Passivhaus-Bauteilkatalog: Sanierung

Ökologisch bewertete Konstruktionen

Rezension DI Tobias Steiner

Ökologisch Sanieren benötigt Know-how und Erfahrung. Das neue Buch des IBO – Österreichisches Institut für Bauen und Ökologie (Hrsg.) ist deshalb als Planungswerkzeug konzipiert, das bestehende Lösungen systematisch aufarbeitet. Bauphysikalische, konstruktive und ökologische Fallbeispiele werden nach der erfolgreichen Darstellungsweise des IBO Passivhaus Bauteilkatalogs [1] einheitlich mit Regelquerschnitten und Anschlussdetails in maßstäblichen Zeichnungen und zahlreichen Tabellen aufbereitet. Das Buch ist die ideale Ergänzung zum Passivhaus Bauteilkatalog: unverzichtbar für Planer und Bauherrn, die Immobilien nachhaltig sanieren wollen.

Zukunftsfähige modernisieren

Die im Buch im Detail vorgestellte Sanierung von Gebäuden auf Passivhaus-Standard führt zu Einsparungen des Heizenergiebedarfs von bis zu 90 %. Die großflächige Umsetzung solch energetisch hochwertiger Sanierungen ist wesentliche Voraussetzung zur Erreichung der Klimaschutzziele.

Gesamtkonzept

Wichtig bei hochwertigen Sanierungen ist es Einzelmaßnahmen aufeinander abzustimmen und am Sanierungsziel auszurichten. Dabei können Einzelmaßnahmen auch etappenweise umgesetzt werden. Die im Buch vorgestellten Sanierungsmaßnahmen schöpfen im Sinne von „deep renovation“ in jeder Einzelmaßnahme das gesamt Potential der Energieeffizienz aus.

Komfortsteigerung und Nutzungsflexibilität

Die Sanierung mit Passivhaus-Komponenten garantiert bauphysikalische Sicherheit. Die Gebäude sind mit geringem Aufwand beheizbar. Der spürbarste Vorteil liegt aber im Komfort.  Hohe Oberflächentemperaturen eröffnen dabei auch eine neue Flexibilität der Möblierung in der Schränke oder Sofas an die Außenwand gestellt werden können.

Systematische Aufbereitung

Systematisch werden Sanierungslösungen mit Passivhaus-Komponenten vorgeschlagen und nach technischen, bauphysikalischen und ökologischen Kriterien über den Lebenszyklus beschrieben und bewertet. Sie sind nach Bauaufgaben und -epochen geordnet und können leicht für die Entwicklung eigener Lösungen genutzt werden.

Bewertung der Qualität

Eine nachhaltige und wirtschaftlich vernünftige, thermische Modernisierung sollte einen hohen Dämmstandard jedenfalls zum Ziel haben. Neben dieser Basisanforderung sind auch andere Qualitätskriterien wesentlich. Beispiele dafür sind eine Minimierung von Schadstoffemissionen aus Baustoffen, die ökologische Qualität der eingesetzten Baustoffe, die Verwendung von Recyclingmaterialien, u.A..

Als Vorteile einer Zertifizierung nachhaltig und hochwertig sanierter Objekte können u.a. der Wettbewerbsvorteil bei Verkauf und Vermietung, die Qualitätssicherung und die Festlegung eines erhöhten Gebäudestandards hinsichtlich energetischer, ökologischer und den Wohnkomfort betreffender Kriterien genannt werden.

Energieeffizienz-Maßnahmen wie die Sanierung mit Passivhaus-Komponenten fließen dabei in Gebäudebewertungs-Systemen meist in mehreren Einzelkriterien wie Heizwärme-, Endenergie-, Primärenergiebedarf, CO2-Emissionen im Gebäudebetrieb, Luftdichtheit u.Ä. ein. Unterschiedliche Gebäude-Zertifizierungs-Systeme und Kriterien für die Sanierung werden im Buch skizziert.

Angewandte Methoden

Ökologie

Für die ökologische Bewertung der Regelschnitte und funktionalen Einheiten werden die Ökobilanzindikatoren Primärenergieinhalt an nicht erneuerbaren Ressourcen (PENRT), Globales Erwärmungspotential (GWP), Versauerungspotential (AP) und der daraus aggregierte OI3. Bewertet werden Herstellungsphase und Austausch von Baumaterialien nach Ablauf ihrer Nutzungsdauer über einen Betrachtungszeitraum von 100 Jahren. Die Entsorgungswege und -prozesse werden auf Basis der heutigen Entsorgungspraxis mit Hilfe einer Bewertungsmatrix (Tab. 1) eingestuft, auf Bauteilebene zusammengeführt und daraus eine Einzahlbewertung abgeleitet.

Kosten

Detaillierte Studien zu Kosten und Wirtschaftlichkeit hocheffizienter Gebäudesanierungen sind noch selten. Einige realisierte Gebäude zeigen jedoch, dass auch hier hohe Einsparungen realisierbar sind. Im Buch werden die Wirtschaftlichkeit der Sanierung mehrgeschoßiger Wohngebäude auf Standard des Niedrigenergiehauses, Standard EnerPhit und Standard Passivhausniveau und einer Sanierung entsprechend der gesetzlichen Mindestanforderungen gegenübergestellt (Abb. 2) und die wesentlichen Aspekte herausgearbeitet.

Sanierungsthemen

Spezifischen Herausforderungen, wie Lüftung, wie nicht abgedichtete Keller oder erdberührte Fußböden, Innendämmung, gestalterische Fragestellungen, Schadstofferkundung und die ökologische Qualität von Sanierungslösungen werden in speziellen Kapiteln behandelt. Einige dieser Aspekte werden nachfolgend umrissen.

Bedarfsgerechte Komfortlüftung

Undichte Gebäudehüllen und mangelhaftes Lüften sind nicht nur ein Komfortproblem, sondern eine der Hauptursachen für Schäden im Gebäude. Neben dem hochwertigen Wärmeschutz und hoher Luftdichtheit ist daher eine bedarfsgerecht gesteuerte Komfortlüftung mit Wärmerückgewinnung erforderlich. Diese sichert den erforderlichen Luftaustausch und die steigert die Raumluftqualität.

Feuchte

Bei mit Feuchte- und Schadsalz belastetem Mauerwerk – besonders relevant in Keller- und Erdgeschoß – ist im Zuge einer Sanierung das Ausmaß der Belastung festzustellen. Dies erfolgt durch Begehung vor Ort begleitet von einer Messung der Feuchteverteilung im Mauerwerk. Darauf aufbauend sind – bei erhöhter Feuchte und Schadsalzbelastung – geeignete Maßnahmen zur Beseitigung der Ursachen zu treffen. Die Sanierungsplanung ist an diese projektspezifischen Bedingungen anzupassen.

Auf Grund der hohen Relevanz der Feuchte für das Raumklima  und die Dauerhaftigkeit von Konstruktionen werden folgende Themenschwerpunkte – die in Forschungsprojekten wie IDsolutions [2] oder Gründerzeit-Toolbox [3] detailliert erforscht wurden – im Buch behandelt und dargestellt:

• Die Problematik der Feuchte in Bestandsgebäuden und in der Sanierung
• Einfluss von Passivhaus-Sanierungen ohne Feuchteabdichtung
  • auf das Raumklima unbeheizter Keller
  • auf das Bauteilverhalten nicht unterkellerter Gebäude
• Innendämmung mit einbindende Holzbalkenköpfen
• Mikroorganismen auf Fassadenoberflächen

Sanierungsvarianten im Kellerbereich

Maßnahmen zur Verbesserung des Wärmeschutzes auf Passivhausniveau im Erdgeschoß und Sockelbereich (Abb. 2.) beeinflussen wesentlich das Feuchteverhalten im Keller (Abb. 3 und Abb. 4). Typische Sanierungsvarianten wurden anhand von Simulationsreihen untersucht. Die Ergebnisse wurden in Form von Planungsempfehlungen im Buch aufbereitet. So kann geschlussfolgert werden, dass Lösungen mit Außendämmung und Bodenplattendämmung – ohne weitere Maßnahmen zur Reduktion des Feuchteeintrags – nur bei geringer Durchfeucht des Erdreichs geeignet sind.

Bei hoher Feuchtelast in der Konstruktion ist bereits der Gebäudebestand kritisch bezüglich Schimmelpilzbildung

Innendämmung

Planungshilfen

Für die Planung und Ausführung von Innendämmungen und  anschließenden Bestandskonstruktionen sind einige Aspekte zu beachten [4], [5]:

• Bauphysikalische Eigenschaften des Bestandsbauteils
• Dämmsystem
• Klima am Standort
• Eigenschaften der äußersten Bauteilschicht
• Innenraumklima
• Kritische Anschlussstellen

Holzbalkenköpfe

Besondere Beachtung bei der Planung einer Innendämmung für ein Gebäude mit bestehenden Holztramdecken ist den im Mauerwerk aufliegenden Balkenköpfen zu schenken. Die Innendämmung führt zu einer verstärkten Ankopplung der Bestandskonstruktion an das Außenklima. Bei niedrigen Außentemperaturen kühlt das Holz im Auflagerbereich ab. Gelangt dann durch Konvektion feuchtwarme Luft aus dem Innenraum in die Konstruktion kann dies zu hohen Holzfeuchten und damit zu Holzzerstörenden Prozessen führen.

Werkzeuge zur Beurteilung

Die Ergebnisse umfassender Simulationsreihen wurden für das Buch aufbereitet. Sie präsentieren den Stand der Wissenschaft in diesem Bereich. Die Berechnungssoftware wurde weiterentwickelt  damit künftig auch Bauteiltemperierung und Balkenkopfheizungen im zeitlichen Verlauf betrachtet werden können. Begleitet wurden die Simulationen durch ein Monitoring an realen Gebäuden. Die Ergebnisse der messtechnischen Begleitung unterschiedlicher Sanierungsprojekte bestätigte dabei das aus Planung und Simulation erwartete Bauteilverhalten.

Ergebnisse aus der Simulation

Resultieren in einer Simulation hohe Feuchtegehalte am Tramkopf, so ist dies zumeist auf zu niedrige Oberflächentemperaturen im Bereich des Tramauflagers zurückzuführen, wodurch es zur Anreicherung von Feuchtigkeit und einem erhöhten Risiko der Holzverrottung kommt. Eine Möglichkeit, dies zu verhindern, ist eine Temperierung des Holztrams im Auflagerbereich. Zu diesem Zweck kann eine Wärmequelle (z.B. Heizrohr oder elektrische Heizpatrone) in die Konstruktion integriert werden. Die Wärmequelle aktiviert sich, sobald an einem definierten Sensorpunkt eine bei der Eingabe festgelegte Mindesttemperatur unterschritten wird und heizt mit einer vordefinierten konstanten Temperatur. Steigt die Temperatur am Sensorpunkt über die angegebene Mindesttemperatur, schaltet sich die Wärmequelle wieder aus. [6]

Temperierung

Die Auswirkungen einer Tramkopftemperierung wird nachfolgend am Modell einer durchgehenden Innendämmung unter Verwendung kritischer Randbedingungen gezeigt. Dabei werden unterschiedliche Anordnungen der Wärmequellen (Abb 5., grün) untersucht und als Auswertungspunkt die Stirnseite des Holzbalkenkopfes im oberen Bereich (Abb. 5, rot) betrachtet.

Die Mindesttemperatur am Sensor-Punkt wurde mit 15 °C gewählt, die Heiztemperatur beträgt bei allen Varianten 30 °C. [6]

Die Varianten für die Lage der Wärmequelle (links) sowie das Temperaturfeld der Konstruktion zeigt Abb. 5, wobei  jener Zeitpunkt dargestellt wird an dem der Holzbalkenkopf  bei der Variante ohne Temperierung die geringste Temperatur aufwies.

Bei der Variante mit Heizrohr in der Höhe der Sesselleiste wird der Holzbalken nicht genügend erwärmt (Abb. 5, oben) und es kommt zu einer Feuchteakkumulation (Abb. 6). Analog gilt dies auch für ein auf der Unterseite des Trams angeordnetes Heizrohr (Abb. 5, zweite von oben).

Bei einer Temperierung im Bereich des Mauerwerks (Abb. 5 , dritte von oben) kann die Tauwasserbildung hingegen gezielt reduziert werden. Ebenso kann die relative Luftfeuchte bei Temperierung mit zwei Heizrohren (Abb. 5, unten) auf einem unkritischen Niveau gehalten werden.

Durch Variation der zulässigen Mindesttemperatur, der Heiztemperatur und Lage der Wärmequelle kann die Temperierung optimiert werden. Unter den gegebenen Annahmen beträgt die erforderliche Wärmemenge bei Temperierung des Mauerwerks für ein Jahr pro Holzbalkenkopf 55 kWh. [7]

Einfluss der Orientierung, der Schlagregenbelastung, unterschiedlicher Standorte, geringer und hoher Leckagen werden im Buch ausführlich behandelt und einer Bewertungsmatrix mit Ampelsystem zusammengefasst. Planer und Bauherren bekommen so schnell einen ersten Eindruck über die Grenzen und Möglichkeiten der beschriebenen Verfahren und Ausführungsvarianten und können dies in der weiteren Sanierung berücksichtigen.

Bauaufgaben

Kernstück des – als Planungswerkzeug konzipierten – Buches bilden die epochenbezogenen Sanierungslösungen. Fallbeispiele werden dabei bauphysikalisch, konstruktiv und ökologisch bewertet und nach der erfolgreichen Darstellungsweise des IBO Passivhaus Bauteilkatalogs einheitlich mit Regelquerschnitten und Anschlussdetails aufbereitet. Bestehende Lösungen werden für

• Gebäude errichtet bis 1918
• Gebäude errichtet 1920 bis 1950
• Gebäude der 1950er und 1960er Jahre
• Gebäude der 1970er Jahre
• Gebäude der 1980er Jahre

präsentiert. Abb. 7 bis Abb. 9 zeigen exemplarisch ausgewählte Details mit Innendämmung für bis 1918 errichtete Gebäude.

Resümee

Mit dem neuen Buch – mit Themenschwerpunkt Sanierung – wird der Erfolg des Passivhaus Bauteilkatalogs fortgeschrieben. Das Buch stellt ein unverzichtbares Planungswerkzeug für Planer und Bauherrn dar.

Die beschriebenen Fallbeispiele können ohne großen Aufwand auf konkrete Sanierungsprojekte übertragen werden und den spezifischen Anforderungen des Gebäudes adaptiert werden.

Insbesondere die ökologische Beurteilung unterstützt die Kommunikation mit Bauherrn, Planern, Ausführenden und Nutzern. Die einheitliche Darstellungsweise mit Regelquerschnitten und Anschlussdetails in maßstäblichen Zeichnungen und zahlreichen Tabellen erlaubt ein schnelles Erfassen der Inhalte und vermittelt die erforderlichen Informationen in übersichtlicher Form.

Zelger, T., et al. (2017). „Passivhaus-Bauteilkatalog: Sanierung.“ Birkhäuser Verlag

Innendämmung

Auswahl, Konstruktion, Ausführung

Klaus Arbeiter

mit 83 Abbildungen
ISBN Buch: 978-3-481-03231-9
ISBN E-Book: 978-3-481-03233-3
Verlagsgesellschaft Rudolf Müller GmbH & Co. KG
Stolberger Str. 84 50933 Köln

Rezension DI Tobias Steiner

„Aus der Praxis für die Praxis“

Aufbauend auf Hinweisen zu einer fachgerechten Planung von Innendämm-Maßnahmen diskutiert DI  (FH) Klaus Arbeiter in seinem Buch Innendämmung praxisnah ausgewählte Themen. Bauphysikalische Grundbegriffe und verschiedene Dämmsysteme werden grob umrissen. Beschrieben werden erforderliche Vorarbeiten wie eine umfassende Bestandsanalyse und Detailplanung von Wärmebrücken. Schnittstellen zu anderen Gewerken und Abhängigkeiten werden definiert und flankierende Maßnahmen angesprochen.

Detailliert eingegangen wird auf Anforderungen und Kriterien einer fachgerechten Ausführung. Von der Prüfung des Untergrundes als Arbeitsvorbereitung bis hin zur Ausbildung der Oberflächenqualität werden relevante Aspekte klar beschrieben und in Resümees und Praxistipps zusammengefasst.

Mit den kurzweilig vermittelten rechtlichen Informationen zum geschuldeten Leistungsziel, zum Anmelden von Bedenken, über die ordnungsgemäße Abnahme erbrachter Bauleistungen, bis hin zur Dokumentation  werden dem Fachunternehmer wertvolle Hinweise für seine Risikominimierung gegeben. Eine Vielzahl an Hinweisen veranschaulicht dem Leser die Einschätzung aus Sicht eines ausführenden Unternehmers.

Einige Aspekte einer fachgerechten Planung werden zwar angesprochen, jedoch ist eine Auswahl und  Planung einer Innendämmung anhand des Buches nur sehr begrenzt möglich. Für die bauphysikalische Nachweisführung ist hier in erster Linie auf die vom Autor genannten WTA-Merkblätter, sowie das neue Merkblatt 6-5 „Innendämmung nach WTA II – Nachweis von Innendämmsystemen mittels numerischer Berechnungsverfahren“ zu verweisen.

Für den ausführenden Fachunternehmer stellt dieses Buch jedenfalls eine wertvolle Hilfestellung für die Praxis dar. Wesentliche Themen und Begriffe werden sehr praxisnah erläutert und befähigen einen Fachunternehmer eine geplante Innendämm-Maßnahme in groben Zügen zu beurteilen. Das nötige Basiswissen für eine erfolgreiche Umsetzung einer Innendämmung in die Praxis wird vermittelt.

Arbeiter, K. (2014). Innendämmung Auswahl, Konstruktion, Ausführung. Köln, Verlagsgesellschaft Rufolf Müller GmbH & Co.KG.

Praxis-Handbuch Innendämmung

Planung – Konstruktion – Details – Beispiele

Rezension DI Tobias Steiner

Im neuen Praxishandbuch Innendämmung des Fachverband Innendämmung (FVID e.V.) wird die vielfältige Praxis der Innendämmung beleuchtet. Aufbauend auf allgemeinen Grundlagen und rechtlichen Anforderungen werden die relevanten Themen bei Projekten mit Innendämmung von 26 Autoren diskutiert. Mit vielen praktischen Hinweisen zu Planung, Ausführung, Materialauswahl, Bemessung,  Überprüfung usw. stellt dieses umfassende Druckwerk eine wertvolle Hilfestellung für den täglichen Gebrauch im Planungsbüro, auf der Baustelle oder im Rahmen der Bauüberwachung dar.

Bauphysikalische Grundbegriffe und Dämmsysteme werden detailliert erläutert. Beschrieben werden erforderliche Vorarbeiten wie eine umfassende Bestandsanalyse und Detailplanung von Wärmebrücken. Schnittstellen und Abhängigkeiten zu anderen Gewerken werden definiert und flankierende Maßnahmen angesprochen.

Die Anforderungen und Kriterien einer fachgerechten Ausführung von der Prüfung des Untergrundes als Arbeitsvorbereitung bis hin zur Ausbildung der Oberflächenqualität werden klar beschrieben und durch Checklisten und Praxistipps ergänzt.

Mit den vermittelten Informationen zum geschuldeten Leistungsziel, zum Anmelden von Bedenken, über die ordnungsgemäße Abnahme erbrachter Bauleistungen bis hin zur Dokumentation  werden wertvolle rechtliche Hinweise für die Abwicklung gegeben.

Erstmals wurden auch die Aspekte Nachhaltigkeit, Lebenszyklus und Gesundheit, die mit Innendämmungen einhergehen, berücksichtigt und in einem separaten Buchkapitel  zusammengefasst.

Für den Leser stellt dieses Buch jedenfalls eine wertvolle Hilfestellung für die Praxis dar. Wesentliche Themen und Begriffe werden praxisnah erläutert und befähigen dazu eine geplante Innendämm-Maßnahme in groben Zügen zu beurteilen. Das nötige Wissen für eine erfolgreiche Umsetzung einer Innendämmung in die Praxis wird vermittelt.

Durch Mitwirken im Redaktionsteam sowie als Autor zum Kapitel Nachhaltigkeit, Lebenszyklus und Gesundheit hat die IBO GmbH (Mitglied des FVID) das Praxishandbuch Innendämmung maßgeblich mitgestaltet – welches ohne Frage einen wichtigen Meilenstein darstellt um unberechtigte Ängste vor Innendämmungen zu nehmen bzw. fachgerechte Ausführungen zu ermöglichen.

Bauer, A., et al. (2016). Praxis-Handbuch Innendämmung. Köln, Verlagsgesellschaft Rudolf Müller GmbH & Co. KG.