003_Das energetische Bauen Flashcards
Klimatechnische Randbedingungen des energetischen Bauens
Niederschlag
Sonne
Wind
Lufttemperatur
Luftfeuchte
Bausteine des energieoptimierten Bauens nach Energiethemen - Ziele der BauKo und Ziele der Gebäudetechnik
Wärme
BauKo - Wärme erhalten / Geb.Tech. - Wärme eff. gewinnen
Kälte
BauKo - Überhitzung vermeiden / Geb - Wärme eff. abführen
Luft
BauKo - Natürlich lüften / Geb - Eff. maschniell lüften
Licht
BauKo - Tageslicht nutzen / Geb - Kunstlicht optimieren
Strom
BauKo - Strom eff. nutzen / Geb - Strom dezentral gewinnen
Faktoren der Energiebilanzierung
Verluste - Transmissions- / Lüftungsverluste
Gewinne - Solare / Intere Gewinne
Wo können Transmissionsverluste stattfinden?
Außenhülle
Dach, Oberste Geschoßdecke, Wände, Fenster, Kellerdecke und Erdreich.
Wann sind solare Gewinne besonders wichtig und warum
Im Winter sind solare Gewinne besonders wichtig um den Heizwärmebedarf gering zu halten.
Wo kann man die meisten solaren Gewinne erwarten
Süden
Wie schwanken die solaren Gewinne
Solare Gewinne schwanken zwischen den unterschiedlichen Jahrezeiten und den möglichen Ausrichtungen eines Gebäudes.
Was ist ein gutes Verhältnis zwischen Fensterfläche und Gebäudehülle
50%
Was ist der Heizwärmebedarf
Der Unterschied zwischen den Gewinnen und Verlusten der Energiebilanz.
Der Heizwärmebedarf bezeichnet die Menge an Wärmeenergie, die benötigt wird, um ein Gebäude oder einen Raum auf eine bestimmte Temperatur zu heizen und diese Temperatur aufrechterhalten zu können.
Wann muss nicht geheizt werden?
Zwischen Mai und September muss NICHT geheizt werden.
Was ist das A/V-Verhältnis?
Verhältnis zwischen dem Volumen und der Oberfläche eines Körpers.
Zielt besonders darauf an die Transmissionsverluste zu minimieren in dem man die Hülle eines Gebäude minimiert.
Man will eine vorgegebene Nutzung eine möglichst kleine Hüllfläche bringen.
Was ist der äquivalente U-Wert?
Der äquivalente Wärmedurchgangskoeffizient ist ein Wert im Zusammenhang mit Verglasungen, der im Gegensatz zum reinen U-Wert für die Beschreibung der Verluste, auch die solaren Wärmegewinne berücksichtigt, die in der Heizperiode infolge direkter oder diffuser Solarstrahlung ins Gebäude gelangen.
Ist besonders wichtig für transparente Bauteile wie Fenster, da diese Energie verlieren (mehr als andere Bauteile in der Regel) aber auch Energie gewinnen durch die Sonneneinstrahlung.
Welche Formen von Energie gibt es?
Primärenergie
Endenergie
Nutzenergie
Definition der Primärenergie
Primärenergie sind natürliche, nicht verarbeitete Energiequellen wie fossile Brennstoffe, erneuerbare Ressourcen und Kernenergie, die noch nicht in eine nutzbare Form umgewandelt wurden.
Definition der Endenergie
Endenergie bezeichnet die Energie, die tatsächlich von Verbrauchern genutzt wird, nachdem sie aus primären Energiequellen gewonnen und in eine für den menschlichen Gebrauch geeignete Form umgewandelt wurde.
Definition der Nutzenergie
Nutzenergie ist die Energie, die direkt von Verbrauchern zur Erfüllung ihrer spezifischen Bedürfnisse genutzt wird.
Was ist der Primärenergiefaktor?
Der Primärenergiefaktor beschreibt das Verhältnis zwischen Primärenergie und Endenergie.
Was ist die Anlagenaufwandszahl
Die Anlagenaufwandszahl beschreibt das Verhältnis zwischen Primärenergie und Nutzenergie.
Faustformel zu Berechnung der Dämmstoffstärke
Dicke = 4 / U-Wert
U - Wert = 4 / Dicke
Einfluss der Speichermasse auf das Energiesparen
Speichermasse hat keinen Beitrag zum Energiesparen, kann sich allerdings positiv auf die Raumtemperatur auswirken.
Rebound-Effekte / Nutzerverhalten in einem energetisch optimierten Gebäude
Der Energieverbrauch von Nutzern in energetisch besseren Gebäuden nimmt zu im Vergleich zum Energieverbrauch von Nutzern in energetisch schlechteren Gebäuden.
Wie gut muss mein Haus heute mindestens sein?
Anforderung max 55% des zulässigen Jahrespimärenergiebedarfs (Heizung und Warmwasser) -> 55% des Jahrespimärenergiebedarfs bei dem Referenzgebäude
Bringt Förderung
Was ist ein Passivhaus?
Ein Passivhaus ist ein Gebäude in welchem die thermische Behaglichkeit allein durch Nachheizen oder Nachkühlen des Frischluftvolumenstroms, der für ausreichende Luftqualität erforderlich ist, gewährleistet werden kann - ohne dazu zusätzlich Umluft zu verwenden.
Ein hoch energieeffizientes Gebäude, das durch eine hervorragende Wärmedämmung, effiziente Fenster, kontrollierte Lüftung und Nutzung passiver Wärmequellen den Heizwärmebedarf drastisch reduziert und damit den Energieverbrauch minimiert.
Kann ein Passivhaus eine Heizung haben?
Das Gebäude kann trz eine Heizung haben, durch das Nachheizen (auch wenn das nur sehr wenig ist) - Heizwärmebedarf 15 kWh/m²a.
Oberflächige Merkmale eines Passivhauses
3-Scheiben-WSV
Superwärmedämmung
Solarkollektoren
Komfortlüftung mit Wärmerückgewinnung
Wärmerückgewinnung - MUSS verbaut sein
Kriterien eines Passivhaus
Heizwärmebedarf unter 15 kWh/m²a oder Heizlast unter 10 W/m²
Wärmerückgewinnungsanlage MUSS verbaut sein
Der Primärenergiebedarf überschreitet 120 kWh/m²a nicht
INCL. Hausstrom / bei EnEV Ohne Hausstrom
Luftdichtheit mindestens n50 = 0,6/h
Wärmebrückenfreiheit
Die Übertemperaturhäufigkeit im Sommer sollte unter 10% liegen.
Qualitätskriterien des Passivhauses
- Der Heizwärmebedarf liegt im Passivhaus unter 15 kWh/(m²a)
(bezogen auf die Wohnfläche) –
oder die Heizlast liegt unter 10 W/m2 - Der Primärenergiebedarf überschreitet 120 kWh/(m²a) nicht.
INCL. Haushaltsstrom!! ( bei EnEV OHNE Haushaltsstrom) - Die Luftdichtheit erreicht mindestens n50 = 0,6/h.
- Wärmebrückenfreiheit
- Die Übertemperaturhäufigkeit im Sommer sollte unter 10 % liegen.
Qualitätsklassen von Passivhäusern
Classic
Erneuerbarer Primärenergiebedarf weniger < 60 kWh/m²
Plus
Erneuerbarer Primärenergiebedarf weniger < 45 kWh/m²
Erzeugung erneuerbarer Energie > 60 kWh/m²
Premium
Erneuerbarer Primärenergiebedarf weniger < 30 kWh/m²
Erzeugung erneuerbarer Energie > 120 kWh/m²
Vorteile eines Passivhauses
Reduziert den Energieverbrauch
Komfortables Raumklima mit konstanter Temperatur und guter Luftqualität
Umweltfreundlicher
Förderung und Zuschüsse möglich
Kritik an Passivhäusern
Konzentriert sich nur auf die Bezugsphase nicht auf die Entstehung.
Fraglich wie sinnvoll es ist wenn zwei Personen im einem großen Passivhaus wohnen.
Was ist das Nullenergiehaus?
Verbraucht im Jahresmittel so viel Energie, wie es selbst erzeugt
Einrichtungen: Photovoltaik (elektrische Energie) und/oder Solarthermie (Wärme)
Erzeugte erneuerbare Energie deckt den gesamten Energiebedarf des Hauses
Nettoenergiebilanz des Gebäudes ist neutral (Energiegewinnung = Energieverbrauch)
Kann zu bestimmten Zeiten Energie aus dem Netz beziehen, gleicht dies aber durch Eigenproduktion aus
Beitrag zum Umweltschutz durch reduzierte Abhängigkeit von konventionellen Energieträgern
Unterschied zwischen Nullenergiehaus und Plusenergiehaus
Kein Überschuss an erzeugter Energie für Einspeisung ins Stromnetz
Was ist das Plusenergiehaus
Gewinnt erneuerbare Energie, ähnlich wie Nullenergiehaus
Einrichtungen: Photovoltaik (elektrische Energie) und/oder Solarthermie (Wärme)
Anlagen größer dimensioniert, erzeugt Überschuss an Energie
Überschüssige elektrische Energie wird ins Stromnetz eingespeist
trägt zur öffentlichen Stromversorgung bei
nergie für Gebäudebau (graue Energie) nicht in der Energiebilanz berücksichtigt
Verkehrsaufwand der Bewohner (z. B. Autofahrten) möglicherweise nicht einbezogen
Was für Gebäude könnnen ein Nullenergiehaus sein?
Jedes Gebäude kann man rechnerisch zu Nullemissionshäuser machen.
Inhalt der EU Gebäuderichtlinie 2010
Einführung eines “Niedrigstenergiegebäudes” als Standard für alle Neubauten ab 2021.
Der nahezu Null-Energiebedarf sollte hauptsächlich durch erneuerbare Energiequellen, einschließlich lokaler Erzeugung, gedeckt werden.
Wird in die GEG von 2020 vollständig aufgenommen.
Inhalt der Energieeinsparverordnung
Reduzierung des Energieverbrauchs von Gebäuden
Steigerung der Energieeffizienz in Neubauten und umfassend sanierten Bestandsgebäuden
Beitrag zum Klimaschutz durch CO2-Reduktion
Senkung der Energiekosten für Gebäudeeigentümer und Mieter
Umsetzung von EU-Vorgaben und europäischen Richtlinien
Förderung der Nutzung erneuerbarer Energien in Gebäuden
Unterstützung der Energiewende und des Ausbaus erneuerbarer Technologien
Regelmäßige Anpassung an technische Entwicklungen und europäische Vorgaben
Schaffung eines einheitlichen Rahmens für den Energieverbrauch von Gebäuden in Europa
Das GEG von 2020
- Zusammenfassen von bestehenden Energieeinsparverordnungen
- Integration von EnEV, EnEG und EEWärmeG in einem Gesetz
- Vereinfachung der Bauregulierung für Neubauten und Sanierungen
- Förderung der Nutzung erneuerbarer Energien in Gebäuden
- Beitrag zum Klimaschutz durch Reduzierung von Energieverbrauch und CO Emissionen
- Ziel: Der sparsame Einsatz von Energie in Gebäuden und eine Zunahme an erneuerbaren Energien im Gebäudebetrieb
Das GEG 2024
Jede neu eingebaute Heizung muss mit mindestens 65% erneuerbaren Energien betrieben werden.
Bestehende Heizungen sind nicht betroffen und können weiterbenutzt werden.
Dazu wird einen Schutz für Mietende geben die vor einer übermäßigen Belastung schützen sollen.
Ausnahmeregelungen für Eigentümer über 80.
Schritte im Gebäudereferezverfahren
Gebäudeentwurf
Ausrichtung (Orientierung)
Geometrie (Abmessungen)
Bauteilflächen
Berechnung von Qreferenz mit Wärmeschutz und Anlagentechnik gem. Referenzanforderungen
Berechnung von Qvorhanden mit Wärmeschutz und Anlagentechnik gem. tatsächliche Ausführung
Was ist das Gebäudereferezverfahren
- Teil der EnEV bzw. der GEG
- Betrachtet vor allem die Gebäude-Hülle und die Gebäude-Technik.
- Berechnet den maximal zulässige Primärenergiebedarf für Heizung, Warmwasserbereitung, Lüftung und Kühlung
- Das geplante Gebäude MUSS besser sein als das Referenzgebäude.
Beispielwerte des Referenzgebäudes
Häsuer
Dach = 0,2
Außewand = 0,28
Wärmebrücken = 0,05
Bürogebäude
Primärenergiebedarf Unterschied zwischen Referenzgebäude und dem geplanten Gebäude
Mein Primärnergiebedarf muss 45% kleiner als bei dem Referenzgebäude sein.
Das Referenzgebäudeverfahren bei Bürogebäuden
Einige Werte sind leicht unterschiedlich wie beim Wohnen da hier eine andere Referenztechnik genutzt wird.
Auch bei der Beleuchtung.
Qp - Teil des Gebäudereferenzverfahren
Gibt den Heizwärmebedarf eines Gebäudes an.
Nutzt die geplante Geometrie, die geplante Ausrichtung und die Referenz-Bauteile sowie die Referenz-Anlagentechnik und Energieträger. Daraus ergibt sich der Referenzwert für Qp “REF”.
Qp “VORH” macht das Selbe, allerdings mit den geplanten Bauteilen, etc.
H´t - Teil des Gebäudereferenzverfahren
- Teil der EnEV
- Ist der spezifische Wärmetransmissionsverlust welcher einen Durschnitt der Gebäudehülle beschreibt und Flächengewichtet ist.
- Durchschnittliche U-Wert der Gebäudehülle flächengewichtet
- Beschreibt die energetische Qualität der themerischen Hülle
- Dieser muss eingehalten werden und darf nicht überschritten werden.
Kritik an dem Gebäudereferenzverfahren
Die Einhaltung der EnEV resultiert oft in ästhetisch unschöneren Gebäuden.
Vernachlässigung von Nutzerverhalten.
Innovative Baukonzepte können nur schwer von der EnEV erfasst werden.
Vereinfachung bestimmter Sachverhalte.
Die EnEV Easy
Vereinfachtes Nachweisverfahren der GEG nach §31
Damit man diese machen kann müssen gewisse Punkte eingehalten werden:
Keine Klimanalage
Einhaltung der Gebäudedichtheit
Max. 6 geheizte Geschosse
etc.
Was ist der Lüftungsbedarf
Der Lüftungsbedarf in einem Raum und/oder Gebäude orientiert sich an der Tätigkeit in dem Objekt.
Wie viel Frischluft ein Raum oder ein Gebäude in Schnitt innerhalb einer Stunde braucht.
Bedarf pro Person = Frischluftbedarf gesamt
Luftwechselzahl
Luftwechselzahl von 30 m³ / h pro Personen.
Arten der Luftfeuchtigkeit
Asbolute und Relative Feuchte
Die absolute Luftfeuchte
Die Luftfeuchtigkeit oder Luftfeuchte ist definiert als Anteil des Wasserdampfes am Gasgemsich unserer Atmosphäre oder in unseren Räumen.
Die absolute Feuchte ist eine Messgröße, die den Wasserdampfgehalt der Luft angibt. Sie gibt an, wie viel Wasser in Gramm pro Kubikmeter (g/m³) in der Luft enthalten ist.
Wasserdampfmasse / Luftvolumen
Die relative Luftfeuchte
Die relative Luftfeuchtigkeit ist ein Maß für den Wasserdampfgehalt der Luft im Verhältnis zur maximal möglichen Menge an Wasserdampf, die die Luft bei einer bestimmten Temperatur halten kann. Sie wird in Prozent (%) angegeben.
Wasserdampfmenge / Wasserdampfsättigungsmenge
Der Sättigungsdampfdruck
Der Sättigungsdampfdruck ist der Druck, bei dem Wasserdampf in der Luft in einem Gleichgewichtszustand mit flüssigem Wasser steht. Es ist der Druck, bei dem die Verdunstungsgeschwindigkeit von Wassermolekülen gleich der Kondensationsgeschwindigkeit ist.
Feuchttransport über Wasserdampf
Dampfdiffusion durch Bauteile
Dampfkonvektion über Lüftströmungen
Oberflächen-Kondensation
Lüftung in historischen Gebäuden
Natürliche Belüftung
Natürliche Lufttrocknung
Natürliche Bautrocknung
Lüftung in sanierten Gebäuden
Neue dichte Fenster
Unkontrollierte Bauteilfeuchte
Neue Heizung im Keller
Manuelle Lüftung
Wärmerückgewinnung über Lüftungsanlagen
Kann Wärmebrücken reduzieren.
Reduziert vor allem die Lüftungswärmeverluste welche sonst beim Lüften entstehen würden.
Das Verhalten des Nutzers muss allerdings auf die Lüftungsanlage abgestimmt sein, sonst funktioniert dieses Prinzip nicht.
Funktionsprinzip eines Kreuzstrom Wärmespeichers
Kalte und Warme Luft werden durch Kammern aneinander vorbeigeführt wobei Energie übertragen wird.
Rechtsprechung - Häufigkeit der Lüftung durch den Mieter
Einen Mieter ist es nicht zumutbar mehrmals am Tag zu lüften.
Einmal Morgens und einmal Abends sind das Maximum wovon man ausgehen kann.
Wofür muss ein Lüftungskonzept erstellt werden?
Nach DIN 1946
Neubauten
Renovierungen
Wenn Fenster oder Dach eines Einfamilienhauses zu mehr als 33% ausgetauscht werden.
Lüftungsstufen
Nach DIN 1946
Lüftung zum Feuchteschutz
Muss unabhängig von dem Nutzerverhalten sichergestellt werden.
Reduzierte Lüftung
Dient der Gewährleistung des hygienischen Mindeststandards.
Muss weitestgehend unabhängig von dem Nutzerverhalten sichergestellt werden.
Nennlüftung
Beschreibt die notwendige Lüftung zur Gewährleistung des hygienischen und gesundheitlichen Erfordernisse sowie des Bautenschutzes bei Normalnutzung der Wohnung.
Der Nutzer kann teilweise mit aktiver Fensterlüftung herangezogen werden.
Intensivlüftung
Dient dem Abbau von Lastspitzen (Kochen, Waschen, etc.).
Der Nutzer kann teilweise mit aktiver Fensterlüftung herangezogen werden.
Einsparung von Energie durch die Verwendung einer Lüftungsanlage
Nach Berechnung 30% gegenüber dem Referenzgebäudes.
Tatsächlich aber nur 7,3%.
Entstehung von einem unerwünschten Luftwechsel durch Wind
Winddruck und Windsog erzeugen eine Druckdifferenz, so dass Luft durch Leckagen in das und aus dem Gebäude strömt.
Verhinderung von Kaltluftseen
Die Thermik innerhalb eines Gebäudes bewirkt eine Durchströmung der Leckagen in der Dachkonstruktion mit warmer Raumluft von innen nach außen.
Im Erdgeschoss strömt kalte Außenluft durch Leckagen nach. Es entsteht ein unangenehmer Kaltluftsee im Erdgeshoss.
Funktionsweise einer Lüftungsanlage
Eine Lüftungsanlage erzeugt einen Unterdruck im Haus und somit einen gerichteten Luftstrom von einem “Zuluftraum” in dem “Abluftraum”.
Diese Querlüftung des Gebäudes wird durch Undichtheiten der Gebäudehülle außer Kraft gesetzt (Lüftungskurzschluss).
Punkte der DIN 4108
Bei der Planung ist für jedes Bauteil der Hüllfläche die Art und Lage der Luftdichtheitsschicht festzulegen.
Der Wechsel der Luftdichtheitsebene in Konstruktionen, zum Beispiel von innen nach außen, ist problematisch und nach Möglichkeit zu vermeiden.
In der Regel ist die Luftdichtheitsschicht raumseitig der Dämmebene anzuordnen. Hierdurch wird ein Einströmen von Raumluft in die Konstruktion verhindert.
Die Anschlussdetails und Werkstoffe sind im Vorfeld festzulegen (z.B. mechanische Sicherung).
Es ist zu beachten, dass die Luftdichtheitsschicht und ihre Anschlüsse während und nach dem Einbau weder durch Witterungseinflüsse noch durch nachfolgende Arbeiten (z.B. Installation wie Elektro-, Sanitärarbeiten) beschädigt werden.
Werden Durchdringungen durch nachfolgenden Arbeiten erforderlich, sind diese nach Abschluss der Arbeiten luftdicht herzustellen.
Baumateriaien dürfen nicht in unnötiger Weise mit zu hoher Luftfeuchtigkeit während der Bauphase belastet werden. Es ist daher für eine ausreichende Entfeuchtung (z.B. Lüftung) zu sorgen.
Welche Materialien können die Luftdichtheit herstellen?
Kalk-Zement-Putz
Gipskartonplatte
Sperrholz
PE Folie
etc.
Worauf muss bei der Verwendung von Fugendichtstoffen und Füllmaterialien geachtet werden?
Fugendichtstoffe müssen entsprechend ihrer Dehnung und den zu erwartenden Bewegung der angrenzenden Bauteile dimensioniert werden.
Die Verarbeitungsrichtlinien des Herstellers für die jeweiligen Fugenmaterialien sind zu beachten.
Fugenfüllmaterialien z.B. Montageschäume, sind aufgrund ihrer Eigenschaften nicht oder nur in begrenztem Maße in der Lage, Schwind- und Quellbewegungen sowie andere Bauteilverformungen aufzunehmen und sind deshalb nicht zur Herstellung der erforderlich Luftdicheit geeignet.
Wie wird die Luftdichtheit kontrolliert in einem Gebäude?
Blower-Door-Test
Was ist die Diffusion
Feuchtetransport durch Molekülwanderung, verursacht durch den Dampfdruckunterschied der das Bauteil umgebenen Luftschichten.
Der Austausch erfolgt durch die Wanderung der Feuchtigkeit durch eine monolithische, luftdichte Materialschicht.
Ist die Diffusion ausreichend für den Feuchttransport aus dem Gebäude in die Umwelt?
Die Feuchte die wir in Gebäude produzieren wird man allerdings nie rein durch Diffusion aus dem Gebäude bringen, sondern nur durch das Lüften.
Was ist die Konvektion
Feuchtetransport durch Luftströmung, resultierend aus Undichtigkeiten der Gebäudehülle.
Wie entsteht die Konvektion?
Wird angetrieben durch Druckunterschiede in folge vorherrschender Windverhältnisse oder durch Temperaturunterschiede.
Wie kann man eine ungewollte Konvektion verhindern?
Zur Verhinderung von Konvektion wird die Gebäudehülle luftdicht ausgeführt, da auch durch Konvektion ein vielfaches mehr im Vergleich zur Diffusion an Feuchtigkeit transportiert wird.
Formen der Konvektion
Freie / natürliche Konvektion
Thermische Auftrieb
Temperaturabhängige Dichteänderung
Erzwungene Konvektion
Mechanische erzeugte Druckdifferenz (z.B. Winddruck oder Gebläse)
Konvektion durch Phasenwechsel
Änderung des Aggregatzustandes (Kondensation)
Was ist die Freie / natürliche Konvektion
Thermische Auftrieb
Temperaturabhängige Dichteänderung
Was ist die erzwungene Konvektion
Mechanische erzeugte Druckdifferenz (z.B. Winddruck oder Gebläse)
Was ist die Konvektion durch Phasenwechsel
Änderung des Aggregatzustandes (Kondensation)
Was ist die Sorption?
Feuchtespeicherung und Feuchtigkeitsabgabe von Baustoffen
Arten der Sorption
Adsorption: Aufnahme von Wasserdampf aus der Luft durch poröse Baustoffe
Absorption: Aufnahme von flüssigem Wasser in die Poren der Baustoffe
Relevanz der Sorption
Wichtig für Wärmedämmung, Feuchteschutz und Schutz vor Schimmelpilzbildung
Eine hohe Sorptionsfähigkeit kann NICHT die Lüftung ersetzen, vermindert aber deutlich das Schimmelrisiko.
Beeinflusst Raumklima und Bauteilqualität
Wo spielt sich die Sorption ab?
Spielt sich nur in oberflächennahen Bereichen ab. Daher haben vor allem Wandbeläge, Teppiche, etc. einen Einfluss das Sorptionsverhalten, weniger die Baustoffe der tragenden Elementen.
Anforderungen an Bauteile der Außenhülle nach DIN 4108 - Luftdichtheit und Lüftung
Die Außenbauteile müssen nach den allgemeinen anerkannten Regeln der Technik luftdicht ausgeführt werden.
Auf ausreichenden Luftwechsel ist aus Gründen der Hygiene, der Begrenzung von Raumluftfeichte, etc. zu achten.
Während der Heizperiode sollte mindestens eine Luftwechselzahl von 0,5 in der Planung sichergestellt werden.
Sprich: Im Mittel alle 2 Stunden ist die Raumluft vollständig auszutauschen.
-> es können lüftungsöffnungen, lüftungsgitter, etc. eingeplant werden
Anforderungen an Bauteile der Außenhülle nach DIN 4108 - Hinweis / Worauf ist zu achten?
Die Einhaltung der Grenzwerte ist kein hinreichender Nachweis für die sachgemäße Planung und Ausführung eines einzelnen Konstriltionsdetails.
Selbst bei Einhaltung der Grenzwerte sind lokale Fehlstellen in der Luftdichtheitsschicht möglich, die zu Feuchteschäden durch Konvektion führen können.
Arten der Lüftung / Wie kann gelüftet werden?
Fugenlüftung
Fensterlüftung
Querlüftung
Mechanische Lüftung
Arten der Nachtlüftung
Ohne Nachtlüftung
Erhöhte Nachtlüftung
Hohe Nachtlüftung
Wie definiert sich die “ohne Nachtlüftung”
Hygienische Grundlüftung
Eine verstärke Möglichkeit zur nächtlichen Lüftung existiert nicht.
Was ist die erhöhte Nachtlüftung
Min. 2h
Für Wohnnutzung in der Regel ansetzbar.
Alternativ is eine Lüftungsanlage so auszulegen, dass ein zweifacher Luftwechsel gesichert ist.
Was ist die hohe Nachtlüftung
Min. 5h
Nächtliche Querlüftung möglich.
Treppenhaus, Atrium, etc.
Alternativ ist eine Lüftungsanlage so auszulegen, dass ein fünffacher Luftwechsel gesichert ist.
Was ist das 2-Folien-Prinzip
Winddichtung außen …
schützt Dämmung vor Durchströmung von kalter Außenluft.
Luftdichtung innen …
verhindert die Durchströmung von Innenraumluft durch die Konstruktion.
Muss sich dabei nicht um Folien in der Ausführung handeln
Anforderungen an die Luftdichtheit an Räume mit / ohne Gebäudetechnik und Passivhausstandard
Wird gestestet durch Blower-Door-Test (n50)
Nach DIN 4108 / ohne Raumlufttechnik: 3,0
Nach DIN 4108 / mit Raumlufttechnik: 1,5
Nach Passivhaustandard: 0,6
Mögliche Stellen für Lüftungswärmeverluste
Fensterfugen
Dach / Wand Anschluss
Wanddurchbrechnungen
Sockel
Fenster / Wand Anschluss
etc.
Erhöht mehr Dämmung den Wärmebedarf
Ist falsch. Die Fläche welche man dämmt und nicht mit Fenstern für solare Gewinne bestückt speichert mehr Energie ein als man durch mehr Fenstern gewinnen kann.
Arten von Dämmstoffen
Anorganisch, Mineralisch
Aus natürlichen Rohstoffen
Blähton, Naturbims, etc.
Aus synthetischen Rohstoffen
Blähglas, Mineralwolle, etc.
Organisch
Aus natürlichen Rohstoffen
Baumwolle, Hanf, Holzfaser, etc.
Aus synthetischen Rohstoffen
Polyesterfasern, Polyurethan-Ortschaum, etc.
Relation zwischen Gewicht und Dämmeigenschaft eines Materials
Je leichter die Materialien desto besser die Wärmedämmeigenschaften jedoch desto schlechter die Tragfähigkeit.
Definition der Wärmeleitfähigkeit
Die Wärmeleitfähigkeit ist eine Materialeigenschaft, die angibt, wie effizient ein Material Wärmeenergie leitet.
Wie wird die Wärmeleitfähigkeit beeinflusst?
ohdichte
Temperatur
Feuchte
Alterung
Was ist der U-Wert?
Der U-Wert ist ein Maß für den Wärmeverlust oder -gewinn eines Bauteils und gibt an, wie viel Wärme pro Flächeneinheit und Temperaturdifferenz durch das Bauteil hindurchgeht. Je niedriger der U-Wert, desto besser die Wärmedämmung. Er wird in Watt pro Quadratmeter und Kelvin angegeben.
Wärmedurchgangskoeffizient genannt, ist eine Kennzahl, die angibt, wie gut oder schlecht ein Bauteil (wie eine Wand, ein Fenster oder ein Dach) Wärme leitet.
Anforderungen an die Verglasung
Wärmeschutz
Luftdichtheit
Schlagregenschutz
Schallschutz
Sonnenschutz
dazu…
Sicherheit
Lüftung
Brandschutz
Einbruch
Arten von Gläsern
Einscheiben-Verglasung = 5,7 - 6,0 W/m²K
Zweischeiben-Verglasung = 2,8 - 1,0 W/m²K
Dreischeiben-Verglasung = 0,9 - 0,5 W/m²K
Beziehung zwischen U-Wert und G-Wert von Fenstern
Niedrige U-Werte führen in aller Regeln auch zu niedrigen G-Werten.
Energetisch ist oft das Gegenteil gewünscht:
Reduktion der Transmissionsverluste = Kleinerer U-Wert
Maximierung solare Gewinne = Hoher G-Wert
Vorteil einer Vakuum-Verglasung
Eigenschaften vergleichbar mit 3-Scheiben-Verglasung aber deutlich leichter.
Vergleich von Fenstersystemen
ERGÄNZEN
Der G- und der Fc-Wert
g - Wert: Gesamtenergiedurchlässigkeit der Verglasung
fc - Wert: Aberminderungsfaktor des Sonnenschutzsystems
G-Total = g * fc
Der optimierte Fensterflächenanteil und seine Ausführung
Abhängig von den technischen Kennwerten des Glases
Zur Reduktion Heizwärmebedarf:
U-Wert möglichst klein
G-Wert möglichst groß
Sommerlicher Wärmeschutz beachten
Ab ca. 40 - 50% Verglasung der Außenwand
-> Außenliegender Sonnenschutz erforderlich (abhängig von Raumgröße/-tiefe)
Dies ist von 1995 -> mit fortschreitendem Klimawandel wird dies nur verschärft.
Energetisch und wirtschaftlich optimierter Fensterflächenantei
Bei einem außenliegenden Sonnenschutz kann eine Verglasung mehr als 50% sinnvoll sein -> Sonnenschutz kostet ca. 300 €/m².
Ein maximaler Fensterflächenanteil senkt den Energiebedarf (Heizen) steigert aber möglich Überhitzungen (Sommer) und birgt daher Gefahren für die Behaglichkeit. Aktive Kühlung wäre energetisch schlecht.
Definition der Wärmebrücke
Nach DIN 10211
Teil einer Gebäudehülle, wo der ansonsten normal zum Bauteil auftretende Wärmestrom deutlich verändert wird durch…
eine volle oder teilweise Durchdringung der Gebäudehülle durch Baustoffe mit unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit
einen Wechsel in der Dicke der Bauteile
eine unterschiedlich große Innen- und Außenoberfläche
Mindestanforderungen an Wärmebrücken
Wärmebrücken können in ihrem thermischen Einflussbereich zu deutlich niedrigeren raumseitigen Oberflächentemperatur, zu Tauwasserniederschlag, zur Schimmelbildung sowie zu erhöhten Transmissionswärmeverlusten führen.
Um dies weitgehend zu verhindern, sollte eine ungehinderte Luftzirkulation an den Außendwandoberflächen vorausgesetzt.
Anforderungen an Kanten bzw. linienförmigen Wärmebrücken
An ungünstigen Stell ist bei stationärer Berechnung eine mindest Oberflächentemperatur von 12,6 °C einzuhalten.
Fenster sind davon ausgenommen.
Mögliche Stellen an denen Wärmebrücken auftreten können
Fenstersockel
Decken / Wand Anschluss
Wand / Dach
etc.
der PSI und CHI Wert
PSI - Längenbezogene Wärmebrücken
CHI - Punktuelle Wärmebrücken
Berücksichtigung von Wärmebrücken nach EnEV
Zu errichtende Gebäude sind so auszuführen, dass der Einfluss konstruktiver Wärmebrücken auf den Jahres-Heizwärmebedarf nach den anerkannten Regeln der Technik und den im jeweiligen Einzelfall wirtschaftlich vertretbaren Maßnahmen so gering wie möglich gehalten wird.
Zuschläge für Wärmebrücken AUF ALLE U-WERTE (!) - Wie bezieht man WB in die Rechnung mit ein (Möglichkeiten)
Nach EnEV ohne ges. Nachweis: 0,1 W/m²K
Bei Einhalten der DIN 4108: 0,05 W/m²K (Kat A) / 0,03 W/m²K (Kat B)
Einzelnachweis: Nach Passivhausstand. erf. - 0,01 W/m²K = “Wärmebrückenfrei”
Veränderung der Relevanz von Wärmebrücken
Je besser unser Haus gedämmt und thermisch optimiert ist, desto wichtiger werden Wämebrücken in der Bilanzierung.
Wie sollten Fenster eingebaut werden um Wärmebrücken zu vermeiden?
Am besten sitzt das Fenster komplett in der Dämmung, so kann man den Verlust an Energie durch die Wärmebrücke um ca. die Hälfte reduzieren.
Negative Wärmebrückenzuschläge
In einigen Fällen kann man auch durch das Vermeiden von Wärmebrücken einen Vorteil für die Bilanz bekommen.
Die vorallem wenn man sauber um die Ecke dämmt (Holzständerbauweise) wodurch man eine Wärmebrücke die sonst konstruktiv anfallen würden vermeidet.
Transmissions- und Lüftungswärmeverluste eines Passivhaues
Sind so gering, dass sie fast vollständig durch kostenlose “passiv” Energiebeiträge (externe und interne Gewinne) ausgeglichen werden können.
Nur ein minimaler Heizwärmebedarf >15 kWh/m²a bleibt über.
Heizwärmbedarf von Gebäuden aus den 60igern
200-300 KWh/m^2a
Auswirkung des zusätzlichen Materialaufwandes für ein Passivhaus
Armotisiert sich im Vergleich zum Standard der EnEV innerhalb eines Jahes.
Verhinderung von Schimmel in einem Passivhaus
Da die Außenwand hoch gedämmt ist kommt es zu einer (Behaglichen) hohen inneren Oberflächentemperatur, die nahe an der Raumlufttemperatur liegt, wodurch kein Tauwasser anfallen kann.
Kosten des Passivhauses
Erhöhte Dämmstoffdicke rentiert sich von Anfang an, wenn der konstruktive Aufwand niedrig gehalten werden kann.
Fenster kosten ca. 30-50% mehr.
Lüftung ca. 30 - 70 € pro m².
Heizung fallen nahezu komplett weg.
Das 3-liter Haus
Heizwärmebedarf max. 30 kWh/m²a
Da kein geschützt Begriff -> Abweichungen bezogen auf Heizenergiebedarf und Primärenergiebedarf
3 Liter auf 100qm im Haus
Das Nullheizenergiehaus
Der gesamte Heizenergiebedarf wird zu 100% durch erneuerbare Energien gedeckt.
Planungsgrundsatz - Passivhaus
Wärmeverluste verringern, passiv solare Gewinne optimieren.
Das GEG 2023 - Änderungen von 2020
55% des Primärenergie-Jahresbedarf im Vergleich zum Referenzhaus.
EnEV Easy
Einschränkungen von Fördermaßnahmen
Erleichterung für Flüchtlingsunterkünfte
etc.
Inhalt der zukünftigen GEG 2024
Konzentriert auf das Heizen von Gebäuden
Jede neu eingebaute Heizung muss mit mindestens 65% erneuerbaren Energien betrieben werden.
Bestehende Heizungen sind nicht betroffen und können weiterbenutzt werden.
Dazu wird einen Schutz für Mietende geben die vor einer übermäßigen Belastung schützen sollen.
Ausnahmeregelungen für Eigentümer über 80.
GEG 2024 - Optionen für die Heizungswahl
Wärmepumpe
Stromdirektheizung
Wärmenetz
Wärmepumpe-Hybirdheizung
Solarthermische Heizung
Wasserstoff Heizung
Feste Biomasse im Bestand
lüssig oder gasförmige Biomasse im Bestand
Was ist die Heizlast?
- Die Heizlast des Gebäudes ist die notwendige Heizleistung, die erbracht werden muss, um die Raumtemperaturen konstant zu halten (W)
- Legt des Heizkessel so aus das er an den kältesten Tagen in Region 21°C im Haus erreichen kann.
- Heizlast wird selten komplett ausgereizt, sondern der Heizkessel arbeitet meistens i, Teillastbereich.
-> Nicht verwechseln mit Heizwärmebedarf (kWh/m²a), dass ist ein Wert um die energetische Qualität eines Gebäudes zu bewerten)
Woran orientiert sich der Grenzwert des H´t - Teil des geplanten Gebäudes
Der Berechnung des H´t-Wertes bei dem Referenzgebäude
Wie kann man die Energiebilanz eines Gebäudes berechnen
- DIN 18599
- DIN 4108 / 6 (Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden)
- DIN 4701 / 10 ( Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen)
Was ist der Unterschied zwischen der DIN 18599 und dem Gebäudereferenzverfahren
- GBR muss eingehalten werden um sicherzustellen das die Energieeff. des Gebäudes nach gesetzlichen Standards erfüllt ist
- DIN 18599 geht in der Berechnung über das GBR hinaus (berechnet neben den maximal zulässige Primärenergiebedarf für Heizung, Warmwasserbereitung, Lüftung und Kühlung auch Nutz -, End -, und Primärenergiebedarf für Beheizung, Beleuchtung und Warmwasserbereitung )
Welche Faktoren haben auf die Energiebilanzierung von Gebäuden einen Einfluss?
- Bilanzierung der Gewinne und Verluste
- Gebäudeform
- Standort
- Klimazone - DIN 4108
- Innenklima
- Gewinne und Verluste
Was ist die Energiekennzahl?
- Dient der der energetischen Beurteilung eines Gebäudes
- gibt den Jahresheizwärmebedarf in kWh bezogen auf die Grundfläche in Quadratmetern an.
We berechnet sich der U-Wert?
Wärmeleitfähigkeit x Dicke
Was ist ein Passivhaustauglicher U-Wert
0,15
Wie ergibt sich der Primärenergiebedarf des Gebäudes - Gebäudereferenzverfahren
- Berechnung des Heizwärmebedarfes, basierend auf der Gebäude
- Wie decke ich den Heizwärmebedarfes? Welchen Primärenergiebedarf hat mein geplantes Heizssystem und den errechneten Heizwärmebedarf zu erfüllen?
Wie berechnet man den Primärenergiefaktor
Primärenergie / Endenergie
Wie ist die Formel zur Berechnung des Primärenergiebedarf des Gebäudes?
Primärenergiebedarf = (Heizenergiebedarf + Warmwasserbedarf) * Anlagenaufwandszahl
-> Ergibt den Primärenergiebedarf je nach Heizssystem
Wie wird die Anlagenaufwandszahl einer TGA Einheit berechnet?
Wird von der TGA berechnet
Was ist ein gesetzlicher Gebäudestandard? Sprich was MUSS erfüllt werden?
- KfW 55, 45, 40plus, etc.
Wie erreiche ich den Passivhausstandard - Einfach
Heizwärmebedarf drastisch verringern
Welche Teile des Primärenergiefaktors gibt es, und welchen davon berücksichtigen wir in den Berechnung des Primärenergiebedarf von Gebäuden?
- Erneuerbar und nicht-erneuerbar
- Relevant für GBRV ist der nicht-erneuerbar Teil
Grenzwerte der spez. Transmissionswärmeverluste nach GBRV
Der spez. Transmissionswärmeverlust des geplanten Gebäude darf nicht den spez. Transmissionswärmeverlust überschreiten der sich aus der Berechnung mit den Referenzbauteilen ergibt
Wie wird der spez. Wärmetransmissionsverlust berechnet?
- U-Werte der Bauteile (Fenster, Wand, Dach, etc.) wird mit dem Anteil an der gesamten Gebäudehülle multipliziert und dann gemeinsam addiert
- ∑(Bauteil U-Wert * Anteil an der Gebäudehülle)
- Beispiel:
30% Boden/Dach mit 0,15 U-Wert
-> flächengewichtet = 0,3 * 0,15 = 0,045
70% Fenster mit 0,7 U-Wert
-> flächengewichtet = 0,7 * 0,7 = 0,49
0,045 + 0,49 = 0,535
-> Frage ist dann ob der Wert (hier 0,535) unter dem zulässigen Wert nach GBRV liegt
Wo gilt die Einhaltung des spez. Transmissionswärmeverlustes nicht?
- Bei NICHT-Wohngebäuden
- Hier wurden U-Werte für unterschiedliche Bauteile mit Grenzwerten benannt
Wieso ist die Heizungsaustauschdebatte um das GEG 2024 etwas albern?
- Es gibt keine Pficht funktionierende Heizungen herauszunehmen
- Es gibt bereits durch die EnEV 2014 eine Austausch von Heizkesseln mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen nach 30 Jahren
Wie viel Prozent des U-Wertes des Wand ist auf die Wärmeleitfähigkeit der Dämmung zurückzuführen
80 - 90%
Wie verhält sich die Dämmleistung von Dämmung mit zunehmender Dicker
Mit zunehmender Dicke nimmt die Dämmleistung pro cm ab
Wie gestaltet man den Holzbau besonders gut bei einem Passivhaus
Reduzierung der Holzständer (spez. I Träger, redu. des Querschnittes)
Woraus setzt sich der U-Wert eines Fensters zusammen?
- Maße des Fensters
- Rahmenmaße
- U Wert der Verglasung, des Rahmes, und des Randverbundes
Beispiel einer längenbezogenen Wärmebrücke
Randverbunde eines Fensters
Durchschnittlicher U-Wert von Fenstern
1,3 -> zwei fach Verglasung
unabhängig ob Holz, Alu oder Kunststoff
- Darunter kommt man mit 2-WSV oder 3-SV
Was ist Schwachstelle des Fensters - U-Wert
Im generellen hat die Scheibe einen besseren U-Wert als der Rahmen
-> Daher macht es Sinn den Rahmen zu minimieren
Macht es Sinn auf allen Seiten des Gebäudes die gleichen Fenster zu verbauen?
Nein, da die solaren Gewinne von Seite zu Seite schwanken und damit auch der äquivalente U-Wert.
Im Norden macht es sich einen geringen U-Wert für einen schlechteren G-Wert zu nehmen
Wo finden wir Ausführungsbeispiele für eine Wärmebrückenfreie Ausführung unterschiedicher Details und Bauteile
DIN 4108
Wie viel muss das Fenster min. Überdämmt sein und wieso?
- 30 mm
- Abdecken der Fuge zwischen Fenster und Rohbau
Wie entstehend Kaltluftseen
- Durch Thermik im Gebäude
- Warme Luft steigt nach oben und sagt damit kalte Luft vin Außen ein die sich in den unteren Geschossen aufwärmt und dann wieder nach oben steigt.
unterschied zwischen der Diffusionsdichtheit zwischen Innen und Außen
- Wir wollen Diffusionsdichter Innen als Außen sein
- 6x Mal so viel Innen wie Außen
- Ist am sd - Wert gekennzeichnet
Diffusionsbremsen bei einer hinter. Fassade
- Bei einer hinter. Fassade brauchen wir Innen KEINE gesonderten Diffusionsbremsen
- Sind sehr diffusions offen
Sicherstellung der Luftdichtheit bei Massivbau
- Innenputz stellt eine ausreichende Dichtheit da
Sicherstellung der Luftdichtheit im Leichtbau
- Die ohnehin erf. Dampfbremsen stellen auch die Luftdichtheitsebene da -> wenn diese eine Folie ist
- Wollen eigentlich auf eine Folie verzichten im Leichtbau
Was für eine Referenttechnik wird bei dem Referenzgebäude in Bürogebäuden dazu?
- Beleuchtung
- Der Stromverbrauch wird in die Energiebilanzierung des Gebäudes einbezogen?
Wie viel besser muss das geplante Bürogebäude sein im Vergleich zum Referenzgebäude
- 45%
