PUR-Hartschaum-Dämmung im Neu- und Altbau

Transcrição

INSTITUT WOHNEN
UND UMWELT GmbH
Forschungseinrichtung
des Landes Hessen und
der Stadt Darmstadt
Annastraße 15
64285 Darmstadt
PUR-Hartschaum-Dämmung im Neu- und Altbau
Modellrechnungen
zur neuen Energieeinsparverordnung
Endbericht
Januar 2002
Auftraggeber:
IVPU - Industrieverband Polyurethan-Hartschaum e.V., Stuttgart / www.ivpu.de
Bearbeitung:
Dipl.-Phys. Tobias Loga, IWU Darmstadt
Institut Wohnen und Umwelt GmbH
Annastraße 15
64285 Darmstadt
Fon: 06151/2904-0 / Fax: -97
Internet: www.iwu.de
e-mail: [email protected]
Inhalt
Aufgabenstellung...............................................................................................................1
Die untersuchten Gebäude ...............................................................................................1
1 EnEV-Standard im Neubau: Einfamilienhaus Paderborn.......................................3
Vergleich Standard-Dämmstoff − PUR-Hartschaum: Gewinn an Wohnfläche bei gleichem Energiebedarf
Vergleich Standard-Dämmstoff − PUR-Hartschaum: Energieeinsparung bei gleicher Dämmstärke
4
6
2 Niedrigenergiehaus-Standard im Neubau: Reihenendhaus Lutz/Roos ................9
10
12
3 Passivhaus-Standard im Neubau: Einfamilienhaus Schorndorf .........................15
16
18
4 Energetische Modernisierung eines Altbaus mit Innendämmung:
Mehrfamilienhaus Frechen .....................................................................................23
24
26
5 Energetische Modernisierung eines Altbaus mit Außendämmung:
Doppelhaushälfte Bexbach ....................................................................................29
30
Ergebnisse für alle Gebäude im Vergleich ....................................................................33
Flächengewinn
Energieeinsparung
33
34
Zusammenfassung ..........................................................................................................35
PUR-Dämmung im Neu- und Altbau − Modellrechnungen zur neuen Energieeinsparverordnung
Aufgabenstellung
Für exemplarische Gebäude soll der Nachweis nach der neuen Energieeinsparverordnung durchgeführt
werden. Dabei wird jeweils ein Vergleich zwischen PUR-Hartschaum (WLG 025/030) und Dämmstoffen mit
geringerer Wärmedämmleistung (WLG 035/040) vorgenommen. Von besonderem Interesse sind dabei zwei
Fragestellungen:
1. Wie hoch ist der durch PUR-Hartschaum bei gleichem Wärmeschutz erzielbare Wohnflächengewinn?
2. Wie stark kann durch PUR-Hartschaum bei gleichen Dämmstärken der Heizenergiebedarf reduziert werden?
Es wird sowohl die Planung von Neubauten (3 Einfamilienhäuser in den Abschnitten 1 bis 3) als auch die
energetische Modernisierung von Altbauten (ein Mehrfamilienhaus in Abschnitt 4 und eine Doppelhaushälfte
in Abschnitt 5) betrachtet. Die Untersuchung beschränkt sich auf den Nutzungszeitraum der Gebäude. Der
Primärenergieaufwand für Herstellung, Einbau und Entsorgung sollte in weiteren Untersuchungen
einbezogen werden.
Die untersuchten Gebäude
Bei den Gebäuden handelt es sich um Projekte, die schon realisiert sind oder sich noch in der Bauphase
befinden. Die Unterlagen und Pläne wurden seitens IVPU zur Verfügung gestellt. Um dem Beispielcharakter
gerecht zu werden, wurden in Abstimmung mit IVPU teilweise geringfügige Vereinfachungen bzw. Veränderungen gegenüber den realen Gebäuden vorgenommen.
Der Nachweis nach EnEV erfolgt unter Berücksichtigung der Randbedingungen der DIN V 4108-6. Für die
Berechnung der Aufwandszahlen der Anlagentechnik nach DIN V 4701-10 wurde jeweils das Vorhandensein
eines Gas-Brennwertkessels und einer zentralen Trinkwassererwärmung mit Warmwasserspeicher
angesetzt. Bei den Einfamilienhäusern sind Kessel und Speicher innerhalb der thermischen Hülle, bei dem
Mehrfamilienhaus im Keller angeordnet. Das Mehrfamilienhaus besitzt darüberhinaus eine
Zirkulationsleitung.
-1-
-2-
1 EnEV-Standard im Neubau: Einfamilienhaus Paderborn
Bild 1:
Ost- und Südansicht für das Einfamilienhaus Paderborn
Das Gebäude wurde 1996 in Paderborn errichtet. Es handelt sich um ein freistehendes Einfamilienhaus mit
218 m² beheizter Wohnfläche, die sich auf 2 Geschosse verteilen. Der Keller ist unbeheizt. Der nicht
überbaute Bereich des Erdgeschosses besitzt ein flach geneigtes Dach, das Obergeschoss ein Steildach.
Bild 1 zeigt zur Orientierung zwei Fassadenansichten, die Wohn- und Nutzflächen sind in Bild 2
zusammengestellt.
Die Außenwände sind massiv gemauert, z.T. mit Klinker-Vormauer. In den übrigen Bereichen sind die
Wände mit Holzschalung verkleidet. Beim Steildach sind die Zwischenräume jeweils zwischen Sparren und
Ausgleichslattung voll gedämmt. Beim flach geneigten Dach ist die Stahlbetondecke oberseitig gedämmt.
Im Kellerdeckenbereich befindet sich die Dämmschicht zwischen Stahlbetondecke und Zementestrich.
Einfamilienhaus Paderborn: Flächen und Volumen
Keller
(unbeheizt)
EG
DG
Gesamt
gesamte Nutzfläche nach DIN 277
153,4 m²
140,6 m²
66,3 m²
360,2 m²
Wohnfläche nach II. Berechnungsverordnung (ohne Terrasse)
0,0 m²
140,7 m²
77,2 m²
217,9 m²
Beheiztes Gebäude-Bruttovolumen nach EnEV
Bild 2:
"Gebäudenutzfläche" AN nach EnEV
Flächen und
Volumen A/V-Verhältnis
814,4 m³
260,6 m²
0,76 1/m
-3-
Vergleich Standard-Dämmstoff − PUR-Hartschaum:
Gewinn an Wohnfläche bei gleichem Energiebedarf
Bild 3 zeigt die Regelquerschnitte und die eingesetzten Materialien. Dabei werden für die Dämmung zwei
Varianten gegenübergestellt:
• Standard-Dämmstoff mit Wärmeleitgruppen 035 und 040;
• Hochleistungsdämmstoff PUR-Hartschaum mit Wärmeleitgruppen 025 und 030.
Durch die Verwendung von PUR-Hartschaum werden im Vergleich zu Standard-Dämmstoffen zwischen 1
und 6 cm schlankere Konstruktionen möglich − bei gleichem Wärmeschutz. Dies macht sich in einer um 1,9
m² größeren Wohnfläche bemerkbar − ohne dass sich die Außenmaße des Gebäudes ändern.
Einfamilienhaus Paderborn:
Geringere Konstruktionsstärken bei gleichem Wärmeschutz durch PUR-Hartschaum
Standard-Dämmung
Steildach
1
2
3
4
5
6
7
Schalung 24 mm
Trennlage
Titanzink
d = 30 cm
24 cm
U = 0,188 W/(m²K)
0,188 W/(m²K)
Flach geneigtes Dach
1
2
3
4
5
6
Bauteilaufbau von innen nach außen
Normalbeton 200 mm
Dämmplatte WLG 040
PUR-Dämmung WLG 025
180 mm
113 mm
Sparren / Hinterlüftung
Schalung 24 mm
Trennlage
Titanzink
d = 52 cm
46 cm
U = 0,210 W/(m²K)
0,210 W/(m²K)
Außenwand
1
2
3
4
5
Innenputz 13 mm
Hochlochziegel 240 mm
Dämmplatte WLG 040
80 mm
60 mm
Hinterlüftung
Vormauer-Klinker bzw. Holzschalung
d = 50 cm
48 cm
U = 0,338 W/(m²K)
0,338 W/(m²K)
Kellerdecke
1
2
3
4
-4-
PUR-Dämmung
Gipskarton 20 mm
Lattung / Luftschicht
Dämmplatte WLG 040
50 mm
30 mm
Sparren /
Sparren /
Dämmplatte WLG 040
183 mm
120 mm
Fliesen
Zementestrich 80 mm
Dämmplatte WLG 035
93 mm
80 mm
Stahlbetondecke 200 mm
d = 37 cm
36 cm
U = 0,315 W/(m²K)
0,315 W/(m²K)
Bild 3:
Regeldetails,
Schichtaufbau
und U-Werte
(nach DIN EN
ISO 6946)
Vergleich zwischen StandardDämmstoff und
PUR-Hartschaum bei gleichen U-Werten
Die Wärmedurchgangskoeffizienten der verschiedenen Bauteile sind jeweils identisch. Somit ist die
wärmetechnische Qualität des Gebäudes in beiden Fällen gleich. Die Berechnung des Energiebedarfs gemäß dem „vereinfachten Verfahren“ der Energieeinsparverordnung (EnEV) gibt Bild 4 wieder. Bezogen auf
die „Gebäudenutzfläche“ AN nach EnEV von 260,6 m² ergeben sich folgende Energiekennwerte:
• Heizwärmebedarf:
72,5 kWh/(m²a)
• Endenergiebedarf (Erdgas):
93,6 kWh/(m²a)
• Primärenergiebedarf:
108,6 kWh/(m²a)
In den beiden letzten Werten ist auch die Warmwasserbereitung enthalten.
Der Primärenergiebedarf liegt um 6% unter dem nach EnEV für das gegebene A/V-Verhältnis zulässigen
Wert. Auch die Anforderungen an den spezifischen Transmissionswärmeverlust werden eingehalten (12%
unter Grenzwert).
EnEV-Nachweis - vereinfachtes Verfahren
Berechnung nach DIN 4108-6 : 2000 Anhang D
EnEV-XL 1.2 - Lizenznehmer: Tobias Loga - Institut Wohnen und Umwelt - 64285 Darmstadt
Objekt: EFH Paderborn / Var. B / Datenstand 05/2001
Raumtemp.
19,0
A/V-Verhältnis
°C
Wohnfläche:
0,765
217,9
Fläche
1.
Bauteile
Außenwand Klinker
2.
Außenwand Holz
3.
Steildach
4.
Flachdach
5.
Fenster
6.
Kellerdecke
186,9
43,9
122,9
46,9
71,2
151,0
pauschaler Wärmebrückenzuschlag
622,7
Kurz-Bezeichnung N2-B
m²
U-Wert
m²
7.
8.
beheiztes Gebäudevolumen
m-1
0,338
0,370
0,188
0,210
1,400
0,315
0,05
m³
m²
Reduktionsfaktor
W/(m²K)
*
*
*
*
*
*
*
*
*
814,4
260,6
W/K
*
*
*
*
*
*
*
*
*
=
=
=
=
=
=
=
=
=
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
0,6
1,0
Spezifischer Transmissionswärmeverlust HT
63
16
23
10
100
28
31
Summe
272
ankreuzen:
Nachweis Dichtheit (n50 < 3 1/h; bei Lüftungsanlagen n50 < 1,5 1/h)
beh. Geb.-Vol.
Spezifischer Lüftungswärmeverlust H V
Fenster
0,190
Reduktionsfaktor
Ausrichtung
*
g-Wert
814,4
W/K
155
=
Fläche
Globalstr. Heizzeit
(senkr. Einstr.)
m²
1.
2.
3.
4.
Ost
Süd
West
Nord
5.
6.
O/W
S
O/W
N
-
0,567
0,567
0,567
0,567
0,567
0,567
*
*
*
*
0,60
0,60
0,60
0,60
*
*
*
*
20,50
11,30
34,20
2,60
kWh/(m²a)
*
*
*
*
155
270
155
100
=
=
=
*
*
*
=
*
*
*
=
Solare Gewinne QS
Summe
Bild 4:
Nachweis nach
Energieeinsparverordnung (EnEV)
für das EFH
Paderborn bei
Verwendung von
Standard-Dämmstoff und PURHartschaum mit
gleichem U-Wert
kWh/a
1081
1038
1803
88
=
4011
AN
kWh/(m²a)
Innere Gewinne QI
22,0
Wärmegewinne QG
m³
*
Freie Wärme QF
kWh/a
260,6
=
5733
QS + QI
=
9744
Jahres-Heizwärmebedarf Qh
HT
HV
W/K
66 (
271,7
Qs
W/K
+
154,7
) - 0,95 (
Qh''
Qi
kWh/a
4011
kWh/a
+
5733
kWh/a
)=
18889
kWh/(m²a)
72,5
kWh/(m²a)
Nebenanforderung Neubau:
W/(m²K)
spezif. Transmissionswärmeverlust HT'
Hauptanforderung Neubau: Heizsystem:
Warmwasser:
0,436
W/(m²K)
Grenzwert
relativ zum Grenzwert
88%
BW-Kombitherme 55/45°C, im beheizten Bereich, ohne Speicher, ohne Zirkulation
zentral
Anlagenaufwandszahl (primärenergiebez.) nach DIN V 4701-10:
kWh/(m²a)
Primärenergiebedarf QP''
0,496
108,6
1,278
kWh/(m²a)
Grenzwert
115,7
94%
Institut Wohnen und Umwelt - August 2001
-5-
Energieeinsparung bei gleicher Dämmstärke
Legt man gleiche Konstruktionsdicken (und entsprechend gleiche Wohnflächen) zu Grunde, so können gegenüber Dämmstoffen mit schlechterer Dämmleistung durch Verwendung von PUR-Hartschaum die
Wärmeverluste deutlich reduziert werden. Bild 5 zeigt eine Gegenüberstellung der U-Werte bei gleicher
Dämmstärke. Im Dachbereich wird der U-Wert um über 30%, bei der Außenwand um 18%, beim
Erdgeschossfußboden um 12% reduziert.
Einfamilienhaus Paderborn:
Besserer Wärmeschutz bei gleicher Konstruktionsstärke durch PUR-Hartschaum
Standard-Dämmung
Steildach
1
2
3
4
5
6
7
d = 30 cm
30 cm
U = 0,188 W/(m²K)
0,128 W/(m²K)
Flach geneigtes Dach
1
2
3
4
5
6
Normalbeton 200 mm
Dämmplatte WLG 040
180 mm
180 mm
Sparren / Hinterlüftung
Schalung 24 mm
Trennlage
Titanzink
d = 52 cm
52 cm
U = 0,210 W/(m²K)
0,134 W/(m²K)
Außenwand
1
2
3
4
5
Innenputz 13 mm
Dämmplatte WLG 040
80 mm
80 mm
Hinterlüftung
Vormauer-Klinker bzw. Holzschalung
d = 50 cm
50 cm
U = 0,338 W/(m²K)
0,276 W/(m²K)
Kellerdecke
1
2
3
4
-6-
PUR-Dämmung
Gipskarton 20 mm
Dämmplatte WLG 040
50 mm
50 mm
Sparren /
Sparren /
Dämmplatte WLG 040
183 mm
183 mm
Schalung 24 mm
Trennlage
Titanzink
Fliesen
Zementestrich 80 mm
Dämmplatte WLG 035
93 mm
93 mm
d = 37 cm
37 cm
U = 0,315 W/(m²K)
0,276 W/(m²K)
Bild 5:
Regeldetails,
Schichtaufbau
und U-Werte
(nach DIN EN
ISO 6946)
Vergleich
zwischen
StandardDämmstoff und
PUR-Hartschaum bei
gleichen
Dämmstärken
Entsprechend beträgt der Jahresheizwärmebedarf nur noch 65 kWh pro m² „Gebäudenutzfläche“ AN – das
entspricht einer Reduktion um 10% (siehe EnEV-Nachweis in Bild 6 im Vergleich zu Bild 4). Der
Primärenergiebedarf liegt jetzt 13% unter den EnEV-Anforderungen.
Es können damit 2000 kWh pro Jahr an Brennstoff eingespart werden. Bei einem Energiepreis von 40
Euro/MWh reduzieren sich die Heizkosten um knapp 80 Euro jährlich. Über einen Betrachtungszeitraum
von 30 Jahren ergibt sich – bei real gleich bleibenden Energiepreisen – ein Barwert für die Einsparung von
ca. 2400 Euro.
Objekt: EFH Paderborn / Var. C / Datenstand 05/2001
Raumtemp.
19,0
A/V-Verhältnis
°C
Wohnfläche:
0,765
216,0
Fläche
1.
Bauteile
Außenwand Klinker
2.
Außenwand Holz
3.
Steildach
4.
Flachdach
5.
Fenster
6.
Kellerdecke
186,9
43,9
122,9
46,9
71,2
151,0
622,7
Kurz-Bezeichnung N2-C
m²
U-Wert
m²
7.
8.
m-1
0,276
0,297
0,128
0,134
1,400
0,276
0,05
m³
m²
Reduktionsfaktor
W/(m²K)
*
*
*
*
*
*
*
*
*
814,4
260,6
W/K
*
*
*
*
*
*
*
*
*
=
=
=
=
=
=
=
=
=
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
0,6
1,0
52
13
16
6
100
25
31
Summe
242
ankreuzen:
beh. Geb.-Vol.
Fenster
0,190
Reduktionsfaktor
Ausrichtung
*
g-Wert
814,4
W/K
155
=
Fläche
Globalstr. Heizzeit
(senkr. Einstr.)
m²
1.
2.
3.
4.
Ost
Süd
West
Nord
5.
6.
O/W
S
O/W
N
-
0,567
0,567
0,567
0,567
0,567
0,567
*
*
*
*
0,60
0,60
0,60
0,60
*
*
*
*
20,50
11,30
34,20
2,60
kWh/(m²a)
*
*
*
*
155
270
155
100
kWh/a
=
=
=
*
*
*
=
*
*
*
=
Solare Gewinne QS
1081
1038
1803
88
=
Summe
4011
AN
kWh/(m²a)
Innere Gewinne QI
22,0
Wärmegewinne QG
Bild 6:
EnEV-Nachweis
bei Erhöhung
der PUR-Dämmstärke auf die
des StandardDämmstoffes
m³
*
Freie Wärme QF
kWh/a
260,6
=
5733
QS + QI
=
9744
HT
HV
W/K
66 (
242,4
Qs
W/K
+
154,7
) - 0,95 (
Qh''
Qi
kWh/a
4011
kWh/a
+
5733
kWh/a
)=
16952
kWh/(m²a)
65,0
kWh/(m²a)
W/(m²K)
Warmwasser:
0,389
W/(m²K)
Grenzwert
78%
zentral
kWh/(m²a)
0,496
100,3
1,294
kWh/(m²a)
Grenzwert
115,7
87%
-7-
-8-
2 Niedrigenergiehaus-Standard im Neubau: Reihenendhaus Lutz/Roos
Bild 7:
Gartenhof-/Turmhauses Lutz/Roos Isometrie des Ensembles und des untersuchten
Eckhauses
Dieses Niedrigenergiehaus gehört zu den Preisträgern des IVPU-Architekturpreis 2000 ressource
architektur. Es handelt sich um ein Gebäudekonzept von wahlweise Einzel- und Reihenhäusern, die auf
einem quadratischen Raster von 6,30 m angeordnet werden können. Charakteristisch sind die dabei entstehenden Gartenhöfe und Dachterrassen. Beispielhaft soll hier der Haustyp 3 in Form eines Reihenendhauses betrachtet werden (Bild 7). Die beheizte Wohnfläche dieses Gebäudes beträgt 162 m² (Bild 8).
Für Wände und Decken werden Dickholzelemente verwendet. Sie dienen als tragende sowie luftdichtende
Schicht, die eingesetzten Dämmplatten werden jeweils auf der Außenseite angeordnet. Die an Außenluft
grenzenden Decken sind entweder als Dachterrasse oder als Flachdach ausgebildet.
Reihenendhaus Lutz/Roos: Flächen und Volumen
Keller
(unbeheizt)
EG
OG
Gesamt
64,4 m²
85,9 m²
48,7 m²
199,0 m²
Wohnfläche nach II. Berechnungsverordnung (ohne Terrasse)
0,0 m²
98,7 m²
62,9 m²
161,6 m²
Bild 8: "Gebäudenutzfläche" AN nach EnEV
Flächen und
597,5 m³
191,2 m²
0,84 1/m
-9-
Bild 9 gibt für die Regeldetails Schnittzeichnungen und Materialwahl wieder. Auch bei diesem Gebäude werden zwei Dämm-Varianten mit gleichen U-Werten aber unterschiedlichen Dämmstoffen gegenübergestellt:
• Standard-Dämmstoff mit Wärmeleitgruppen 035 und 040;
• Hochleistungsdämmstoff PUR-Hartschaum mit Wärmeleitgruppen 025 und 030.
Durch die Verwendung von PUR-Hartschaum sind zwischen 4 und 12 cm schlankere Konstruktionen
möglich. Dies macht sich bei gleichen Außenabmessungen in einer um 2,2 m² größeren Wohnfläche
bemerkbar.
Die wärmetechnische Qualität des Gebäudes ist in beiden Fällen gleich. Die Berechnung nach Energieeinsparverordnung (EnEV) zeigt Bild 10. Hier wurde das Heizperiodenbilanzverfahren nach DIN 4108-6 verwendet, unter Berücksichtigung einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung und Erdreichwärmetauscher. Bezogen auf die „Gebäudenutzfläche“ AN nach EnEV von 191,2 m² ergeben sich folgende
Energiekennwerte:
15,0 kWh/(m²a)
36,6 kWh/(m²a)
53,2 kWh/(m²a)
Reihenendhaus Lutz/Roos:
Gerin gere Konstruktionsstärken bei gleichem Wärmeschutz durch PUR-Hartschaum
Standard-Dämmung
Flachdach ext. begrünt
1
2
3
4
5
6
7
d = 64 cm
52 cm
U = 0,074 W/(m²K)
0,074 W/(m²K)
Außenwand
1
2
3
4
5
Gipskarton 12,5 mm
Merk-Dickholzelement 160 mm
Dämmplatte WLG 035
233 mm
200 mm
Schalungsbahn diffusionsoffen
hinterlüftete Holzwerkstoffplatten
d = 45 cm
41 cm
U = 0,130 W/(m²K)
0,130 W/(m²K)
Fußboden EG
1
2
3
4
5
- 10 -
PUR-Dämmung
Gipskarton 12,5 mm
Dämmplatte WLG 035
420 mm
300 mm
Bitumenbahn
Wolfin IB Sk 1,5 mm
Dränschicht
Substratschicht 50 mm
Parkett 22 mm
Gussasphalt auf Trennlage 30 mm
Trittschalldämmung WLG 045 38 mm
Dämmplatte WLG 040
288 mm
180 mm
d = 56 cm
45 cm
U = 0,116 W/(m²K)
0,116 W/(m²K)
Bild 9:
Regeldetails,
Schichtaufbau
und U-Werte
(nach DIN EN
ISO 6946)
Vergleich zwischen Standarddämmstoff und
Der Primärenergiebedarf liegt um 57% unter dem nach EnEV für das gegebene A/V-Verhältnis zulässigen
Wert. Auch die Anforderungen an den spezifischen Transmissionswärmeverlust werden erheblich unterschritten (53% unter Grenzwert).
Das Gebäude hält die Grenzwerte für das „KfW-Energiesparhaus 60“ von 60 kWh Primärenergiebedarf pro
m² AN ein. Damit hätte es Anspruch auf ein zinsverbilligtes Darlehen der Kreditanstalt für Wiederaufbau im
Rahmen des
Jahresheizwärmebedarf - Heizperiodenverfahren nach DIN V 4108-6 : 2000
gleichnamigen
Randbedingungen gemäß EnEV
Förderprogramms.
Objekt: REH Lutz/Roos / Var. B / Datenstand: 05/2001
Gebäudetyp:
Anz.Vollgesch.
Anz.Wohneinh.
Wohnfläche:
EFH
2,0
1,0
161,6
EFH/MFH
19,0
10,0
69,6
0,95
Raumtemp.
Heizgrenze:
Gradtagszahlf. FGt,O.N.
Red.fakt. Nachtabs. fNA
m²
Fläche
1.
Bauteile
Außenwand
2.
Dach
3.
Fußboden EG
4.
Fenster
212,9
119,1
119,1
52,4
503,5
5.
6.
7.
8.
kKh/a
A/V-Verhältnis
Reduktionsfaktor
kKh/a
0,130
0,074
0,116
0,800
*
*
*
*
*
*
*
*
*
0,050
1,0
1,0
0,6
1,0
1662
7387
Summe
Faktor
0,76
m-1
1824
585
547
2769
=
=
=
=
=
=
=
=
=
Jahres-Transmissionswärmeverluste QT
Luftvolumen VL
m²
kWh/a
66,0
66,0
66,0
66,0
66,0
66,0
66,0
66,0
66,0
*
*
*
*
*
*
*
*
*
1,0
m³
FGt
W/(m²K)
*
*
*
*
*
*
*
*
*
597,5
191,2
0,843
°C
U-Wert
m²
Kurz-Bezeichnung N4-B
°C
beh. Geb.-Vol.
597,5
*
m³
454,1
=
ankreuzen:
x Nachweis Dichtheit (n50 < 3 1/h; bei Lüftungsanlagen n50 < 1,5 1/h)
1/h
äquivalenter Luftwechsel n = natürl. Luftwechsel
freie Lüftung (Fenster+Fugen):
Abluftanlage
x Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung (WRG)
nAnlage
WRG im Anlagenteil berücksichtigt
äquivalenter Luftwechsel n
VL
454
0,252
*
Reduktionsfaktor
0,34
+
2.
3.
4.
Bild 10:
Nachweis nach
Energieeinsparverordnung
(EnEV) für das
Reihenendhaus
Lutz/Roos bei
Verwendung von
Standard-Dämmstoff und PURHartschaum mit
gleichem U-Wert
Ost
Süd
West
Nord
5.
6.
O/W
S
O/W
N
-
0,567
0,567
0,567
0,567
0,567
0,567
=
9955
=
484
2194
478
54
kWh/a
g-Wert
Fläche
Globalstr. Heizzeit
(senkr. Einstr.)
*
*
*
*
0,50
0,50
0,50
0,50
*
*
*
*
*
*
11,03
28,67
10,87
1,89
kWh/(m²a)
*
*
*
*
155
270
155
100
kWh/a
=
=
=
*
*
=
*
*
=
Wärmeangebot Solarstrahlung QS
Summe
spezif. interne Quellen
m²/m³
Interne Wärmequellen QI
2568
kWh/a
2568
m²
1.
=
kKh/a
66,0
*
kWh/a
7387
Ausrichtung
0,252
QL
kWh/a
Fenster
1/h
=
Gt
Wh/(m³K)
QT
Summe Wärmeverluste QV
)+
cLuft
1/h
*
nx
0,20
1/h
*(1-
nwirk
m³
Lüftungswärmeverluste QL
ηWRG
0,87
1/h
0,40
0,32
V
kh/a
W/m²
*
5,0
*
3210
4,440
m³
*
kWh/a
597,5
=
4245
QS + QI
=
7455
Q' H
Wärmegewinne Q G
Freie Wärme QF
4,8
kWh/(m³a)
Ausnutzungsgrad
Jahres-Heizwärmebedarf QH
kWh/a
η
QV - η * QG =
0,95
2873
Q'' H
15,0
kWh/(m²a)
W/(m²K)
Warmwasser:
0,222
W/(m²K)
Grenzwert
47%
BW-Kombitherme 55/45°C, im beheizten Bereich, ohne Speicher, ohne Zirkulation +
zentral
kWh/(m²a)
0,478
53,2
1,933
kWh/(m²a)
Grenzwert
123,3
43%
Institut Wohnen und Umwelt - Juli 2001
- 11 -
Auch bei diesem Gebäude wird die Energieeinsparung durch PUR bei gleicher Dämmstärke ermittelt. Da
bei der Ausgangsvariante bereits sehr gute U-Werte erreicht wurden (Bild 9), wird − anders als beim Einfamilienhaus Paderborn − die PUR-Dämmstärke festgehalten und die des Standard-Dämmstoffes
entsprechend auf den gleichen Wert reduziert. Die bei gleichen Konstruktionsstärken so jeweils erreichten
U-Werte zeigt Bild 11. Die durch Einsatz von PUR-Hartschaum erzielte Minderung des
Transmissionswärmeverlustes beträgt für das Dach 26%, für die Außenwand 12% und für den
Erdgeschossfußboden 31%.
Der Jahresheizwärmebedarf nach EnEV kann durch PUR-Hartschaum von 18,7 auf 15,0 kWh pro m²
„Gebäudenutzfläche“ AN reduziert werden – also um ca. 20% (EnEV-Nachweis für PUR-Variante in Bild 10,
für Standard-Dämmstoff gleicher Dicke in Bild 12).
Durch die PUR-Variante können damit jährlich 700 kWh Brennstoff eingespart werden, wodurch sich die
Heizkosten bei einem Energiepreis von 40 Euro/MWh um ca. 30 Euro jährlich reduzieren. Über einen Betrachtungszeitraum von 30 Jahren ergibt sich – bei real gleich bleibenden Energiepreisen – ein Barwert für
die Einsparung von ca. 850 Euro.
Reihenendhaus Lutz/Roos:
Standard-Dämmung
Flachdach ext. begrünt
1
2
3
4
5
6
7
d = 52 cm
52 cm
U = 0,100 W/(m²K)
0,074 W/(m²K)
Außenwand
1
2
3
4
5
Gipskarton 12,5 mm
Dämmplatte WLG 035
200 mm
200 mm
Schalungsbahn diffusionsoffen
hinterlüftete Holzwerkstoffplatten
d = 45 cm
41 cm
U = 0,148 W/(m²K)
0,130 W/(m²K)
Fußboden EG
1
2
3
4
5
- 12 -
PUR-Dämmung
Gipskarton 12,5 mm
Dämmplatte WLG 035
300 mm
300 mm
Bitumenbahn
Wolfin IB Sk 1,5 mm
Dränschicht
Substratschicht 50 mm
Parkett 22 mm
Gussasphalt auf Trennlage 30 mm
Dämmplatte WLG 040
180 mm
180 mm
d = 45 cm
45 cm
U = 0,169 W/(m²K)
0,116 W/(m²K)
Bild 11:
Regeldetails,
Schichtaufbau
und U-Werte
(nach DIN EN
ISO 6946)
PUR-Hartschaum bei
gleichen
Dämmstärken
Objekt: REH Lutz/Roos / Var. D / Datenstand: 05/2001
Gebäudetyp:
Anz.Vollgesch.
Anz.Wohneinh.
Wohnfläche:
EFH
2,0
1,0
161,6
EFH/MFH
19,0
10,0
69,6
0,95
Raumtemp.
Heizgrenze:
m²
Fläche
1.
Bauteile
Außenwand
2.
Dach
3.
Fußboden EG
4.
Fenster
212,9
119,1
119,1
52,4
503,5
°C
A/V-Verhältnis
6.
7.
8.
Reduktionsfaktor
0,148
0,100
0,169
0,800
kKh/a
*
*
*
*
*
*
*
*
*
0,050
597,5
191,2
0,843
*
*
*
*
*
*
*
*
*
1,0
1,0
0,6
1,0
1,0
2081
785
797
2769
1662
Summe
Faktor
0,76
m-1
kWh/a
=
=
=
=
=
=
=
=
=
66,0
66,0
66,0
66,0
66,0
66,0
66,0
66,0
66,0
Luftvolumen VL
m³
m²
FGt
W/(m²K)
*
*
*
*
*
*
*
*
*
5.
kKh/a
U-Wert
m²
Kurz-Bezeichnung N4-D
°C
8094
beh. Geb.-Vol.
597,5
*
m³
454,1
=
ankreuzen:
1/h
Abluftanlage
VL
0,40
1/h
*(1-
0,87
*
0,34
nwirk
454
0,252
Bild 12:
EnEV-Nachweis
für das
Reihenendhaus
Lutz/Roos mit
gleichen Dämmstärken wie PURHartschaum.
Der Heizwärmebedarf der PURVariante liegt um
20% niedriger
(siehe Bild 10:
15 kWh/(m²a)).
8094
Ausrichtung
Reduktionsfaktor
*
66,0
2.
3.
4.
Ost
Süd
West
Nord
5.
6.
O/W
S
O/W
N
-
0,567
0,567
0,567
0,567
0,567
0,567
=
2568
=
10662
=
484
2194
478
54
kKh/a
kWh/a
kWh/a
kWh/a
+
g-Wert
2568
Fläche
Globalstr. Heizzeit
(senkr. Einstr.)
*
*
*
*
0,50
0,50
0,50
0,50
*
*
*
*
11,03
28,67
10,87
1,89
kWh/(m²a)
*
*
*
*
155
270
155
100
kWh/a
=
=
=
*
*
*
=
*
*
*
=
Summe
m²/m³
0,252
Gt
m²
1.
1/h
=
QL
kWh/a
Fenster
0,20
Wh/(m³K)
QT
)+
cLuft
1/h
*
nx
1/h
m³
ηWRG
nAnlage
0,32
*
5,0
V
kh/a
W/m²
*
3210
4,440
m³
*
kWh/a
597,5
=
4245
Q S + QI
=
7455
Q'H
Wärmegewinne QG
Freie Wärme QF
6,0
kWh/(m³a)
kWh/a
Ausnutzungsgrad η
Q V - η * QG =
0,95
3580
Q''H
18,7
kWh/(m²a)
W/(m²K)
spezif. Transmissionswärmeverlust H T'
Hauptanforderung Neubau:
Heizsystem:
Warmwasser:
0,244
W/(m²K)
Grenzwert
51%
zentral
kWh/(m²a)
0,478
57,3
1,835
kWh/(m²a)
Grenzwert
123,3
46%
- 13 -
- 14 -
3 Passivhaus-Standard im Neubau: Einfamilienhaus Schorndorf
Bild 13: Ost- und Südansicht des Passivhaus Schorndorf
Bei dem Passivhaus handelt es sich um ein dreigeschossiges Einfamilienhaus mit Satteldach. Das Haus
steht an einem Südhang, der Nordteil des Erdgeschosses grenzt an Erdreich. Das Erdgeschoss wird als
Bürofläche genutzt, das Dachgeschoss ist ausgebaut. Aufgrund der Vorgaben des Bebauungsplanes ist die
Schmalseite des Gebäudes nach Süden ausgerichtet.
Bild 13 zeigt zur Orientierung zwei Fassadenansichten, eine Aufstellung der Wohn- und Nutzflächen kann
Bild 14 entnommen werden.
Einfamilienhaus Schorndorf: Flächen und Volumen
EG
1. OG
2. OG
DG
Gesamt
63,5 m²
71,8 m²
70,5 m²
31,9 m²
237,6 m²
Wohnfläche nach II. Berechnungsverordnung (ohne Balkon)
64,4 m²
71,8 m²
70,5 m²
31,9 m²
238,5 m²
Flächen und
818,7 m³
262,0 m²
0,69 1/m
- 15 -
Bild 15 gibt für die Regeldetails Schnittzeichnungen und Materialwahl wieder. Durch die Verwendung des
Hochleistungsdämmstoffes PUR-Hartschaum mit Wärmeleitgruppen (WLG) 025 und 030 werden im Vergleich zu Standard-Dämmstoffen mit WLG 035 und 040 um bis zu 10 cm schlankere Konstruktionen
möglich. Dies macht sich bei gleichen Außenabmessungen in einer um knapp 10 m² größeren Wohnfläche
bemerkbar.
Die wärmetechnische Qualität des Gebäudes ist in beiden Fällen gleich. Die Berechnung nach Energieeinsparverordnung (EnEV) gibt Bild 16 wieder. Verwendet wurde das Heizperiodenbilanzverfahren nach DIN V
4108-6 − unter Berücksichtigung einer Lüftungsanlage nach DIN V 4701-10 mit Wärmerückgewinnung und
Erdreichwärmetauscher.
Einfamilienhaus Schorndorf:
Geringere Konstruktionsstärke bei gleichem Wärmeschutz durch PUR-Hartschaum
Standard-Dämmung
Dach
1
{Skizze}
2
3
4
5
6
d = 48 cm
38 cm
U = 0,098 W/(m²K)
0,098 W/(m²K)
Außenwand 1. + 2.OG
1
2
3
4
5
6
7
Gipskarton 20 mm
Lattung 24 x 48 mm
PE-Folie
Merk Dickholz 85 mm
Dämmung WLG 040
240 mm
180 mm
Lattung + Konterlattung 24 x 48 mm
vorgehängte Holzfassade
d = 42 cm
36 cm
U = 0,124 W/(m²K)
0,124 W/(m²K)
Außenwand EG
1
2
3
4
5
Putz
Beton-Wand B25 200 mm
Dämmung WLG 040
240 mm
180 mm
d = 51 cm
45 cm
U = 0,125 W/(m²K)
0,125 W/(m²K)
Fußboden EG
1
2
3
4
5
6
7
- 16 -
PUR-Dämmung
Sparren, 200 x 80 mm
Zwischensparrendämmung Zwischensparrendämmung
WLG 035
PUR WLG 025
100 mm
100 mm
OSB-Platte, 21 mm
PE-Folie
Dämmplatte WLG 035
255 mm
160 mm
Lattung + Konterlattung, 24 x 48 mm
Dachziegel
Parkett 22 mm
Estrich (schwimmend) 60 mm
zweilagige PE-Folie
Trittschalld. WLG 045
20 mm
20 mm
PE-Folie
Beton-Platte B25 180 mm
Dämmung WLG 035
190 mm
160 mm
d = 47 cm
44 cm
U = 0,157 W/(m²K)
0,157 W/(m²K)
Bild 15:
Regeldetails,
Schichtaufbau
und U-Werte
(nach DIN EN
ISO 6946)
Vergleich zwischen Standarddämmstoff und
Bezogen auf die „Gebäudenutzfläche“ AN nach EnEV von 262 m² ergeben sich folgende Energiekennwerte:
10,8 kWh/(m²a)
31,3 kWh/(m²a)
46,3 kWh/(m²a)
Der Primärenergiebedarf liegt
um 58% unter
dem nach EnEV
für das gegebene A/V-Verhältnis zulässigen Wert. Auch
die Anforderungen an den
spezifischen
Transmissionswärmeverlust
werden erheblich
unterschritten
(45% unter
Grenzwert).
Objekt:
EFH Schorndorf / Var. B / Datenstand 08/2001
Gebäudetyp:
Anz.Vollgesch.
Anz.Wohneinh.
Wohnfläche:
EFH
3,0
1,0
238,5
EFH/MFH
19,0
10,0
69,6
0,95
Raumtemp.
Heizgrenze:
Red.fakt. Nachtabs. f NA
m²
Fläche
Bauteile
1. Außenwand EG gegen Erdreich
2.
Außenwand EG gegen Außenluft
3.
Außenwand 1.+2.OG
4.
Dach
5.
Fußboden gegen Erdreich
6.
Fenster
40,3
51,3
171,1
118,7
81,8
100,9
564,1
°C
A/V-Verhältnis
8.
N3-B
kKh/a
0,149
0,125
0,124
0,098
0,157
0,800
*
*
*
*
*
*
*
*
*
0,050
0,6
1,0
1,0
1,0
0,6
1,0
0,80
m²
m-1
238
423
1400
768
509
5328
=
=
=
=
=
=
=
=
=
1862
Summe
Faktor
Luftvolumen VL
m³
kWh/a
66,0
66,0
66,0
66,0
66,0
66,0
66,0
66,0
66,0
*
*
*
*
*
*
*
*
*
1,0
818,7
262,0
0,689
FGt
Reduktionsfaktor
W/(m²K)
*
*
*
*
*
*
*
*
*
7.
kKh/a
U-Wert
m²
Kurz-Bezeichnung
°C
10527
beh. Geb.-Vol.
818,7
*
m³
655,0
=
ankreuzen:
1/h
Abluftanlage
VL
1/h
0,40
*(1-
nwirk
655
0,252
*
Reduktionsfaktor
2.
Bild 16:
3.
4.
Ost
Süd
West
Nord
5.
Nachweis nach
(EnEV)
für das EFH
Schorndorf bei
Verwendung
von StandardDämmstoff und
PUR-Hartschaum mit
gleichem
U-Wert
6.
O/W
S
O/W
N
-
0,567
0,567
0,567
0,567
0,567
0,567
0,34
3704
=
14231
=
1278
3268
1020
628
kKh/a
66,0
*
+
kWh/a
kWh/a
g-Wert
3704
Fläche
Globalstr. Heizzeit
(senkr. Einstr.)
*
*
*
*
0,58
0,58
0,58
0,58
*
*
*
*
25,06
36,80
20,01
19,10
kWh/(m²a)
*
*
*
*
155
270
155
100
kWh/a
=
=
=
*
*
*
=
*
*
*
=
Summe
m²/m³
=
Gt
m²
1.
0,252
kWh/a
10527
Ausrichtung
1/h
=
QL
kWh/a
Fenster
0,20
)+
Wh/(m³K)
QT
0,87
cLuft
1/h
*
nx
1/h
m³
ηWRG
nAnlage
0,32
*
V
kh/a
W/m²
5,0
*
6193
4,440
m³
*
kWh/a
818,7
=
5816
QS + QI
=
12009
Q'H
Wärmegewinne QG
Freie Wärme QF
3,4
kWh/(m³a)
Ausnutzungsgrad
kWh/a
η
QV - η * QG =
0,95
2822
Q''H
10,8
kWh/(m²a)
W/(m²K)
Warmwasser:
0,283
W/(m²K)
Grenzwert
55%
zentral
kWh/(m²a)
0,518
46,3
1,989
kWh/(m²a)
Grenzwert
110,0
42%
- 17 -
Vergleicht man die beiden Dämmstoffvarianten unter der Vorgabe, dass die Konstruktionen gleiche Stärke
aufweisen sollen, kommt man zu den Bild 17 dargestellten U-Werten. Wie beim Reihenendhaus Lutz/Roos
dient auch hier die Dicke der PUR-Dämmung (Bild 15) als Ausgangsbasis. Durch Einsatz von PUR-Hartschaum kann gegenüber einer Standard-Dämmung gleicher Dicke der Transmissionswärmeverlust für das
Dach um 27%, für die Außenwand um 33% und für den Erdgeschossfußboden um 12% reduziert werden.
Der Jahresheizwärmebedarf nach EnEV kann durch PUR-Hartschaum von 15,9 auf 10,8 kWh pro m²
„Gebäudenutzfläche“ AN reduziert werden – also um 68% (EnEV-Nachweis für PUR-Variante in Bild 16, für
Standard-Dämmstoff gleicher Dicke in Bild 18).
Einfamilienhaus Schorndorf:
Standard-Dämmung
Dach
1
{Skizze}
2
3
4
5
6
d = 38 cm
38 cm
U = 0,134 W/(m²K)
0,098 W/(m²K)
Außenwand 1. + 2.OG
1
2
3
4
5
6
7
Gipskarton 20 mm
Lattung 24 x 48 mm
PE-Folie
Merk Dickholz 85 mm
Dämmung WLG 040
180 mm
180 mm
d = 36 cm
36 cm
U = 0,181 W/(m²K)
0,124 W/(m²K)
Außenwand EG
1
2
3
4
5
Putz
Beton-Wand B25 200 mm
Dämmung WLG 040
180 mm
180 mm
d = 45 cm
45 cm
U = 0,191 W/(m²K)
0,125 W/(m²K)
Fußboden EG
1
2
3
4
5
6
7
- 18 -
PUR-Dämmung
Sparren, 200 x 80 mm
Zwischensparrendämmung Zwischensparrendämmung
WLG 035
PUR WLG 025
100 mm
100 mm
OSB-Platte, 21 mm
PE-Folie
Dämmplatte WLG 035
160 mm
160 mm
Lattung + Konterlattung, 24 x 48 mm
Dachziegel
Parkett 22 mm
Estrich (schwimmend) 60 mm
zweilagige PE-Folie
20 mm
20 mm
PE-Folie
Beton-Platte B25 180 mm
Dämmung WLG 035
160 mm
160 mm
d = 44 cm
44 cm
U = 0,178 W/(m²K)
0,157 W/(m²K)
Bild 17:
Regeldetails,
Schichtaufbau
und U-Werte
(nach DIN EN
ISO 6946)
PUR-Hartschaum bei
gleichen
Dämmstärken
Gegenüber der Variante mit Standard-Dämmung spart das PUR-Passivhaus bei gleichen Wandstärken jährlich 1400 kWh Brennstoff ein, wodurch sich die Heizkosten bei einem Preis von 40 Euro/MWh um ca. 54
Euro jährlich reduzieren. Über einen Betrachtungszeitraum von 30 Jahren ergibt sich – bei real gleich bleibenden Energiepreisen – ein Barwert für die Einsparung von ca. 1600 Euro.
Objekt: EFH Schorndorf / Var. D / Datenstand 08/2001
Gebäudetyp:
Anz.Vollgesch.
Anz.Wohneinh.
Wohnfläche:
EFH
3,0
1,0
238,5
EFH/MFH
19,0
10,0
69,6
0,95
Raumtemp.
Heizgrenze:
m²
Fläche
1.
Bauteile
Außenwand EG gegen Erdreich
2.
Außenwand EG gegen Außenluft
3.
Außenwand 1.+2.OG
4.
Dach
5.
6.
Fenster
40,3
51,3
171,1
118,7
81,8
100,9
564,1
°C
A/V-Verhältnis
8.
Reduktionsfaktor
0,231
0,191
0,181
0,134
0,178
0,800
kKh/a
*
*
*
*
*
*
*
*
*
0,050
*
*
*
*
*
*
*
*
*
0,6
1,0
1,0
1,0
0,6
1,0
1,0
m-1
369
647
2044
1050
577
5328
1862
Summe
Faktor
0,80
m³
m²
kWh/a
=
=
=
=
=
=
=
=
=
66,0
66,0
66,0
66,0
66,0
66,0
66,0
66,0
66,0
Luftvolumen V L
818,7
262,0
0,689
FGt
W/(m²K)
*
*
*
*
*
*
*
*
*
7.
kKh/a
U-Wert
m²
Kurz-Bezeichnung N3-D
°C
11875
beh. Geb.-Vol.
818,7
*
m³
655,0
=
ankreuzen:
1/h
Abluftanlage
VL
0,40
1/h
*(1-
nwirk
655
0,252
*
Bild 18:
Nachweis nach
(EnEV) für das
EFH Schorndorf
mit StandardDämmstoff und
gleichen Dämmstärken wie PURHartschaum.
Der Heizwärmebedarf ist fast
50% höher als
bei PUR
(siehe Bild 16)
11875
Ausrichtung
Reduktionsfaktor
2.
3.
4.
Ost
Süd
West
Nord
5.
6.
O/W
S
O/W
N
-
0,567
0,567
0,567
0,567
0,567
0,567
0,34
=
3704
=
15579
=
1278
3268
1020
628
kKh/a
66,0
*
kWh/a
kWh/a
kWh/a
+
g-Wert
3704
Fläche
Globalstr. Heizzeit
(senkr. Einstr.)
*
*
*
*
0,58
0,58
0,58
0,58
*
*
*
*
25,06
36,80
20,01
19,10
kWh/(m²a)
*
*
*
*
155
270
155
100
kWh/a
=
=
=
*
*
*
=
*
*
*
=
Summe
m²/m³
0,252
Gt
m²
1.
1/h
=
QL
kWh/a
Fenster
0,20
)+
Wh/(m³K)
QT
0,87
cLuft
1/h
*
nx
1/h
m³
ηWRG
nAnlage
0,32
kh/a
W/m²
*
5,0
*
6193
V
4,440
m³
*
kWh/a
818,7
=
5816
Q S + QI
=
12009
Q'H
Wärmegewinne QG
Freie Wärme QF
5,1
kWh/(m³a)
kWh/a
Ausnutzungsgrad η
Q V - η * QG =
0,95
4170
Q''H
15,9
kWh/(m²a)
W/(m²K)
Heizsystem:
Warmwasser:
0,319
W/(m²K)
Grenzwert
62%
zentral
kWh/(m²a)
0,518
52,0
1,830
kWh/(m²a)
Grenzwert
110,0
47%
- 19 -
Das mit PUR-Hartschaum gedämmte Einfamilienhaus Schorndorf hält das Passivhaus-Kriterium ein
(Heizwärmebedarf < 15 kWh pro m² beheizter Wohnfläche). Der mit der Passivhaus-Vorprojektierung
(PHVP) des Passivhaus-Instituts erzielte Energiekennwert liegt bei 14,7 kWh pro m² beheizter Wohnfläche
(siehe Bild 19).
Damit hätte das Gebäude Anspruch auf ein zinsverbilligtes Darlehen der Kreditanstalt für Wiederaufbau mit
gegenüber dem „KfW-Energiesparhaus 60“ noch einmal verbesserten Konditionen (für Passivhäuser identisch mit denen des „KfW-Energiesparhaus 40“).
Passivhaus-Vorprojektierung
ENERGIEKENNWERT
Objekt:
Standort:
N3-B
Deutschland
Gebäudetyp/Nutzung:
Energiebezugsfläche AEB:
Fläche
U-Wert
m²
W/(m²K)
Bauteile
1.
2.
3.
4.
5.
6.
HEIZWÄRME
Außenwand EG gegen Erdreic
Außenwand EG gegen Außenlu
Außenwand 1.+2.OG
Dach
Fenster
40,3
51,3
171,1
118,7
81,8
100,9
Reduktionsfaktor ft
*
*
*
*
*
Gt
kKh/a
0,149
0,125
0,124
0,098
0,157
0,800
*
0,5
1,0
1,0
1,0
0,5
1,0
*
*
*
*
*
*
Wohnen
238,5
kWh/a
*
84
=
*
84
=
*
84
=
*
84
=
*
*
84
84
=
=
*
*
*
84
=
8.
*
*
*
84
=
84
84
=
=
-6785
6785
84
=
-156
10.
x
Abzug vorbelegte Fenster
-101,0
101,0
Fenster
wärmebrückenfrei konstruiert
Wärmebrücken
0,800
*
*
0,8
*
*
1,0
1,0
*
*
*
1,0
*
pro m²
Energiebezugsfläche
252
539
1782
977
539
6780
7.
9.
m²
Ψ-Wert [W/(mK)]
Länge [m]
185,2643 *
-0,01
kWh/(m²a)
Transmissionswärmeverluste QT
Summe
AEB
Wärmebereitstellungsgrad
ηWRG
80%
ηEWT
35%
des Plattenwärmetauschers
Wärmebereitstellungsgrad des
=
596
=
0,094
kWh/a
kWh/(m²a)
=
1554
6,5
Reduktionsfaktor
Nacht-/Wochenendabsenkung
kWh/a
kWh/(m²a)
1,0
12268
51,4
ΦWRG
nL,Infiltr.
1/h
energetisch wirksamer Luftwechsel nL
0,40
0,094
*
(
Reduktionsfaktor
0,87
Gt
Wh/(m³K)
*
QT
QL
kWh/a
+
g-Wert
kKh/a
0,33
kWh/a
10715
1554
84
*
) *
Fläche
=
Globalstr. Heizzeit
(senkr. Einstr.)
m²
Ost
2. Süd
3. West
4. Nord
5. Horizontal
0,042
)+
cLuft
1/h
596
1/h
1/h
* (1 -
nL
m³
1.
m³
m
2,50
*
nL,Anlage
Erdreichwärmetauschers
Ausrichtung
der Fläche
44,9
lichte Raumhöhe
m²
238,5
wirksames Luftvolumen VL
Lüftungsanlage:
10715
0,45
0,45
0,45
0,45
0,45
*
*
*
*
*
0,58
0,58
#NV
0,58
#NV
*
*
kWh/(m²a)
45,1
36,8
*
*
*
*
*
19,1
*
*
*
kWh/a
220
370
230
140
360
=
=
2588
3554
=
=
698
=
kWh/(m²a)
Summe
kh/d
0,024
*
Länge Heizzeit
spezif. Leistung qI
AEB
d/a
W/m²
m²
225
2,1
kWh/a
2705
11,3
kWh/a
kWh/(m²a)
QS + QI
=
9544
40,0
QF / QV
=
0,778
(1 - ( Q F / QV )5 ) / (1 - ( QF / QV )6 )
=
0,919
=
8768
36,8
kWh/a
kWh/(m²a)
3500
14,7
*
kWh/a
Wärmegewinne QG
η G * QF
Heizwärmebedarf QH
QV - QG
=
kWh/(m²a)
- 20 -
kWh/(m²a)
=
Verhältnis Freie Wärme zu Verlusten
Passivhaus-Kriterium
28,7
238,5035
*
Freie Wärme QF
Nutzungsgrad Wärmegewinne η G
6840
15
(ja/nein)
Anforderung erfüllt?
ja
kWh/(m²a)
Bild 19:
Nachweis nach
PassivhausVorprojektierung (PHVP)
des Passivhaus-Instituts
für das EFH
Schorndorf
mit PURHartschaumDämmung
Legt man gleiche Konstruktionsdicken (und entsprechend gleiche Wohnflächen) zu Grunde, so lässt sich
das Passivhaus-Niveau mit Standard-Dämmstoffen der WLG 035 bzw. 040 nicht halten. Der HeizwärmeKennwert nach Passivhaus-Vorprojektierung von 20,6 kWh/(m²a) überschreitet das Passivhaus-Kritrium um
fast 40% (Bild 20).
Passivhaus-Vorprojektierung
ENERGIEKENNWERT
Objekt:
Standort:
N3-D
Deutschland
Gebäudetyp/Nutzung:
Energiebezugsfläche AEB:
Fläche
U-Wert
m²
W/(m²K)
Bauteile
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Außenwand EG gegen Erdrei
Außenwand EG gegen Außenlu
Außenwand 1.+2.OG
Dach
Fenster
40,3
51,3
171,1
118,7
81,8
100,9
*
*
*
*
*
Abzug vorbelegte Fenster
-101,0
101,0
Fenster
x wärmebrückenfrei konstruiert
*
*
*
*
*
*
0,800
*
*
0,8
kWh/a
*
84
=
*
84
=
*
*
84
84
=
=
*
84
=
*
84
=
*
*
84
84
=
=
m²
pro m²
Energiebezugsfläche
391
823
2601
1336
612
6780
*
*
1,0
1,0
*
*
84
84
=
=
-6785
6785
*
1,0
*
84
=
-156
Ψ-Wert [W/(mK)]
Länge [m]
185,2643 *
Wärmebrücken
0,5
1,0
1,0
1,0
0,5
1,0
*
*
*
8.
9.
kKh/a
*
Wohnen
238,5
Gt
Reduktionsfaktor ft
0,231
0,191
0,181
0,134
0,178
0,800
*
7.
10.
HEIZWÄRME
-0,01
kWh/(m²a)
Transmissionswärmeverluste Q T
Summe
AEB
Lüftungsanlage:
η WRG
80%
η EWT
35%
des Plattenwärmetauschers
Wärmebereitstellungsgrad des
=
596
=
0,094
kWh/a
kWh/(m²a)
=
1554
6,5
Reduktionsfaktor
Nacht-/Wochenendabsenkung
kWh/a
kWh/(m²a)
1,0
=
13942
58,5
=
2588
3554
*
ΦWRG
n L,Infiltr.
1/h
0,40
0,094
*
*
Reduktionsfaktor
12388
Gt
kKh/a
0,33
*
QL
kWh/a
(
kWh/a
+
g-Wert
1554
) *
Fläche
3.
4.
5.
84
Globalstr. Heizzeit
(senkr. Einstr.)
m²
2.
0,042
)+
Wh/(m³K)
QT
0,87
cLuft
1/h
596
1/h
1/h
* (1 -
nL
m³
Ost
Süd
West
Nord
Horizontal
2,50
energetisch wirksamer Luftwechsel nL
1.
m³
m
238,5
nL,Anlage
Erdreichwärmetauschers
Ausrichtung
der Fläche
51,9
lichte Raumhöhe
m²
wirksames Luftvolumen VL
12388
0,45
0,45
0,45
0,45
0,45
*
*
*
*
*
0,58
0,58
#NV
0,58
#NV
*
*
*
*
*
kWh/(m²a)
45,1
36,8
*
*
*
19,1
*
*
kWh/a
220
370
230
140
360
=
=
=
=
698
kWh/(m²a)
Summe
spezif. Leistung qI
Länge Heizzeit
kh/d
Bild 20:
Nachweis
gemäß PHVP
für das EFH
Schorndorf
mit StandardDämmung
d/a
0,024
*
225
m²
kWh/a
kWh/(m²a)
238,5035
=
2705
11,3
kWh/a
kWh/(m²a)
QS + QI
=
9544
40,0
QF / QV
=
0,685
(1 - ( Q F / QV )5 ) / (1 - ( QF / QV )6 )
=
0,947
*
Freie Wärme QF
Verhältnis Freie Wärme zu Verlusten
Nutzungsgrad Wärmegewinne η G
28,7
AEB
W/m²
2,1
6840
*
kWh/a
kWh/(m²a)
Wärmegewinne QG
η G * QF
=
9040
37,9
kWh/a
kWh/(m²a)
Heizwärmebedarf QH
QV - QG
=
4902
20,6
kWh/(m²a)
Passivhaus-Kriterium
15
(ja/nein)
Anforderung erfüllt?
nein
- 21 -
- 22 -
4 Energetische Modernisierung eines Altbaus mit Innendämmung:
Mehrfamilienhaus Frechen
Bild 21:
Grundriss Obergeschoss und Schnitt
Bei dem Gebäude handelt es sich um ein bestehendes Mehrfamilienhaus, Baujahr 1964. Die 184 m²
beheizte Wohnfläche verteilen sich auf zwei Vollgeschosse und ein ausgebautes Dachgeschoss. An die
Giebelwände schließt sich jeweils Nachbarbebauung an.
Im Zuge einer Wohnungsmodernisierung wurden nachträglich die Fenster erneuert, die Außenwände mit
einer Innendämmung versehen, die Kellerdecke und die Decke der Durchfahrt von unten gedämmt sowie
die Dachflächen von der Raumseite gedämmt.
Mehrfamilienhaus Frechen: Flächen und Volumen
Keller
(unbeheizt)
EG
OG
DG
Gesamt
gesamte Nutzfläche* nach DIN 277
73,9 m²
48,2 m²
73,9 m²
61,6 m²
257,6 m²
Wohnfläche* nach II. Berechnungsverordnung (ohne Balkon)
0,0 m²
48,2 m²
73,9 m²
61,6 m²
183,7 m²
Flächen und
758,5 m³
242,7 m²
0,50 1/m
*) vor Anbringung der Innendämmung
- 23 -
Durch die Verwendung von Hochleistungsdämmstoff PUR-Hartschaum mit Wärmeleitgruppen (WLG) 025
und 030 werden im Vergleich zu Standard-Dämmstoffen mit WLG 040 deutlich geringere Dämmstärken
möglich (siehe Bild 23). Bei der hier im Wand- und Dachbereich durchgeführten raumseitigen Dämmung ist
der Verlust an Nutzvolumen dadurch geringer. Während im Falle der Standard-Dämmung 5,2 m²
Wohnfläche verloren gehen, sind dies für die PUR-Platten nur 4,1 m².
Die wärmetechnische Qualität des sanierten Gebäudes ist in beiden Fällen gleich. Bild 24 zeigt den Nachweis nach Energieeinsparverordnung („Vereinfachtes Verfahren“ nach EnEV). Bezogen auf die
„Gebäudenutzfläche“ AN nach EnEV von 242,7 m² ergeben sich folgende Energiekennwerte:
50,8 kWh/(m²a)
81,2 kWh/(m²a)
97,1 kWh/(m²a)
Mehrfamilienhaus Frechen (Altbau):
Geringere Konstruktionsstärken bei gleichem Wärmeschutz durch PUR-Hartschaum
Standard-Dämmung
Steildach
1
2
3
4
5
6
7
d = 37 cm
31 cm
U = 0,200 W/(m²K)
0,200 W/(m²K)
Außenwand
1
2
3
4
5
Gipskarton 12,5 mm
Dämmplatte WLG 040
107 mm
80 mm
Gipsputz 10 mm
Hohlblocksteine 240 mm
Außenputz 20 mm
d = 39 cm
36 cm
U = 0,308 W/(m²K)
0,308 W/(m²K)
Kellerdecke / Decke Durchfahrt
1
2
4
3
- 24 -
PUR-Dämmung
Gipskarton 12,5 mm
Dämmplatte WLG 040
176 mm
110 mm
Sparren 160 mm / Luftschicht
Unterspannbahn
Lattung und Konterlattung
Dachziegel
Zementestrich 40 mm
Dämmplatte WLG 040
140 mm
88 mm
d = 36 cm
31 cm
U = 0,228 W/(m²K)
0,228 W/(m²K)
Bild 23:
Regeldetails,
Schichtaufbau
und U-Werte
(nach DIN EN
ISO 6946)
Vergleich zwischen Standard-Dämmstoff
und PUR-Hartschaum bei
gleichen
U-Werten
Der Primärenergiebedarf liegt in beiden Fällen um 28%, der spezifische Transmissionswärmeverlust um
52% unter dem nach EnEV für umfassende Sanierungen vorgesehenen Grenzwert (1,4 x Neubau-Grenzwert). Es werden fast die Neubau-Grenzwerte der EnEV erreicht.
Objekt:
MFH Frechen / Var. B / Datenstand: 05/2001
Raumtemp.
19,0
A/V-Verhältnis
°C
Wohnfläche:
0,496
179,6
Fläche
Bild 24:
Nachweis nach
(EnEV) für das
MFH Frechen
bei Verwendung
von StandardDämmstoff oder
PUR-Hartschaum mit
gleichem
U-Wert
(im Berechnungsblatt dargestellte
Grenzwerte =
Neubau-Anforderungen; der
zulässige Primärenergiebedarf für
die wärmetechnische Modernisierung von Altbauten liegt für
das vorliegende
A/V-Verhältnis
bei 134
kWh/(m²a))
1.
Bauteile
Außenwand
2.
Dach
3.
Dach Gauben
4.
Wand Gauben
5.
Decke Durchfahrt
6.
Kellerdecke
7.
Fenster
100,6
122,2
11,8
3,3
30,8
70,3
37,3
376,3
Kurz-Bezeichnung
m-1
m²
U-Wert
m²
8.
0,308
0,200
0,409
0,409
0,228
0,228
1,500
0,05
758,5
242,7
m³
m²
Reduktionsfaktor
W/(m²K)
*
*
*
*
*
*
*
*
*
A1-B
W/K
*
*
*
*
*
*
*
*
*
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
0,6
1,0
=
=
=
=
=
=
=
=
=
1,0
Summe
31
24
5
1
7
10
56
19
153
ankreuzen:
beh. Geb.-Vol.
Fenster
0,190
Reduktionsfaktor
Ausrichtung
*
g-Wert
758,5
W/K
144
=
Fläche
Globalstr. Heizzeit
(senkr. Einstr.)
m²
1.
2.
3.
4.
Ost
Süd
West
Nord
5.
6.
O/W
S
O/W
N
-
0,567
0,567
0,567
0,567
0,567
0,567
*
*
*
*
0,60
0,60
0,60
0,60
*
18,01
*
*
*
*
*
*
kWh/(m²a)
*
*
19,32
*
155
270
155
100
kWh/a
=
=
657
=
*
*
=
*
*
=
Solare Gewinne QS
1654
=
Summe
2311
AN
kWh/(m²a)
Innere Gewinne QI
22,0
Wärmegewinne QG
m³
*
Freie Wärme Q F
kWh/a
242,7
=
5340
QS + QI
=
7651
HT
HV
W/K
66 (
153,0
Qs
W/K
+
144,1
) - 0,95 (
Qh''
Qi
kWh/a
2311
kWh/a
+
5340
kWh/a
)=
12338
kWh/(m²a)
50,8
kWh/(m²a)
W/(m²K)
Warmwasser:
0,406
W/(m²K)
Grenzwert
67%
BW-Kessel 55/45°C, im unbeheizten Bereich, mit Speicher, mit Zirkulation
zentral
kWh/(m²a)
0,602
97,1
1,533
kWh/(m²a)
Grenzwert
95,9
101%
- 25 -
Legt man gleiche Dämmstärken (und entsprechend gleiche Wohnflächen) zu Grunde, so können gegenüber
Standard-Dämmstoffen durch Verwendung von PUR-Hartschaum die Wärmeverluste deutlich reduziert
werden. Bild 25 zeigt eine Gegenüberstellung der U-Werte bei gleicher Dämmstärke. Bei der Dachfläche
werden die Verluste um 35%, bei der Außenwand um 21%, beim Erdgeschossfußboden um 32% reduziert.
Entsprechend sinkt der Jahresheizwärmebedarf von 50,8 auf 45,3 kWh pro m² „Gebäudenutzfläche“ AN –
eine Reduktion um 11% (siehe EnEV-Nachweis in Bild 26).
Es können jährlich 1400 kWh Brennstoff eingespart werden, wodurch sich die Heizkosten bei einem Preis
von 40 Euro/MWh um ca. 56 Euro jährlich reduzieren. Über einen Betrachtungszeitraum von 30 Jahren
ergibt sich – bei real gleich bleibenden Energiepreisen – ein Barwert für die Einsparung von ca. 1700 Euro.
Mehrfamilienhaus Frechen (Altbau):
Standard-Dämmung
Steildach
1
2
3
4
5
6
7
d = 37 cm
37 cm
Bild 25:
U = 0,200 W/(m²K)
0,131 W/(m²K)
Regeldetails,
Schichtaufbau
und U-Werte
(nach DIN EN
ISO 6946)
Außenwand
1
2
3
4
5
Gipskarton 12,5 mm
Dämmplatte WLG 040
Dämmplatte WLG 030
107 mm
107 mm
Gipsputz 10 mm
Hohlblocksteine 240 mm
Außenputz 20 mm
d = 39 cm
39 cm
U = 0,308 W/(m²K)
0,242 W/(m²K)
Kellerdecke / Decke Durchfahrt
1
2
4
3
- 26 -
PUR-Dämmung
Gipskarton 12,5 mm
Dämmplatte WLG 040
176 mm
176 mm
Sparren 160 mm / Luftschicht
Unterspannbahn
Lattung und Konterlattung
Dachziegel
Zementestrich 40 mm
Dämmplatte WLG 040
Dämmplatte WLG 025
140 mm
140 mm
d = 36 cm
36 cm
U = 0,228 W/(m²K)
0,154 W/(m²K)
Vergleich
zwischen
PUR-Hartschaum bei
gleichen
Dämmstärken
Vor Durchführung der Maßnahmen lag der Endenergiebedarf gemäß EnEV bei 169 kWh/(m²a) (inkl. Warmwasserbereitung). Das Gebäude verbrauchte also jährlich über 4000 m³ Erdgas (entspricht ca. 4000 Liter
Heizöl). Durch die Verbesserung des Wärmeschutzes wird der Brennstoffeinsatz um über 50% auf 75
kWh/(m²a) gesenkt. Das ergibt eine jährliche Einsparung von über 2300 m³ Erdgas bzw. 900 Euro Heizkosten.
Objekt:
MFH Frechen / Var. C / Datenstand: 05/2001
Raumtemp.
19,0
A/V-Verhältnis
°C
Wohnfläche:
0,496
178,5
Fläche
1.
Bauteile
Außenwand
2.
Dach
3.
Dach Gauben
4.
Wand Gauben
5.
Decke Durchfahrt
6.
Kellerdecke
7.
Fenster
100,6
122,2
11,8
3,3
30,8
70,3
37,3
376,3
Kurz-Bezeichnung
m²
U-Wert
m²
8.
m-1
0,242
0,131
0,409
0,409
0,154
0,154
1,500
0,05
758,5
242,7
m³
m²
Reduktionsfaktor
W/(m²K)
*
*
*
*
*
*
*
*
*
A1-C
W/K
*
*
*
*
*
*
*
*
*
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
0,6
1,0
=
=
=
=
=
=
=
=
=
1,0
Summe
24
16
5
1
5
7
56
19
133
ankreuzen:
beh. Geb.-Vol.
Fenster
0,190
Reduktionsfaktor
Ausrichtung
*
g-Wert
758,5
W/K
=
Fläche
Globalstr. Heizzeit
(senkr. Einstr.)
m²
1.
2.
3.
4.
Ost
Süd
West
Nord
5.
6.
O/W
S
O/W
N
-
0,567
0,567
0,567
0,567
0,567
0,567
144
*
*
*
*
0,60
0,60
0,60
0,60
*
18,01
*
*
*
*
*
*
kWh/(m²a)
*
*
19,32
*
155
270
155
100
kWh/a
=
=
657
=
*
*
=
*
*
=
Solare Gewinne QS
1654
=
Summe
2311
AN
kWh/(m²a)
Bild 26:
Innere Gewinne QI
EnEV-Nachweis
bei Erhöhung
der PUR-Dämmstärke auf die
des StandardDämmstoffes
(Grenzwerte =
NeubauAnforderungen)
Wärmegewinne QG
22,0
m³
*
Freie Wärme Q F
kWh/a
242,7
=
5340
QS + QI
=
7651
HT
HV
W/K
66 (
132,5
Qs
W/K
+
144,1
) - 0,95 (
Qh''
Qi
kWh/a
2311
kWh/a
+
5340
kWh/a
)=
10988
kWh/(m²a)
45,3
kWh/(m²a)
W/(m²K)
Warmwasser:
0,352
W/(m²K)
Grenzwert
58%
BW-Kessel 55/45°C, im unbeheizten Bereich, mit Speicher, mit Zirkulation
zentral
kWh/(m²a)
0,602
90,7
1,570
kWh/(m²a)
Grenzwert
95,9
95%
- 27 -
- 28 -
5 Energetische Modernisierung eines Altbaus mit Außendämmung:
Doppelhaushälfte Bexbach
Bild 27:
Ansicht und Grundrisse der Doppelhaushälfte Bexbach/Saar
Bei dem Gebäude handelt es sich um eine 1967 gebaute Doppelhaushälfte in Bexbach/Saar. Das
Erdgeschoss und das ausgebaute Dachgeschoss weisen insgesamt 135 m² Wohnfläche auf.
Im Zuge von Modernisierungsmaßnahmen werden nachträglich die Fenster erneuert, die Außenwände von
außen sowie die Kellerdecke von unten jeweils 11 cm dick gedämmt. Die Dachflächen werden mit einer 14
cm dicken Zwischensparrendämmung versehen.
Doppelhaushälfte Bexbach: Flächen und Volumen
Keller
(unbeheizt)
EG
DG
Gesamt
74,6 m²
75,0 m²
60,3 m²
209,8 m²
Wohnfläche nach II. Berechnungsverordnung (ohne Balkon)
0,0 m²
75,0 m²
60,3 m²
135,2 m²
Flächen und
578,5 m³
185,1 m²
0,62 1/m
- 29 -
Bei gleichen Dämmstärken kann durch die Verwendung von PUR-Hartschaum mit geringerer Wärmeleitfähigkeit die Wärmeverluste gesenkt werden. Bild 29 zeigt die durch PUR im Vergleich zu StandardDämmstoffen erreichten U-Werte. Bei der Dachfläche liegen sie um 26%, bei der Außenwand um 21%,
beim Erdgeschossfußboden um 34% niedriger.
Den Nachweis nach dem „vereinfachten Verfahren“ der Energieeinsparverordnung geben Bild 30 und Bild
31 wieder. Bezogen auf die „Gebäudenutzfläche“ AN nach EnEV von 185,1 m² ergeben sich folgende
Energiekennwerte:
Wärmeschutzmaßnahmen mit:
Standard-Dämmstoff
PUR
72,8
65,5
kWh/(m²a)
95,1
87,8
kWh/(m²a)
111,4
103,3
kWh/(m²a)
In den Werten für End- und Primärenergiebedarf ist jeweils auch die Warmwasserbereitung enthalten.
Durch Verwendung von PUR-Hartschaum statt Standard-Dämmung wird der Heizwärmebedarf also um ca.
10% reduziert. Damit können jährlich insgesamt 1360 kWh Brennstoff eingespart werden, wodurch sich die
Heizkosten bei einem Energiepreis von 40 Euro/MWh um 54 Euro jährlich reduzieren. Über einen Betrachtungszeitraum von 30 Jahren ergibt sich – bei real gleich bleibenden Energiepreisen – ein Barwert für die
Einsparung von ca. 1600 Euro.
Doppelhaushälfte Bexbach (Altbau):
Steildach
1
2
3
4
5
6
d = 23 cm
23 cm
U = 0,216 W/(m²K)
0,161 W/(m²K)
Außenwand
1
2
3
4
Innenputz 10 mm
Dämmplatte WLG 040
110 mm
110 mm
Außenputz 15 mm
d = 50 cm
50 cm
U = 0,292 W/(m²K)
0,231 W/(m²K)
Kellerdecke
1
2
3
4
- 30 -
Gipskarton 12,5 mm
Lattung 24 x 48 mm / Luftschicht
Untersparrendämmung
Dämmplatte WLG 040
55 mm
55 mm
Sparren 140 mm
+ Zwischensparrendämmung
Dämmplatte WLG 040
140 mm
140 mm
Lattung und Konterlattung 24 x 48 mm
Dachziegel
Fliesen
Zementestrich 60 mm
Dämmplatte WLG 040
110 mm
110 mm
d = 33 cm
33 cm
U = 0,311 W/(m²K)
0,205 W/(m²K)
Bild 29:
Regeldetails,
Schichtaufbau
und U-Werte
(nach DIN EN
ISO 6946)
Vergleich
zwischen
PUR-Hartschaum bei
gleichen
Dämmstärken
Der Primärenergiebedarf des mit PUR-Hartschaum modernisierten Gebäudes liegt um 31%, der spezifische
Transmissionswärmeverlust um 44% unter dem nach EnEV für umfassende Sanierungen vorgesehenen
Grenzwert (1,4 x Neubau-Grenzwert). Es werden sogar die Neubau-Anforderungen der EnEV erreicht (Bild
31).
Vor Durchführung der Maßnahmen lag der Endenergiebedarf gemäß EnEV bei 208 kWh/(m²a) (inkl. Warmwasserbereitung). Das Gebäude verbrauchte also jährlich ca. 3800 m³ Erdgas. Durch die Verbesserung des
Wärmeschutzes mit PUR-Hartschaum wird der Brennstoffeinsatz um 58% reduziert. Das ergibt eine jährliche Einsparung von 2200 m³ Erdgas bzw. ca. 900 Euro Heizkosten.
Objekt:
DHH Bexbach / Var. A / Datenstand 05/2001
Raumtemp.
19,0
A/V-Verhältnis
°C
Wohnfläche:
0,621
135,2
Fläche
Kurz-Bezeichnung
m-1
m²
U-Wert
1.
Bauteile
Außenwand
2.
Dach
3.
Kellerdecke
4.
Haustür
5.
Fenster
131,1
115,4
93,5
2,0
17,3
359,2
m²
6.
7.
8.
*
*
*
*
*
*
*
*
*
0,05
578,5
185,1
m³
m²
Reduktionsfaktor
W/(m²K)
0,292
0,216
0,311
2,000
4,120
A2-A
W/K
*
*
*
*
*
*
*
*
*
1,0
1,0
0,6
1,0
1,0
=
=
=
=
=
=
=
=
=
1,0
Summe
38
25
17
4
71
18
174
ankreuzen:
beh. Geb.-Vol.
Fenster
0,190
Reduktionsfaktor
Ausrichtung
*
g-Wert
578,5
W/K
=
Fläche
Globalstr. Heizzeit
(senkr. Einstr.)
m²
1.
2.
3.
4.
Ost
Süd
West
Nord
5.
6.
O/W
S
O/W
N
-
0,567
0,567
0,567
0,567
0,567
0,567
110
*
*
*
*
0,76
0,76
0,76
0,76
*
*
*
*
kWh/(m²a)
*
7,38
7,47
2,46
*
*
*
155
270
155
100
859
499
106
=
=
=
*
*
*
=
*
*
*
=
Solare Gewinne QS
Summe
1464
AN
Bild 30:
EnEV-Nachweis
für die Doppelhaushälfte
Bexbach bei
energetischer
Modernisierung
mit StandardDämmstoff
(Grenzwerte =
kWh/a
=
kWh/(m²a)
Innere Gewinne QI
22,0
Wärmegewinne QG
m³
*
Freie Wärme Q F
kWh/a
185,1
=
4073
QS + QI
=
5536
HT
HV
W/K
66 (
173,9
Qs
W/K
+
109,9
) - 0,95 (
Qh''
Qi
kWh/a
1464
kWh/a
+
4073
kWh/a
)=
13476
kWh/(m²a)
72,8
kWh/(m²a)
W/(m²K)
Warmwasser:
0,484
W/(m²K)
Grenzwert
89%
zentral
kWh/(m²a)
0,542
111,4
1,306
kWh/(m²a)
Grenzwert
106,8
104%
- 31 -
Bei der Doppelhaushälfte wurde eine Außenwanddämmung durchgeführt, bei der kein Wohnflächengewinn
möglich ist. Sollen bestimmte Konstruktionsstärken nicht überschritten werden, besitzt PUR besondere
Vorzüge. Gerade bei der Altbaumodernisierung gibt es oft Restriktionen in Form von vorhandenen
Dachüberständen, Durchfahrten, Gehwegen oder Grundstücksgrenzen. PUR-Hartschaum ermöglicht
maximale Dämmleistung bei dünnen Dämmschichten.
Objekt:
DHH Bexbach / Var. C / Datenstand 05/2001
Raumtemp.
19,0
A/V-Verhältnis
°C
Wohnfläche:
0,621
135,2
Fläche
1.
Bauteile
Außenwand
2.
Dach
3.
Kellerdecke
4.
Haustür
5.
Fenster
131,1
115,4
93,5
2,0
17,3
359,2
Kurz-Bezeichnung
m²
U-Wert
m²
6.
7.
8.
m-1
0,231
0,161
0,205
2,000
4,120
0,05
578,5
185,1
m³
m²
Reduktionsfaktor
W/(m²K)
*
*
*
*
*
*
*
*
*
A2-C
W/K
*
*
*
*
*
*
*
*
*
1,0
1,0
0,6
1,0
1,0
=
=
=
=
=
=
=
=
=
1,0
Summe
30
19
12
4
71
18
154
ankreuzen:
Nachweis Dichtheit (n50 < 3 1/h; bei Lüftungsanlagen n 50 < 1,5 1/h)
beh. Geb.-Vol.
Fenster
0,190
Reduktionsfaktor
Ausrichtung
*
g-Wert
578,5
W/K
110
=
Fläche
Globalstr. Heizzeit
(senkr. Einstr.)
m²
1.
2.
3.
4.
Ost
Süd
West
Nord
5.
6.
O/W
S
O/W
N
-
0,567
0,567
0,567
0,567
0,567
0,567
*
*
*
*
0,76
0,76
0,76
0,76
*
*
*
*
kWh/(m²a)
*
7,38
7,47
2,46
*
*
*
155
270
155
100
kWh/a
=
=
=
*
*
*
=
*
*
*
=
Solare Gewinne QS
859
499
106
=
Summe
Bild 31:
1464
AN
kWh/(m²a)
Innere Gewinne QI
22,0
Wärmegewinne QG
m³
*
Freie Wärme Q F
kWh/a
185,1
=
4073
QS + QI
=
5536
HT
HV
W/K
66 (
153,6
Qs
W/K
+
109,9
) - 0,95 (
Qh''
Qi
kWh/a
1464
kWh/a
+
4073
kWh/a
)=
12131
kWh/(m²a)
65,5
kWh/(m²a)
W/(m²K)
Heizsystem:
Warmwasser:
0,428
W/(m²K)
Grenzwert
zentral
79%
103,3
1,324
kWh/(m²a)
Grenzwert
- 32 -
kWh/(m²a)
0,542
106,8
97%
EnEVNachweis für
die Doppelhaushälfte
Bexbach bei
energetischer
Modernisierung
mit PURHartschaumDämmung
(Grenzwerte =
Ergebnisse für alle Gebäude im Vergleich
Flächengewinn
Der durch Verwendung von PUR-Hartschaum mögliche Zugewinn an Wohnfläche hängt grundsätzlich ab:
• vom Wärmeschutzstandard des Gebäudes (je besser der anvisierte Wärmeschutz desto größer der Flächengewinn);
• von der Länge der Fassadenteile und der Anzahl der beheizten Geschosse (je größer Geschosszahl x
Fassadenlänge desto größer der Flächengewinn);
• von der für die Standard- und PUR-Hartschaum-Dämmung jeweils angesetzten Wärmeleitgruppe.
Der bei den Beispielgebäuden erzielte Zugewinn an Wohnfläche variiert zwischen 1,1 (MFH-Altbau als
Reihenmittelhaus mit Innendämmung) und 9,6 m² (Passivhaus als freistehendes EFH). Der relative
Zuwachs liegt zwischen 0,6 und 4,2 % (Bild 32). Die Doppelhaushälfte Bexbach ist in der Tabelle nicht
enthalten, da hier eine Außenwanddämmung an einem bestehenden Gebäude durchgeführt wird, bei der
kein Wohnflächengewinn möglich ist.
Bei einem Ansatz von 1000 Euro pro m² Wohnfläche ergeben sich für die jeweiligen Objekte Wertsteigerungen zwischen 1100 und 9600 Euro.
Flächengewinn durch PUR bei gleichem Energiebedarf
Neubau
Niedrigenergiehaus
EFH
REH
Paderborn Lutz/Roos
Gebäude
Altbau
Passivhaus
EFH
Schorndorf
MFH
Frechen
beheizte Wohnfläche Standard-Dämmstoff
[m²]
216,0
159,4
228,9
178,5
beheizte Wohnfläche PUR-Hartschaum
[m²]
217,9
161,6
238,5
179,6
Zugewinn Wohnfläche
[m²]
+1,9
+2,2
+9,6
+1,1
+0,9%
+1,4%
+4,2%
+0,6%
1870
2240
9558
1105
relativ zur gesamten Wohnfläche
Wert der gewonnenen Wohnfläche (1000 Euro/m²)
Bild 32:
[Euro]
Überblick über die durch PUR-Hartschaum mit WLG 025/030 bei gleichem Energiebedarf
gegenüber Standard-Dämmstoffen mit WLG 035/040 erzielbaren Zugewinn an Flächen
- 33 -
Energieeinsparung
Bild 33 gibt einen Überblick über die durch PUR-Hartschaumplatten gegenüber anderen Materialien mit
schlechterer Dämmleistung bei gleichen Dämmstärken erzielbare Energieeinsparung.
Der Heizwärmebedarf kann um ca. 4 bis 8 kWh pro m² Nutzfläche AN reduziert werden. Die relativen Einsparungen liegen zwischen 10 und 33 %. Bei Niedrigenergie- und Passivhäusern zeigt sich dabei aufgrund
des guten Ausgangsniveaus für den Wärmeschutz absolut die geringste Einsparung, die relativen Einsparungen sind jedoch die höchsten.
Bei den untersuchten Neubauten liegt die Einsparung von Heizkosten jährlich zwischen 30 und 80 Euro. Bei
den Altbauten wird durch die wärmetechnische Modernisierung mit Standardmaterialien eine jährliche Heizkostenersparnis von jeweils ca. 900 Euro erzielt. Die PUR-Variante spart bei gleicher Dämmstärke demgegenüber zusätzlich ca. 55 Euro jährlich ein (Bild 33).
Reduktion des Energiebedarfs durch PUR bei gleicher Dämmstärke und Wohnfläche
Neubau
Niedrigenergiehaus
EFH
REH
Paderborn Lutz/Roos
Gebäude
Altbau
Passivhaus
EFH
Schorndorf
MFH
Frechen
DHH
Bexbach
Heizwärmebedarf Standard-Dämmstoff
[kWh/(m²a)]
72,5
18,7
15,9
50,8
72,8
Heizwärmebedarf PUR-Hartschaum
[kWh/(m²a)]
65,0
15,0
10,8
45,3
65,5
Reduktion Heizwärme-Kennwert
[kWh/(m²a)]
-7,5
-3,7
-5,1
-5,5
-7,3
relativ
Reduktion Endenergiebedarf
Reduktion Primärenergie-Kennwert
Reduktion CO2-Äquivalent (gemäß EPHW)
Reduktion Heizkosten
Barwert über Betrachtungszeitraum
Bild 33:
- 34 -
-10,3%
-19,8%
-32,1%
-10,8%
-10,0%
[kWh/a]
-1956
-714
-1362
-1403
-1358
[kWh/(m²a)]
-8,3
-4,1
-5,7
-6,4
-8,1
[kg/a]
-3,0
-1,2
-1,5
-2,6
-3,3
[Euro/a]
-78
-29
-54
-56
-54
[Euro]
-2348
-857
-1634
-1684
-1630
Überblick über die durch PUR-Hartschaum bei gleichen Konstruktionsstärken
gegenüber Standard-Dämmstoffen erzielbare Energieeinsparung
(Energiekennwerte nach EnEV, Flächenbezug: AN)
Zusammenfassung
Auch in der neuen Energieeinsparverordnung (EnEV) behält der Wärmeschutz seinen hohen Stellenwert.
Die in Teilen der Bauwirtschaft gegenwärtig laufenden Entwicklungen gehen sogar noch erheblich weiter: in
Richtung 3-Liter-Haus und Passivhaus. Hier sind Dämmstärken von 20 bis 40 cm Standard. Werden diese
als Leichtbaukonstruktionen realisiert, sind die Außenwände nicht dicker als herkömmliche monolithische
Konstruktionen (z.B. 36,5 cm Mauerwerk). Bei einer massiven Bauweise ergeben sich jedoch deutlich größere Wandstärken, die im Markt u.U. auf Akzeptanzprobleme stoßen. Hier besitzt der Hochleistungsdämmstoff PUR-Hartschaum mit seiner sehr niedrigen Wärmeleitfähigkeit (Wärmeleitgruppen 030 und 025)
gegenüber Standard-Dämmstoffen spezifische Vorzüge:
• Bei gleichem Wärmeschutz verringern sich die Konstruktionsstärken um bis zu 12 cm.
• Bei gleichen Dämmstärken verringern sich die Wärmeverluste um bis zu 40%.
Für die Praxis heißt dies: Müssen im Neubau vorgegebene Baufenster ausgenutzt oder Geschossflächenzahlen eingehalten werden, so kann bei gleichen Außenabmessungen und gleichem energetischen
Standard die Nutzfläche maximiert werden. Bei den untersuchten Einfamilienhaus-Neubauten ergab sich
ein Wohnflächenzuwachs zwischen 2 und 10 m².
Der Flächenzuwachs führt zu Steigerungen des Gebäudewerts zwischen 1.000 und 10.000 Euro. Dies
drückt sich in höheren Beleihungswerten, Verkaufserlösen und bei Mietwohngebäuden unmittelbar in einem
höheren Mietzins aus. Bei Altbauten kann insbesondere bei Anbringen einer Innendämmung der Wohnflächenverlust reduziert werden.
Sollen andererseits bestimmte Konstruktionsstärken nicht überschritten werden, so kann mit einer PURHartschaum-Dämmung die Energieeinsparung maximiert werden. Bei den Beispielgebäuden wird
gegenüber der Standard-Dämmung der jährliche Bedarf an Heizwärme um bis zu 33% reduziert. Damit
besitzt der Hochleistungsdämmstoff PUR-Hartschaum besondere Vorzüge für die Altbaumodernisierung, wo
sehr oft Restriktionen in Form von vorhandenen Dachüberständen, Durchfahrten, Gehwegen, Grundstücksgrenzen etc. gegeben sind.
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Literaturhinweise zu Eigenschaften und Verwendung von PUR-Hartschaum:
Eigenschaften von PUR-Hartschaum-Wärmedämmstoffen; Industrieverband Polyurethan-Hartschaum
e.V. (Hrsg); Stuttgart 1998.
Ökobilanz von PUR-Hartschaum-Wärmedämmstoffen; Industrieverband Polyurethan-Hartschaum e.V.
(Hrsg); Stuttgart 1999.
Verwertung (Recycling) und Entsorgung von PUR-Hartschaum-Abfällen;
Polyurethan-Hartschaum e.V. (Hrsg); IVPU Nachrichten Nr. 54, Stuttgart 1996.
Industrieverband
Prager, Franz: Einfluss von nichtbrennbaren Dämmstoffen auf eine erhöhte Brandsicherheit - Eine
Analyse am Beispiel der harten Polyurethanschaumstoffe anhand der relevanten Fachliteratur. In:
Katastrophenschutz in Arbeitsstättn, Verlag Vogelbusch, 71. Erg.-Lfg. 3/99
Informationsangebot im Internet
PUR-Hartschaum-Wärmedämmung:
www.ivpu.de
Energieeinsparverordnung:
www.enev-online.de
Niedrigenergiehaus, wärmetechische Modernisierung:
www.iwu.de / www.impulsprogramm.de
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PUR-Hartschaum-Dämmung im Neu- und Altbau

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