmebrücken

Man spricht von einer sogenannten Wärmebrücke, wenn an einem Bauteil der Gebäudeaußenhülle ein normal auftretender Wärmestrom deutlich erhöht ist.[10] Da Wärmeenergie stets von der höheren zur niedrigen Temperaturseite fließt und niemals umgekehrt, ist der Begriff „Kältebrücke“ sachlich unzutreffend.[11] Da über Wärmebrücken besonders viel Wärme verloren geht, steigt durch sie der Heizenergiebedarf. Durch den starken Wärmeabfluss wird weiter die thermische Behaglichkeit beeinträchtigt, da dem Körper des Nutzers mehr Wärme entzogen wird und ein Gefühl von Zugluft enstehen kann. Zuletzt besteht an betroffenen Stellen durch die geringe Oberflächentemperatur eine erhöhte Gefahr von Tauwasserausfall.[12] Wärmebrücken können durch drei verschiedene Ursachen entstehen:

2.5.1 Geometrisch bedingte Wärmebrücken

Diese Art der Wärmebrücke kann entstehen, wenn eine vergleichsweise kleine, wärmezuführende Innenfläche eines Bauteils einer größeren, wärmeabführenden Bauteilaußenfläche gegenübersteht.[13] Dieser sogenannte Kühlrippeneffekt tritt beispielsweise regelmäßig an Stellen auf, bei denen zwei Außenwände aufeinandertreffen.

2.5.2 Konstruktiv bedingte Wärmebrücken

Konstruktiv bedingte Wärmebrücken entstehen, wenn bei einem Bauteil nebeneinander liegende Bereiche aus verschiedenen Baustoffen mit unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeiten gefertigt wurden. Der Effekt kann allerdings auch auftreten, wenn die Baustoffe denselben U-Wert haben.[14]

2.5.3 Wärmebrücken durch unsachgemäße Ausführung

Diese können beispielsweise durch Lücken in der Dämmung oder einen mangelhaft durchgeführten Anschluss zwischen Fensterrahmen und Außenwand entstehen.[15]

2.6 Taupunkt und Tauwasserausfall

Die Raumluft kann nur eine bestimmte Menge an Feuchtigkeit in Wasserdampf aufnehmen. Hierbei steigt die Menge der maximal aufgenommen Feuchtigkeit mit der Lufttemperatur. Beim Abkühlen ohne gleichzeitiges Trocknen der Luft steigt somit die relative Luftfeuchtigkeit erheblich an. Ist die Luft wasserdampfgesättigt, besteht also eine relative Luftfeuchtigkeit von 100 %, ist der sogenannte Taupunkt bzw. die Taupunkttemperatur erreicht.[16] Bei dieser Temperatur beginnt der überschüssige Wasserdampf an vorhandenen Oberflächen zu kondensieren, hier spricht man vom Tauwasserausfall. Dieser Vorgang ist beispielsweise zu beobachten, wenn Spiegel und Fenster während des Duschens beschlagen. Je kälter hierbei die Oberfläche ist, desto mehr Feuchtigkeit schlägt sich an dieser Stelle nieder, was erklärt, warum an Bauteilen mit Wärmebrücken eine deutlich erhöhte Gefahr der Stock- und Schimmelpilzbildung gegeben ist. Voraussetzung für die Bildung von Schimmel ist allerdings, dass es sich bei der feuchten Stelle um ein Bauteil aus organischen Stoffen handelt. Daher kann Schimmel beispielsweise nicht auf Fliesen, allerdings durchaus in den Fugen entstehen.

In nachfolgender Tabelle sind einige Oberflächentemperaturen in Abhängigkeit von der Lufttemperatur und relativer Luftfeuchte gemäß DIN 4108-3 Tabelle A4 gelistet, bei denen es zu Tauwasserausfall kommt:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 2: Taupunkttemperatur in Abhängigkeit der Raumtemperatur und der relativen Raumluftreuchte gem. DIN 4108-3 Tabelle A4

(vgl. Gärtner, G. und Lotz, A. (2010): Wärmeschutz in der Praxis, 1. Auflage, Stuttgart, S. 29)

3. Bauteile

Nachfolgend werden diejenigen Bauteile eines Gebäudes beschrieben, die für den winterlichen Wärmeschutz von besonderer Bedeutung sind. Hierbei handelt es sich insbesondere um Bauteile, welche zur Außenhülle des Gebäudes gehören und somit die erwärmte Raumluft von der kalten Außenluft abschirmen.

3.1 Mauerwerk

Im modernen Wohnungsbau wird in der Regel auf künstliche Steine zurückgegriffen. Diese bestehen aus Sand, Bims, Kalk, Ton oder Gips und werden durch Hitze, Druck, Wasserdampf sowie die Beimischung diverser Chemikalien in Form gebracht. Das fertige Mauerwerk wird innen wie außen mit einer Putzschicht versehen. Die Vorteile des Mauerwerkbaus aus künstlichen Mauersteinen bestehen in der einfachen Verarbeiten, der guten Statik sowie der guten Schall- und Brandschutzeigenschaften. Aufgrund der vergleichsweise hohen Rohdichte, welche für die guten Eigenschaften verantwortlich ist, ist die Wärmedämmfähigkeit der künstlichen Steine jedoch eher begrenzt, weshalb eine zusätzliche Dämmung erforderlich ist. Künstliche Steine mit einer eher geringen Rohdichte haben auch eine geringere Wärmeleitfähigkeit, allerdings leiden darunter die statischen, schall- und brandschutztechnischen Eigenschaften.[17] Um die guten Eigenschaften beizubehalten und gleichzeitig den Wärmedämmeffekt zu erhöhen, werden die Hohlräume der Mauersteine heute oftmals mit Dämmstoffen, z.B. Steinwolle oder Perlit, befüllt.[18]

Alternativ zu Mauersteinen können auch Nadel- oder Laubhölzer genutzt werden. Einige Vorteile des Holzbaus liegen auf der Hand: Holz ist ein nachwachsender Rohstoff, der Baustoff ist wiederverwendbar und Produktion wie Verarbeitung somit völlig unbedenklich. Auch hat es gute statische Eigenschaften und ist leicht zu verarbeiten. Experten sprechen dem Holz weitere Qualitäten zu. So soll es das räumliche Wohlbefinden steigern, stressmindernd und antiseptisch wirken und eine ausgleichende Wirkung auf die Luftfeuchtigkeit haben. Da Nadel- und Laubhölzer allerdings nur ähnliche Wärmedämmeigenschaften wie ein durchschnittlicher Ziegelstein haben, ist eine zusätzliche Wärmedämmung auch hier unabdingbar.[19]

[...]


[1] Vgl. Gärtner, G. und Lotz, A. (2010): Wärmeschutz in der Praxis, 1. Auflage, Stuttgart, S. 18

[2] Vgl. Gärtner, G. und Lotz, A. (2010): Wärmeschutz in der Praxis, 1. Auflage, Stuttgart, S. 18, 23

[3] Schild, K. und Willems, W.M. (2013): Wärmeschutz, 2. Auflage, Wiesbaden, S. 292

[4] Vgl. Schild, K. und Willems, W.M. (2013): Wärmeschutz, 2. Auflage, Wiesbaden, S. 292

[5] Vgl. Königstein, T. (2014): Ratgeber Energiesparendes Bauen und Sanieren, 6. Auflage, Taunusstein, S. 10 ff.

[6] Vgl. Königstein, T. (2014): Ratgeber Energiesparendes Bauen und Sanieren, 6. Auflage, Taunusstein, S. 15

[7] Vgl. Königstein, T. (2014): Ratgeber Energiesparendes Bauen und Sanieren, 6. Auflage, Taunusstein, S. 16

[8] Vgl. Gärtner, G. und Lotz, A. (2010): Wärmeschutz in der Praxis, 1. Auflage, Stuttgart, S. 14

[9] Vgl. Königstein, T. (2014): Ratgeber Energiesparendes Bauen und Sanieren, 6. Auflage, Taunusstein, S. 16

[10] Vgl. Schild, K. und Willems, W.M. (2013): Wärmeschutz, 2. Auflage, Wiesbaden, S. 151

[11] Vgl. Königstein, T. (2014): Ratgeber Energiesparendes Bauen und Sanieren, 6. Auflage, Taunusstein, S. 16

[12] Vgl. Kapitel 2.6 Taupunkt und Tauwasserausfall

[13] Vgl. Schild, K. und Willems, W.M. (2013): Wärmeschutz, 2. Auflage, Wiesbaden, S. 152

[14] Vgl. Schild, K. und Willems, W.M. (2013): Wärmeschutz, 2. Auflage, Wiesbaden, S. 152

[15] Vgl. Königstein, T. (2014): Ratgeber Energiesparendes Bauen und Sanieren, 6. Auflage, Taunusstein, S. 86

[16] Vgl. Arndt, H. (2014): Wärmeschutz und Feuchte in der Praxis, 3. Auflage, Berlin, S. 33

[17] Vgl. Königstein, T. (2014): Ratgeber Energiesparendes Bauen und Sanieren, 6. Auflage, Taunusstein, S. 20

[18] Vgl. Königstein, T. (2014): Ratgeber Energiesparendes Bauen und Sanieren, 6. Auflage, Taunusstein, S. 23

[19] Vgl. Königstein, T. (2014): Ratgeber Energiesparendes Bauen und Sanieren, 6. Auflage, Taunusstein, S. 25

Ende der Leseprobe aus 24 Seiten

Details

Titel
Winterlicher Wärmeschutz im Wohnungsbau. Grundbegriffe, historische Entwicklung und Kritik
Hochschule
EBZ Business School (ehem. Europäisches Bildungszentrum der Wohnungs- und Immobilienwirtschaft)
Note
1,3
Autor
Jahr
2015
Seiten
24
Katalognummer
V293060
ISBN (eBook)
9783656902195
ISBN (Buch)
9783656902201
Dateigröße
1097 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Winterlicher, Wärmeschutz, Bauphysik, Grundlagen, WDVS, Wärmedämmverbundsystem, Verglasung, Dämmung, Kritik
Arbeit zitieren
Patrik Mülhöfer (Autor), 2015, Winterlicher Wärmeschutz im Wohnungsbau. Grundbegriffe, historische Entwicklung und Kritik, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/293060

Kommentare

  • Noch keine Kommentare.
Im eBook lesen
Titel: Winterlicher Wärmeschutz im Wohnungsbau. Grundbegriffe, historische Entwicklung und Kritik



Ihre Arbeit hochladen

Ihre Hausarbeit / Abschlussarbeit:

- Publikation als eBook und Buch
- Hohes Honorar auf die Verkäufe
- Für Sie komplett kostenlos – mit ISBN
- Es dauert nur 5 Minuten
- Jede Arbeit findet Leser

Kostenlos Autor werden