Wärmebrückenatlas für Syspro-Thermowände

(5.3.2014) Planungs- und Wärmebrücken-„Atlanten“ haben sich in den letzten Jahren als nützliche Werkzeuge für Bauplaner und Statiker etabliert. So hat auch die deut­sche Zement- und Betonindustrie einen Planungsatlas Hochbau zusammengestellt; zu verschiedenen Detail-Varianten sind Zeichnungen, Texte und thermische Werte für die Wärmebrückenberechnung hinterlegt. Auf diesen Basisdaten aufbauend hat die Syspro einen eigenen Wärmebrückenatlas entwickelt. Mit Hilfe dieses Atlasses können Planer U-Werte von Thermowandelementen als homogen geschichtete Bauteile berechnen und den Einfluss von Befestigungsmitteln und Fugen gesondert erfassen.

zur Erinnerung: Der Anspruch an die Energieeffizienz von Gebäuden hat sich in den letzten Jahren deutlich gewandelt. Für den Planer bedeutet dies, sich genauer mit den Wärmeverlusten durch die Gebäudehülle auseinandersetzen zu müssen, nachdem es lange Zeit ausreichend war, sich ausschließlich mit der wärmetechnischen Qualität in der Fläche, d.h. mit den U-Werten der Bauteile zu beschäftigen. Für besonders ener­gieeffiziente Gebäude dagegen ist eine Optimierung und genaue Erfassung von Wär­meverlusten durch Wärmebrücken unabdingbar.

Im Rahmen eines Nachweises können Wärmebrücken über pauschale Zuschläge oder genauer über die ψ-Werte der jeweiligen Anschlussdetails erfasst werden. Für beson­ders energieeffiziente Gebäude ist ein pauschaler Zuschlag jedoch nicht zu empfehlen.

Eine einfache Art und Weise, Wärmebrücken genau zu erfassen, sind Sammlungen von Details, in denen die ψ-Werte bereits berechnet wurden. Für konventionell herge­stellte Betonfertigteil-Fassaden gibt es bereits umfangreiche Informationen, d.h. Kon­struktionslösungen und Angaben zu den thermischen Werten (U-Werte, ?-Werte, mi­nimale Oberflächentemperaturen etc.), und zwar im „Planungsatlas für den Hochbau“ (planungsatlas-hochbau.de) im Rahmen der Webpräsenz der deutschen Zement- und Betonindustrie - siehe u.a. Baulinks-Beitrag „Planungsatlas Hochbau: Neue Version in Kooperation mit Nemetschek“ vom 19.1.2012.

Für die inzwischen etablierten Thermowände als Doppelwand mit Kerndämmung aus der automatisierten Fertigung können diese Informationen jedoch nur bedingt verwen­det werden. Diese Lücke wird mit dem speziellen Wärmebrückenatlas der Syspro ge­schlossen.

U-Werte von Thermowänden

Bei Betonfassaden, die mit einer werkseitig integrierten Dämmung ausgerüstet sind, ist eine einfache Berechnung der U-Werte als homogen geschichtetes Bauteil nicht möglich. Denn der Wärmeverlust durch die homogenen Einzelschichten wird von ei­nem systembedingten Wärmeverlust aus Befestigungselementen und Fugen überla­gert.

Eine einfache Lösung ist es, Wärmeverluste durch die Bauteilfläche und durch Befes­tigungsmittel getrennt zu betrachten. Die Wärmeverluste durch die Fläche werden da­bei über U-Werte bestimmt, die keine Störung enthalten. Diese ungestörten U-Werte können dann wie für ein homogen geschichtetes Bauteil sehr leicht berechnet werden.

Die Wärmeverluste über Befestigungsmittel werden über separate Zuschläge erfasst. Der Einfluss von Befestigungsmitteln wie Gitterträger, Transportanker, Verbundnadeln und Perfect-Stäben wird als Zuschlag bei der Berechnung des spezifischen Transmis­sionswärmeverlusts erfasst. Dabei handelt es sich nicht um Zuschläge auf die U-Wer­te, sondern um längenbezogene Zuschläge, die über die Länge der Thermowandele­mente erfasst werden. Die Wärmeverluste über Fugen werden ebenfalls als längenbe­zogener Zuschlag berücksichtigt.

Aufbau des Syspro- Wärmebrückenkatalogs

Der Syspro-Wärmebrückenkatalog gliedert sich im Wesentlichen in drei Teile:

• Im ersten Teil werden die Eingangsgrößen beschrieben und die Vorgehensweise erläutert. Dies betrifft insbesondere die Zuschläge für Befestigungsmittel und Fugen.
• Zur Veranschaulichung ist im zweiten Teil ein kurzes Berechnungsbeispiel zu finden. Hierzu wurde ein Fassadenausschnitt gewählt, der zu einem modernen Architektenhaus passen könnte.
• Im dritten Teil sind die im Beispiel verwendeten Details aufgeführt.

Details

Die ψ-Werte der Anschlussdetails stammen überwiegend aus dem erwähnten „Pla­nungsatlas für den Hochbau“. Da die Syspro-Details in der Regel nicht absolut iden­tisch mit den Details aus dem Planungsatlas sind, ist auf der linken Seite das jeweili­ge Syspro-Detail dargestellt. Zusätzlich ist der Aufbau tabellarisch beschrieben.

Für jedes Detail wurden die ψ-Werte rechnerisch ermittelt. Ein Vergleich der berech­neten und der abgelesenen ψ-Werte zeigt eine gute Übereinstimmung. Details, die im Planungsatlas für den Hochbau für Stahlbeton-Sandwichelemente nicht vorhan­den sind, wurden gesondert berechnet.

Der Detail-Vergleich oben zeigt beispielsweise die Daten für einen Fensteranschluss. Die Bezeichnungen a1 und b1 stehen für unterschiedliche Wandaufbauten. Die Wand­aufbauten wurden so gewählt, dass die Wand a1 in etwa dem energetischen Stan­dard der Energieeinsparverordnung 2009 (Referenzgebäude), und die Wand b1 einen sehr effizienten energetischen Standard (z.B. Passivhaus), als Grenzfälle gut abde­cken. Bei der Variante b1 95% wurde ein großer Teil der Befestigungsmittel durch GFK-Stäbe ersetzt.

Der Syspro-Wärmebrückenatlas

... ist hervorgegangen aus der Erarbeitung des Architekten-Handbuchs „Betonfassa­den im Thermowand-System“ (siehe thermowand.org > News > Download > Tech. Druckschriften). Das kostenpflichtige Buch enthält eine Dokumentation mit Beispie­len, die belegen, dass sich das Bauen mit vorgefertigten Betonbauteilen in architek­tonisch hoher Qualität realisieren lässt. Detailskizzen für viele Anwendungsbereiche von A wie Attika bis Z wie Zubehör zeigen, wie es geht. Die gebauten Beispiele sind hinterlegt mit Kapiteln über Beton in der Architektur, die Besonderheiten bei Roh- und Ausbauarbeiten sowie die Tragwerksplanung beim Bauen mit Thermowänden.

Aktuell liegt der Syspro-Wärmebrückenatlas als Grundwerk in Form einer PDF-Datei vor. Kunden der Mitgliedsfirmen können die Datei kostenlos herunterladen. In einer weiteren Ausbaustufe sollen die Details auf der Webseite zur Verfügung gestellt werden. Diese Sammlung der Details zur Wärmebrückenberechnung wird in der Zu­kunft nach und nach erweitert und ergänzt.