Energetische Altbausanierung durch Umwandlung eines ... · PDF fileEnergetische Altbausanierung durch Umwandlung eines bestehenden Wohngebäudes in ein Passivhaus von Birgit Wordtmann

Prof. Dr.-Ing. Dirk Bohne _ Dr. Wolfgang Feist

Birgit Wordtmann

Energetische Altbausanierung durch Umwandlung einesbestehenden Wohngebäudes in ein Passivhaus

Energetische Altbausanierungdurch Umwandlung eines bestehenden

Wohngebäudes in ein Passivhaus

vonBirgit Wordtmann

1994432

Diplomarbeitan der

Universität HannoverInstitut für Entwerfen und Konstruieren

Abteilung Technische Gebäudeausstattung

Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. Dirk BohneZweitprüfer: Dr. Wolfgang Feist

Hannover, 15.06.2005

1. Einleitung 1

2. Bestandsanalyse 2

2.1 Objektbeschreibung 22.2 Regelbauteile 62.3 Heizung und Warmwasser 72.4 Auswertung PHPP Bestand 72.5 Zusammenfassung 8

3. Umbau 9

3.1 Nutzungsänderung und Gestaltung 93.2 Umbauvorschlag 113.3 Energetische Sanierung 163.3.1 Passivhauskriterien 163.3.2 Dämmung der Gebäudehülle 173.3.3 Wärmebrücken 233.3.4 Luftdichte Gebäudehülle 293.3.5 Fenster 323.3.6 Lüftung und Warmwasser 353.3.7 Auswertung PHPP Umbau 47

4. Zusammenfassung 48

Literaturverzeichnis 51Abbildungsverzeichnis 51

Anhang 53 PHPP Bestand PHPP Umbau

Inhalt

Einleitung Energetische Altbausanierung durch Umwandlung eines bestehenden Wohngebäudes in ein Passivhaus 1

Heizung 52 %

Strom 20 %

PKW 22 %

Warmwasser-bereitung6 %

Abb 1_1 Durchschnittlicher Energieverbrauch der

Haushalte in Deutschland

0

50

100

150

200

250

300

Altbau WSchVO 1984

WSchVO 1995

Niedrigenergie-haus (EnEV 2002)

Passivhaus

LüfterstromHaushaltsstromWarmwasserHeizung

kWh/m²a

Abb 1_2 Energieverbrauch der Haushalte nach Gebäudestandard

Der rasche Klimawandel und welt- politische Ereignisse der letzten Jahre mahnen einen baldigen Wandel im Umgang mit Energie.Emissionen klimaschädlicher Gase, besonders Kohlendioxid, müssen stark verringert werden und die Ab- hängigkeit der Industrienationen von fossil-atomaren Energien muss abge- baut werden. Die Energiekostenexplosion der letzten Jahre ist für jeden in Deutsch-land deutlich zu spüren. Und auch die Folgen des Klimawandel zeigen ihre Auswirkungen. Es ist schon lange an der Zeit umzudenken.

Eine wichtige Maßnahme ist der Aus- bau erneuerbarer Energien. Dies alleine hat aber nicht genügend Po- tential, um die notwendigen Klima-schutzziele zu erreichen. Besonders im Bereich der Brenn- und Treib-stoffe, die mit ca. 78 % den größten Anteil der Energieversorgung aus-machen, liegt ein zu geringes Wachstumspotential, um den Klima- schutz entscheidend zu beeinflussen. [Feist 2004, S.1f]

Mit Energie muss anders umgegan-gen werden. Die Verbesserung der Energieeffizienz ist der beste Weg Energie und damit Emissionen einzu- sparen.

Auf die Heizung entfällt zur Zeit mit 34% der höchste Einzelanteil am Energieverbrauch aller Sektoren in Deutschland [Feist 2004, S.1f]. Nach Abb 1_1 macht die Heizung bezo-gen auf die deutschen privat Haus- halte sogar über 50% des Energiever-brauchs aus.

Tausende von Passvihaus-Neubau- ten sind in den letzten Jahren entstanden und zeigen, welche enormen Einsparungen durch Effizienzverbesserung möglich sind.

Abb 1_2 zeigt die Entwicklung des Energiverbrauchs bezogen auf den Gebäudestandard. Ein Passivhaus verbraucht mit nur max. 15 kWh/m²a nur noch einen Bruchteil der Heiz-energie eines Altbaus. Der durch-schnittliche Verbrauch im Bestand liegt bei 220 - 280 kWh/m²a.

Der Zuwachs von Neubauten am Wohnbestand ist sehr gering. Je- doch sind „ungefähr 80% aller bestehenden Wohngebäude ... vor 1977, dem Jahr des Inkrafttretens der 1. Wärmeschutzverordnung, gebaut worden.“ [Kolb 2004, S.10] Das größte Einsparpotential liegt also bei bestehenden Wohngebäuden.Inzwischen gibt es immer mehr Beispiele von Altbau-Sanierungen

1. Einleitung

mit Passivhauskomponenten. Selbst wenn bei der Sanierung nicht immer der Passivhausstandard erreicht werden kann, so lassen sich doch durch konsequenten Einsatz von Passivhauskomponenten Einsparun-gen von 80 - 90 % erzielen.

Ziel dieser Arbeit ist es, an einem Beispielgebäude zu zeigen wie aus einem typischen Altbau ein Passiv-haus werden kann.

[Feist 2003] Feist, W.: Bedeutung energieeffizienter Komponenten bei der Altbau- Modernisierung, in: Protokollband Nr.24 des Arbeitskreis kostengünstige Passivhäuser “Einsatz von Passivhaustechnologie bei der Altbau-Modernisierung”, Passivhaus Institut Darmstadt, Darmstadt 2003

[Kolb 2004] Kolb, B.: Nachhaltiges Bauen in der Praxis, München 2004

2 Energetische Altbausanierung durch Umwandlung eines bestehenden Wohngebäudes in ein Passivhaus Bestandsanalyse

Gebäudedaten Gebäudetyp

Mehrfamilienhaus

Standort Bad Iburg Seb.-Kneipp-Allee13

Baujahr

1954

Anbau „Wintergarten“

1958

Aufstockung

1975

Wohneinheiten

3

Geschosse

3

Bewohnerzahl

5

Beheizte Fläche

255,81m²

Abb 2_1 Straßenseite und Gartenseite des Gebäudes

2. Bestandsanalyse2.1 Objektbeschreibung

Das Dreifamilienhaus befindet sich in Bad Iburg in der Nähe von Osna-brück. Es liegt nahe dem Zentrum in einem Wohngebiet aus den 50er Jahren mit offener Bebauung.

1954 wurde das Beamtenwohnhaus im typischen Stil der 50er Jahre gebaut. Das zweigeschossige Haus mit Walmdach hatte zwei kleine Woh-nungen, die mit Einzelöfen je Zimmer geheizt wurden. 1958 wurden beide Geschosse durch einen „Wintergarten“- Anbau mit Balkon zum Garten hin erweitert. 1975 kam ein weiteres Geschoss hinzu und das Gebäude erhielt ein Flachdach. In Teilbereichen wurde eine 3 cm starke Styropor- Innen-dämmung angebracht.

Da seit 1975 keine größeren bauli-chen Maßnahmen stattfanden, ist eine Instandsetzung an der Zeit.

Folgende Probleme treten auf:- Die Kellerdecke ist nicht gedämmt. Es gibt in der Erdgeschosswohnung das Problem der kalten Füße.

- In sämtlichen Wohnungen sind die Fenster schlecht oder gar nicht abgedichtet. Es kommte zu un- angenehmen Zugerscheinungen. - In der obersten Wohnung leiden die Bewohner im Sommer unter Überhitzung. - Die Thermostatventile sind an einigen Heizkörpern defekt, so dass sich die Heizung nicht mehr richtig regeln lässt. - In einigen Räumen haben sich Stockflecken gebildet, die sowohl hygienisch als auch optisch ein Problem darstellen.

- Die Sanitärräume stammen zum Teil noch aus den 50er bzw. aus den 70er Jahren.

Wünsche der Bewohner:- Ein besseres Wohnklima im Winter sowie im Sommer wird gewünscht.- Der Energieverbrauch soll stark gesenkt werden, um unabhängiger von steigenden Energiepreisen zu werden.- Ausstattung wie Sanitärräume und Fußböden sollen erneuert werden.- Ein Anbau soll die Wohnfläche vergrößern.

Abb 2_2 oben: Neubau 1954, unten mit „Wintergarten“-Anbau 1958

Bestandsanalyse Energetische Altbausanierung durch Umwandlung eines bestehenden Wohngebäudes in ein Passivhaus 3

Lage Bad Iburg liegt im südlichen Land-kreis Osnabrück am Teutoburger Wald. Die Stadt mit ca. 15000 Ein- wohnern ist als Luft- und Kneipp-Kurort bekannt.

Das Gebäude liegt in einer sehr guten zentralen Lage im Ort. Das nur ca. 400 m entfernte Zentrum bietet Einkaufsmöglichkeiten, Ärzte, Apo- theken, Schulen, einen Kindergarten und öffentlichen Nahverkehr in direkter Nähe. Alles ist zu Fuß oder per Fahrrad gut zu erreichen. Auch Naherholungsflächen liegen in direkter Umgebung. Ein Freibad, der Kurpark sowie der Teutoburger Wald mit Wander- oder anderen Sport-möglichkeiten sind in wenigen Minuten erreichbar.

Trotz der zentralen Lage liegt es in einem sehr ruhigen Wohngebiet.Die Straße ist eine reine Anwohner-straße, die nur auf einer Seite bebaut ist. Im Osten liegt eine große freie Feuchtwiese mit einem Bachlauf, an die das Freibad anschließt.

VerschattungDie nächsten Nachbargebäude im Osten liegen hinter der Feuchtwiese in etwa 200 m Entfernung.Durch das 1285 m² große lange und schmale Grundstück ist der Nachbar im Westen ca. 80 m entfernt. Eine Verschattung des Gebäudes in Ost- und Westrichtung erfolgt somit nur durch die Straßenbäume (Ahorn- bäume) und die eigene Bepflanzung im Garten, die aber ggf. geändert werden kann. Es gibt zwei große Birken, zwei Tannen, einen Kirsch-baum sowie Birnen- und Apfel-bäume neben niedrigen Sträuchern.Im Süden liegt die Entfernung zum Nachbarn bei nur ca. 18 m. Der Garten des zweigeschossigen Nach- bargebäudes besteht aus Rasen-flächen und niedrigen Sträuchern wie z.B. Rododendron. Stark verschattet wird die Südfassade von einer großen Tanne im eigenen Garten direkt vor der Fassade.

Sebastian-Kneipp-Allee

Dahlkam

pweg

Stadtmitte 400 m -->

Abb 2_3Lageplan M 1:1000

Abb 2_4Verschattungssituation M 1:1000

Norden Süden

Westen Osten


Dahlkam

pweg

Sebastian-Kneipp-Allee Stadtmitte -> 400 m

BB

A

A

Abb 2_5Erdgeschoss M 1:200

1 Flur2 Zimmer3 Wohnen/Essen4 Bad5 WC6 Küche7 Terrasse8 Garage

1

22

34 5

6

7

8


Abb 2_6Grundrisse • Schnitte M 1:200

1 Flur2 Zimmer3 Wohnen/Essen4 Bad5 WC6 Küche7 Balkon8 Heizungs-/Trockenkeller9 Öllager10 Waschkeller

Alle drei Wohnungen haben den gleichen Grundriss. Es gibt je eine Küche, ein Bad und ein WC, sowie zwei kleinere Zimmer und ein großes Zimmer. Das große Zimmer ist durch eine Schiebetür mit dem Nachbar-zimmer verbunden. Dieser Durch-gang wurde in zwei Wohnungen geschlossen. Die Schiebetüren sind aber in der Wand noch vorhanden.

Die Wohnung im Erdgeschoss besitzt einen direkten Zugang zum Garten mit einer Terrasse, die einen Großteil des Tages vom „Wintergarten“- Anbau verschattet wird. Die oberen Wohnungen haben je einen Balkon nach Süden und Westen. Das gemeinsame, unbeheizte Treppenhaus befindet sich an der Nordseite.Im Keller sind Abstellräume, Wasch-keller mit Waschmaschine und Gefrierschränken sowie der Heizungs-/ Trockenraum und das Heizöllager. Der „Wintergarten“- Anbau ist nicht unterkellert. Hier führt eine Außen-treppe vom Keller direkt auf die Terrasse.

1. + 2. Obergeschoss

Keller

7

1

22

3

45

6

A

A

BB

98

A

A

BB

10

Schnitt A - A Schnitt B - B


Abb 2_8 Kunststofffenster mit Isolierverglasung

2.2 Regelbauteile

AußenwandDie Außenwände bestehen aus Lochziegelmauerwerk, 24 bzw. 30 cm stark, und sind verputzt. Auf der Innenseite wurde 1975 in Teilbe-reichen eine Innendämmung aus Styropor aufgebracht. Das Treppen-haus, die Bäder und WCs wurden nicht gedämmt.

DachDas Holzbalkenflachdach ist ein Kaltdach. Die 20 cm starke Balken-lage ist mit 8 cm Mineralwolle gedämmt und darüber belüftet.

BodenDie Kellerdecke ist ungedämmt und besteht aus einer Stahlbetondecke mit einer Schicht Ausgleichsestrich und dem Fußbodenbelag.

Die Bodenplatte des „Wintergarten“- Anbaus besteht aus einer Stahlbe-tonplatte mit eingezogenen Stahl-trägern. Dieser Teil der Bodenplatte ist nicht unterkellert.

FensterDie Fenster wurden 1975 erneuert. Es wurden Kunststofffenster mit Isolierverglasung eingebaut. Der U-Wert eines Fensters liegt bei ca. 2,6 W/(m²K).

Abb 2_7Regeldetail Dach, Wand, Kellerdecke M 1:10

Außenwand Außenputz 15 mm Lochziegel 240 oder 300 mm Innenputz 10 mm teilweise: Innendämmung/Styropor 30 mm Gipskartonplatte 10 mm

Dach U-Wert 0,48 W/m²K Kies Dachbahn Holzschalung 20 mm Konterlattung 24 mm Gefällekeil Holzbalken 7/20, e =80 cm mit 80 mm Mineralwolle Bitumenpappe 0,5 mm Konterlattung 24 mm Putzträgerplatte 15 mm Putz 10 mm

Kellerdecke U-Wert 2,3 W/m²K Fußboden 5 - 10 mm Estrich 20 mm Stahlbetondecke 140 mm

U-Wert 1,47 W/m²K U-Wert 0,68 W/m²K U-Wert 0,63 W/m²K


Kennwerte mit Bezug auf Energiebezugsfläche

Energiebezugsfläche: 255,81 m2

Verwendet: Monatsverfahren PH-Zertifikat: Erfüllt?

Energiekennwert Heizwärme: 224 kWh/(m²a) 15 kWh/(m²a)

Drucktest-Ergebnis: h-1 0,6 h-1

Primärenergie-Kennwert (WW, Heizung, Hilfs- u. Haushalts-Strom): 387 kWh/(m²a) 120 kWh/(m²a)

Primärenergie-Kennwert (WW, Heizung und Hilfsstrom): 323 kWh/(m²a)

Primärenergie-Kennwert Einsparung durch solar erzeugten Strom:

kWh/(m²a)

Heizlast: 69,5 W/m²

Übertemperaturhäufigkeit: 0,0% über 25 °C

Kennwert mit Bezug auf Nutzfläche nach EnEV

Nutzfläche nach EnEV: 276,9 m2

Anforderung: Erfüllt?Primärenergie-Kennwert

(WW, Heizung und Hilfsstrom): 298,6 kWh/(m²a) 40 kWh/(m²a)

2.3 Heizung und Warmwasser

Der Niedertemperaturkessel mit einer Leistung von 24 - 32 kW wurde 1997 eingebaut. Brennstoff ist Öl, das mit zwei Tanks einen gesamten Raum im Keller einnimmt.Der Brauchwasserspeicher fasst 200 Liter.

Kessel und Speicher sind zusam-men in einem Raum im eigentlich kalten Keller aufgestellt. Da aber die Warmwasserleitungen zum Teil nicht gedämmt sind und auch der

2.4 Auswertung PHPP Bestand

Die Kennwerte des Bestandsge-bäudes wurden mit dem Passivhaus Projektierungs Paket 2004 (PHPP 2004) näherungsweise ermittelt.

Bei einer Energiebezugsfläche von 255,81m² beträgt der Jahresheiz-wärmebedarf 224 kWh/m²a. Der Gesamtheizwärmebedarf beträgt 57.300 kWh/a und entspricht mit Öl als Energiequelle 15,69 t CO2-Emissionen pro Jahr.

Die Heizlast liegt bei 69,5 W/m² und der Primärenergie-Kennwert für Warmwasserbereitung, Heizung, Hilfs- und Haushaltsstrom bei 387 kWh/m²a.

Das Gebäude entspricht damit einem typischen Altbau.

Speicher nicht genug gedämmt ist, eignet sich der Raum hervoragend zum Wäschetrocknen. Die Heizlei-tungen sind mit ca. 60 - 80 mm gedämmt. Sie verlaufen auf dem Weg zu den Heizkörpern im Anbau auch unterhalb der Bodenplatte mit direktem Kontakt zur Außenluft.

Große Heizköper sind unter fast jedem Fenster in Heizkörpernischen eingebaut. Ein paar Heizkörper befinden sich an der Innenwand.

Abb 2_9Heizkörpernische

Abb 2_10ungedämmte Warmwasserleitungen

Da bereits 30 Jahre seit den letzten größeren Baumaßnahmen vergan-gen sind, ist ein guter Zeitpunkt ge- kommen, um nicht nur notwendige Wartungs- und Instandsetzungsar-beiten zu erledigen, sondern wenn schon, dann richtig zu sanieren.Energiesparende Maßnahmen sind besonders dann wirtschaftlich, wenn sie mit ohnehin notwendigen Maß- nahmen kombiniert werden können.

Eine energetische Sanierung mit Passivhaus-Komponenten bringt vor allem eine enorme Verbesserung des Komforts und der Behaglichkeit. Da die größten Probleme des Ge- bäudes beim Wohnklima (kalte Füße, Zugluft, Überhitzung) liegen, bietet sich eine derartige Sanierung ein- fach an.In einem Passivhaus kann sowohl im Winter als auch im Sommer eine hohe Behaglichkeit erreicht werden.

Zum anderen sollte ein großer bau- licher Eingriff das Haus auf einen technologisch zukunftsfähigen Stand bringen. Man sollte auf den Stand der Technik von heute zurückgreifen und nicht auf den von gestern.

Bauschäden wie Schimmelbefall in den Ecken können mit dem Einsatz von Passivhaustechnologie dauerhaft und sicher vermieden werden. Mit Standard-Lösungen ist dies nicht immer zu erreichen.

Neubaugebiete liegen oft am Rand des Ortes. Die Wege sind weiter, so dass für Erledigungen häufig das Auto benutzt werden muss. Durch Nutzung eines gebrauchten Hauses in guter Lage spart man zusätzlich zum Energieverbrauch des Hauses auch Energie und Emissionen durch nicht notwendiges Autofahren. Und man spart sich selbst Zeit und Nerven.

Energiesparen und damit Betriebs-kosten sparen sowie der Schutz der Bausubstanz sind große Vorteile eines Passivhauses. Aber der größte und angenehmste Vorteil liegt in der hohen Behaglichkeit und dem hohen Wohnkomfort.

[Grobe 2002]Grobe, Carsten: Passivhäuser planen und bauen – Grundlagen, Bauphysik, Konstruktionsdetails, Wirtschaftlichkeit, München 2002, S.18

BehaglichkeitBehaglichkeit ist ein subjektives Empfin-den des Körpers und ist abhängig von verschiedenen Komponenten. Der menschliche Körper tauscht ständig Wärme mit seiner Umgebung aus.

Für die Behaglichkeit sind u.a. folgende Kriterien wichtig:- die Raumlufttemperatur und die Ober- flächentemperatur der umgebenden Bauteile (Wand, Decke, Fußboden, Fenster)- die relative Luftfeuchtigkeit- die Luftbewegung- die Art und Dauer der Lüftung- das Wärmespeichervermögen von Bauteilen[Grobe 2002, S. 18]

2.5 Zusammenfassung Abb 2_11 Behaglichkeitsdia-gramm nach Frank und Reiher

Zusammenwirken von Ober-flächentemperatur und Raum- lufttemperatur:Bei Oberflächentemperaturen zwischen 16°C und 27°C und Raumlufttemperaturen von 19°C bis 25°C ist es für den Men- schen am behaglichsten.

Abb 2_12 Behaglichkeitsdia-gramm nach Frank und Reiher

Abhängigkeit der relativen Luftfeuchte von der Lufttem-peratur:Am wohlsten fühlt sich der Mensch bei einer relativen Luft- feuchtigkeit zwischen 40 und 70% und einer Lufttemperatur von ca. 20°C. Die relative Luftfeuchtigkeit ist abhängig von der Temperatur. Sinkt die Temperatur, steigt die relative Luftfeuchtigkeit und umgekeht.

12 14 16 18 20 22 24 26 28

30

28

26

24

22

20

18

16

14

12

10

15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

Obe

rfläc

hent

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ratu

r tU i

n °C

Raumlufttemperatur tL in °C

noch behag-lich

behag-lich

unbehaglich warm

unbehaglich kalt

behaglich

noch behaglich

unbehaglich

rela

tive

Luftf

euch

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it φ

in %

Lufttemperatur tL in °C


Umbau Energetische Altbausanierung durch Umwandlung eines bestehenden Wohngebäudes in ein Passivhaus 9

BaukörperDas Gebäude mit L-förmigen Grundriss soll durch einen zweige-schossigen Anbau erweitert werden. So ensteht ein kompakter Baukörper und das A/V-Verhältnis verbessert sich von 0,69 auf 0,59.

NutzungAus dem bisherigen Dreifamilenhaus soll ein Mehrgenerationenhaus werden, in dem eine Familie mit Kindern zusammen mit den Großel-tern leben kann. Dazu soll das Haus durch einen An- bau vergrößert werden und die beiden oberen Wohnungen zusam-mengeschlossen werden. Die Erd- geschosswohnung kann von den Großeltern genutzt werden, die oberen Wohnungen werden zu einem “aufgesetzten” Einfamilien-haus.Die Erdgeschosswohnung hat weiterhin direkten Zugang zum Garten. Die Balkone der oberen Wohnungen werden abgerissen, da sie durch die auskragende Stahlbetonplatte eine erhebliche Wärmebrücke darstellen. Durch den nur zweigeschossigen Anbau ensteht eine kleinere Dachterrasse und über eine Treppe kann von dort das bisher ungenutzte Flachdach erschlossen werden. Hier kann ein großer Dachgarten mit einem herrlichen Blick über die Stadt und das Iburger Schloss entstehen. Beide Wohneinheiten erhalten so einen individuellen Bezug zum Außenraum.

Bestand A/V = 0,69 Umbau A/V = 0,59

3. Umbau3.1 Nutzungsänderung und Gestaltung

Abb 3_1 A/V-Verhältniss : Quotient aus Umfassungsfläche und Bruttorauminhalt

Abb 3_2 Nutzungsverteilung: Aus drei Wohnungen werden eine Wohnung mit“aufgesetztem” Einfamilienhaus

10 Energetische Altbausanierung durch Umwandlung eines bestehenden Wohngebäudes in ein Passivhaus Umbau

GrundrissUm Kosten zu sparen sollten möglichst wenige Eingriffe in den Grundriss vorgenommen werden. Es müssen außerdem tragende Wände beachtet werden.Ein weiterer Grundsatz ist es, die Funktionsräume nah zusammen zu gruppieren. Das spart Wege bei den Versorgungsleitungen und damit auch Kosten.

Die Funktionsräume liegen jedoch bei dem Beispielgebäude nicht zusammen. Bad und WC sind getrennt von einander und liegen der Küche gegenüber. Es wird gewünscht, die Trennung von Bad und WC beizubehalten.

Bei Grundriss-Variante 1 bleiben zwei Funktionsbereiche erhalten. Die frühere Küche wird zum Bad und die Küche wird zur Wohnküche mit möglicher Öffnung zum Wohnraum durch die Schiebetür. So kann sich das Gebäude durch das neu geschaffene Zimmer zum Garten öffnen, wo zuvor Bad und WC eher verschlossen waren.

Variante 2 fasst die Funktionsräume zusammen und konzentriert sie auf den Anbau. Dadurch können Leitungswege stark verkürzt werden. Die Grundrissaufteilung ist aber nicht optimal.

BestandDie Funktionsbereiche Bad/WC und Küche liegen getrennt voneinander.

Variante 1Küche und Bad werden zusammenge-fasst. Das WC wird etwas verleinert, um Platz für einen kleinen Abstellraum zu schaffen.

Variante 2Küche, Bad und WC werden im und am Anbau zusammengefasst.

Die Funktionsräume liegen jeweils übereinander.

Es bleiben zwei getrennte Funktions-stränge erhalten.

Ein Funktionsstrang entlang der Grenze zwische Bestand und Anbau entsteht.

Abb 3_3 Grundrissvarianten

Ziel ist es ein Mehrgenerationen-wohnhaus zu erschaffen, in dem Großeltern zusammen mit ihren Kindern und Enkelkindern leben können. Durch zwei getrennte Wohneinheiten bestehen aber immer noch Rückzugsmöglichkeiten. Das soll durch Beibehaltung der Erd- geschosswohnung und Zusammen-fassung der oberen Wohnungen enstehen. Ändert sich die Situation, können später wieder drei Wohnun-gen hergerichtet werden.

Die Erdgeschosswohnung wird durch den Anbau viel großzügiger. An Stelle einer engen kleinen Küche ohne Sitzgelegenheit soll eine große, helle Wohnküche mit Essplatz entstehen. Die neue Küche ist durch eine Schiebetür mit dem Wohnzim-mer verbunden. Sowohl die Küche als auch das Wohnzimmer erhalten Zugang zur Terrasse auf der Süd- und Westseite des Hauses. Die alte Terrasse lag verschattet durch den “Wintergarten”-Anbau im Nord-westen des Gebäudes. Nun ist die Terrasse der Sonne zugewandt.Das Bad wird in die ehemalige Küche verlagert und vergrößert sich dadurch ein wenig. Die Badausstat-tung kann beim Umbau gleich altersgerecht ausgeführt oder ein mögliches Nachrüsten vorbereitet werden.Das WC bleibt an seinem Standort. Es wird lediglich verkleinert, um Platz für einen kleinen Abstellraum und den Zugang zum neuen Gartenzim-mer zu schaffen.

Die oberen Wohnungen werden zusammengeschlossen. Der Woh-nungseingang liegt im 1.OG im Treppenhaus. Die obere Treppe wird damit zur Wohnungstreppe. Anders als bei Einfamilienhäusern üblich, liegen die halböffentlichen Räume

wie Wohnzimmer und Küche ganz oben. Die privaten Räume, Schlaf-zimmer und Bad liegen im 1.OG. Durch eine Tür werden die Privat-räume vom Treppenhaus abge- grenzt. Mit dem Anbau gibt es im 1.OG zwei große und zwei normale Zimmer, dazu das Bad und das WC. Das Bad ist auch hier nun in der ehemaligen Küche untergebracht mit Fenster zur Straße. Oben gibt es ein weiteres Zimmer, das als Arbeitsraum oder Gästezim-mer genutzt werden kann. Aus dem südöstlichen Zimmer wird auch hier wieder eine Wohnküche mit Durch-gang zum Wohnzimmer. Die ehema-lige Küche wird zum Hauswirtschafts- raum (HWR). Neben dem WC entsteht ein Abstellraum mit Zugang zur Dachterrasse. Hier können z.B. Gartenmöbel oder der Grill lagern. Das Wohnzimmer hat ebenfalls Zugang zur Dachterrasse. Das zuvor ungenutzte Flachdach wird zum Dachgarten.

Die Putzfassade des Bestands wird erhalten. Der Anbau bekommt als Kontrast hierzu eine Fassade aus schmalen Holzprofilen. Das Thema Holz wird an Süd- und Ostfassade durch Schiebeläden, die mit den gleichen Holzprofilen versehen sind, wieder aufgegriffen.Die Schiebeläden werden an der Straßenseite und zum Weg mit dem direkten Nachbarn eingesetzt, um Sichschutz zu bieten. Im Sommer dienen sie zusätzlich als Verschat-tung. Der Profilabstand ist so gewählt, dass Ausblick immer noch möglich ist, die hoch stehende Sonne aber ausgeblendet wird.

3.2 Umbauvorschlag

Abb 3_4Fassade aus Holzprofilen



Dahlkam

pweg

Abb 3_5Erdgeschoss M 1:200

1 Flur2 Zimmer3 Wohnen4 Bad5 WC6 Küche/Essen7 Abstellen8 Terrasse9 Garage

1

2

2

3

4

5

6

7

89

8

C

C

AA

B

B


10

1

3

4

5

6

7

8

10

2

2

2

7

9

1

2

5

11

Abb 3_6Grundrisse M 1:200

1 Flur2 Zimmer3 Wohnen4 Arbeiten5 WC6 Küche/Essen7 Abstellen8 HWR/Wäsche9 Bad10 Dachgarten11 Haustechnik

Kelller

Dachgarten

2. Obergeschoss

1.Obergeschoss


Abb 3_7Schnitte M 1:200

Schnitt A - A

Schnitt B- B

Schnitt C - C



Abb 3_8Ansichten M 1:200

Nord_Eingang

Ost_Straße

Süd_Weg

West_Garten

Ein Passivhaus ist laut Definition des Passivhaus Instituts Darmstadt ein Gebäude, in dem ohne aktives Heiz- system im Winter und ohne Klimaan-lage im Sommer eine hohe Behag-lichkeit erreicht werden kann.

Um den Passivhausstandard zu erreichen müssen bestimmte Kriterien erfüllt werden.

Grundprinzip des Passivhauses ist es, Verluste zu vermeiden und passiv solare Energie zu gewinnen.

Kompakte GebäudeformBei einem Neubau sollte ein mög- lichst kompakter Baukörper gewählt werden. Die Kompaktheit wird mit dem A/V-Verhältnis beschrieben. Das ist der Quotient aus der wärme- gedämmten Hüllfläche und dem beheizten Gebäudebruttovolumen. Je kleiner die wärmeabgebende Hüllfläche bei gleichem Volumen ist, desto weniger Wärme wird darüber abgegeben.Bei einem Altbau ist die kompakte Form nicht immer zu erreichen, da die Gebäudeform vorgegeben ist. Durch Anbauten oder Aufstockun-gen kann das A/V-Verhältnis aber verbessert werden.

SüdorientierungUm solare Gewinne zu optimieren, ist es von Vorteil, große Fensterflächen an der Südfassade zu orientieren. Außerdem sollte sich die Raum-anordnung nach der Sonne richten. Aufenthaltsräume wie Kinderzimmer und Wohnzimmer sollten der Sonne zugewandt sein. Schlafzimmer und Funktionsräume sollten dagegen besser auf der sonnenabgewandten Seite platziert werden.

3.3 Energetische Sanierung3.3.1 Passivhauskriterien

Die Gebäudeorientierung ist beim Altbau vorgegeben. Durch Umstruk-turierung des Grundrisses und Ver- größerung der Fenster auf der Süd- seite kann die Situation optimiert werden.

Hochgedämmte GebäudehülleUm den Transmissionswärmeverlust des Gebäudes zu begrenzen, benö- tigt ein Passivhaus eine hocheffi-ziente Dämmung der Gebäudehülle. Der Wärmedurchgangskoeffizient U beschreibt die Wärmemenge in Watt, die bezogen auf 1m² Fläche und einem Kelvin Temperatur-differenz durch ein Bauteil strömt. Der U-Wert nicht durchsichtiger Bau- teile darf bei einem Passivhaus max. U < 0,15 W/(m²K) betragen. Geringe Raumhöhen, Denkmal-schutz oder fehlende Grenzab-stände können das nachträgliche Anbringen einer hocheffizienten Wärmedämmschicht bei einem Alt- bau erschweren oder sogar verhindern.

Vermeidung von WärmebrückenDie wärmegedämmte Hülle sollte ohne Unterbrechung das Gebäude umschließen, d.h. die Konstruktion sollte wärmebrückenfrei sein. Wärmebrücken sind Schwachstellen der Gebäudehülle, an denen der Wärmedurchgang von dem der Regelbauteile abweicht. Unterschieden wird zwischen linien-förmigen und punktförmigen Wärmebrücken sowie zwischen geometrischen und materialbeding-ten Wärmebrücken.Punktförmige Wärmebrücken sind oft sehr gering und können in den meisten Fällen vernachlässigt werden.

Linienförmige Wärmebrücken werden mit dem Wärmebrückenver-lustkoeffizienten ψ beschrieben. Er gibt die Wärmemenge in Watt an, die das Bauteil im Bereich der Wärmebrücke pro Meter Länge und pro Kelvin Temperaturdifferenz transportiert.Als wärmebrückenfrei gilt eine Konstruktion, wenn ψ < 0,01 W/mK.

In Altbauten finden sich häufig Wärmebrücken, die nicht selten zu Feuchteschäden führen. Typische Wärmebrücken bei einem Altbau sind:- auskragende Balkonplatten- aufsteigendes Außenmauerwerk am Sockel- tragendes Innenmauerwerk, das die Kellerdecke durchstößt- Einbindung der Geschossdecke in das Außenmauerwerk- Einbindung der Fenster

LuftdichtheitDie Gebäudehülle sollte besonders luftdicht hergestellt werden, um Lüftungswärmeverluste zu begren-zen. Die luftdichte Ebene muss ein- deutig bestimmt sein und das Ge- bäude ohne Unterbrechung um- laufen. Es sollte ein umfassendes Konzept für die Luftdichtheit aufgestellt und Materialien, Anschlüsse und Durchstoßpunkte sorgfältig geplant werden.

Die Luftwechselrate darf bei einem Differenzdruck von 50 pa 0,6 pro Stunde nicht überschreiten. Bei Altbauten können Luftwechselraten von > 5 pro Stunde erreicht werden.

Die wichtigsten Passivhaus-Kriterien

Jahresheizwärmebedarf < 15 kWh/m²a

Jahresprimärenergiebedarf < 120 kWh/m²a

max. Heizlast < 10 W/m²

Wärmedurchgangskoeffizient für Wand-, Dach- und Fußboden-konstruktionen U < 0,15 W/m²K

Dreifachverglaste Wärmeschutz-fenster mit wärmegedämmten Rahmen, U < 0,8 W/m²K

Luftdichtheit: max. 0,6 facher Luftwechsel pro Stunde aus un-kontrollierter Lüftung bei 50 Pa Diffenrenzdruck (n50 < 0,6 1/h)

Kontrollierte Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung, mind. Wärmerückgewinnungsgrad µ > 75 %

Quelle: Passivhaus Institut Darmstadt



Eine verbesserte Dämmung der Gebäudehülle ist die wirksamste Maßnahme, den Heizwärmebedarf zu senken. Grenzabstände, Denk-malschutz oder Gestaltungs-vorschriften sind beim Beispielge-bäude kein Problem.

AußenwandDie Putzfassade soll erhalten bleiben. Daher wird auf die Außenwand eine Thermohaut aufgebracht. Um keine übermäßig großen Wandstärken zu erhalten, wird ein Wärmedämmver-bundsystem aus Polyurethan mit einer Wärmeleitfähigkeit λ = 0,03 W/(mK) gewählt. Der Versprung der Außenwand zwischen 1. und 2. Obergeschoss wird ausgeglichen. Es ergibt sich dann in den unteren beiden Geschossen eine Dämmstärke von 26 cm und im 2. OG eine Dämmstärke von 24 cm.

DachDas Dach wird von einem Kaltdach in ein Warmdach umgebaut. Sofern die 8 cm Mineralwolldämmung noch intakt ist, kann sie erhalten werden. Der Luftraum wird mit Zellulose-flocken ausgeblasen. Da dieser Vor- gang nur wenige kleine Öffnungen benötigt, kann auch die vorhande-ne Holzschalung bleiben. Dies setzt aber voraus ,dass die statischen Vor- gaben von der vorhandenen Holz- balkenlage erfüllt werden. Auf die Schalung kann dann eine weitere begehbare Dämmschicht aus Hart- schaum eingebaut werden und da- rüber dann die Dachabdichtung. Mit einem aufgeständerter Holzbelag, extensiver Begrünung oder Kies kann der Dachgarten gestaltet werden.

Bei einem Warmdach ist der Einbau einer innenliegenden Dampfsperre unbedingt notwendig. Die Dampf-sperre übernimmtauch die Luftdicht- heit.

U-Wert 0,074 W/m²K

U-Wert 0,106 W/m²K

U-Wert 0,098 W/m²K

U-Wert 0,123 W/m²K

3.3.2 Dämmung der Gebäudehülle

Dachaufbau Holzdielen, 24 mm Abstandshalter Dachabdichtung Hartschaum, 300 mm vorh. Dachabdichtung vorh. Holzschalung vorh. Holzbalken 7/20 cm Zellulose, 120 mm vorh. Mineralwolle,80 mm Dampfsperre, (luftdichte Ebene) Lattung 30/50 mm OSB, 15 mm Gipskartonplatte, 12,5 mm

Außenwand Gipskartonplatte,10 mm Styropor, 30 mm Putz, 10 mm Lochziegelmauerwerk, 240 mm vorh. Putz + Spachtelung, 20 mm Polyurethan WLG 030, 240 mm bzw. 260 mm Putz, 10 mm

Kellerdecke Fußbodenbelag Ausgleichsestrich, 25 mm Stahlbetondecke, 140 mm Vakuum-Dämmpannel, 70 mm

Abb 3_9Regeldetails, saniert M 1:20


Abb 3_10Regeldetails, Anbau M 1:20

U-Wert 0,071 W/m²K

U-Wert 0,132 W/m²K

U-Wert 0,107 W/m²K

Aufbau Dachterrasse Holzdielen, 24 mm Abstandshalter Dachabdichtung Holzschalung, 20 mm Vakuumdämmpaneel, 50 mm Bitumenschüttung, 25 mm Dampfsperre Brettstapeldecke, 140 mm Lattung, 30/50 mm Gipskartonplatte, 12,5 mm

Außenwandaufbau Holzprofil 40/55 mm Hinterlüftung 30 mm Holzweichfaserplatte + DWD Platte, 60 mm Furnierschichtholz mit Zelluloseflocken, 200 mm OSB,15 mm Installationsebene mit Zelluloseflocken, 60 mm OSB,12 mm Gipskartonplatte, 12,5 mm

Bodenaufbau Holzdielen, 22 mm OSB, Stöße abgeklebt, 20 mm Holzbalken mit Zellulose, 400 mm Holzschalung, 20 mm Abdichtung Hinterlüftung

KellerdeckeErdgeschosswohnung sowie Keller haben mit 2,46 m bzw. 2,05 m nur eine geringe Raumhöhe. Da die Raumhöhe der Wohnung nicht verkleinert werden soll, wird die Dämmung unterhalb der Keller-decke angebracht. Um den Keller weiterhin nutzen zu können, wird die Decke mit einem Vakuumdämmpa-neel gedämmt. Das Paneel besteht aus einen Vakuumisolationselement (λ = 0,004 W/(mK)), das von einer Schicht konventionellem Dämmstoff (λ = 0,03 W/(mK)) ummantelt ist. Ein solches Paneel hat mit einer Stärke von nur 7 cm den gleichen Effekt wie ca. 26 cm konventionelle Dämmung der Wärmeleitfähigkeit λ = 0,035 W/(mK).

KellerzugangDer Zugang vom Treppenhaus zum Keller muss ebenfalls sorgfältig gedämmt werden. Auch hier müssen aus Platzgründen Vakuum-dämmpaneele zum Einsatz kommen. Die Kellertür muss wärmegedämmt sein und luftdicht schließen.

AnbauFür den Anbau wird eine Holzrahmenbau-Konstruktion gewählt. Die Decken sollen als Brettstapeldecke ausgebildet werden. Die Fassade besteht aus schmalen horizontalen Holzprofilen.Sowohl in der Konstruktion als auch in der Fassade bildet der Anbau so einen Kontrast zum bestehenden Gebäudeteil.

1 Dachaufbau: Holzdiele 24 mm Abstandshalter Dachabdichtung Hartschaum 300 mm vorh. Dachabdichtung vorh. Holzschalung vorh. Holzbalken 7/20 Zellulose 120 mm vorh. Mineralwolle 80 mm Dampfsperre, (luftdichte Ebene) Lattung 30/50 mm OSB 15 mm Gipskartonplatte 12,5 mm2 Außenwand: Gipskartonplatte 10 mm Styropor 30 mm Putz 10 mm Lochziegelmauerwerk, 240 mm vorh. Putz + Spachtelung, 20 mm Polyurethan WLG 030, 240 mm bzw. 260 mm Putz 10 mm3 Kellerdecke Fußbodenbelag Ausgleichsestrich, 25 mm Stahlbetondecke, 140 mm Vakuum-Dämmpannel, 70 mm4 Randdämmung, 140/500 mm5 Perimeterdämmung, 240 mm6 Passivhausfenster, Holz/Kork mit Dreifachverglasung

Abb 3_11Schnitt d - d M 1:20

f

f

d

d

e

e

1

3

2

45

6


1 Aufbau Dachterrasse: Holzdielen, 24 mm Abstandshalter Dachabdichtung Holzschalung, 20 mm Vakuumdämmpaneel, 50 mm Bitumenschüttung, 25 mm Dampfsperre Brettstapeldecke, 140 mm Lattung, 30/50 mm Gipskartonplatte, 12,5 mm2 Wandaufbau: Holzprofil 40/55 mm Hinterlüftung 30 mm Holzweichfaserplatte + DWD Platte, 60 mm Furnierschichtholz mit Zelluloseflocken, 200 mm OSB,15 mm Installationsebene mit Zelluloseflocken, 60 mm OSB,12 mm Gipskartonplatte, 12,5 mm3 Bodenaufbau: Holzdielen, 22 mm OSB, Stöße abgeklebt, 20 mm Holzbalken mit Zellulose, 400 mm Holzschalung, 20 mm Abdichtung Hinterlüftung4 Deckenaufbau: Holzdielen, 22 mm Lattung, 24 mm Trittschalldämmung, 10 mm Splittschüttung, 60 mm Brettstapeldecke, 140 mm Lattung, 30/50 mm Gipskartonplatte, 12,5 mm5 Stahlwinkel

Abb 3_12Schnitt e - e M 1:20

3

2

4

5

1

f

f

d

d

e

e



1

3

2

4

1 Aufbau Dachterrasse: Holzdielen, 24 mm Abstandshalter Dachabdichtung Holzschalung, 20 mm Vakuumdämmpaneel, 50 mm Bitumenschüttung, 25 mm Dampfsperre Brettstapeldecke, 140 mm Lattung, 30/50 mm Gipskartonplatte, 12,5 mm2 Außenwandaufbau: Holzprofil 40/55 mm Hinterlüftung 30 mm Holzweichfaserplatte + DWD Platte, 60 mm Furnierschichtholz mit Zelluloseflocken, 200 mm OSB,15 mm Installationsebene mit Zelluloseflocken, 60 mm OSB,12 mm Gipskartonplatte, 12,5 mm3 Dachaufbau: Holzdiele 24 mm Abstandshalter Dachabdichtung Hartschaum 300 mm vorh. Dachabdichtung vorh. Holzschalung vorh. Holzbalken 7/20 Zellulose 120 mm vorh. Mineralwolle 80 mm Dampfsperre, (luftdichte Ebene) Lattung 30/50 mm OSB 15 mm Gipskartonplatte 12,5 mm4 Passivhausfenster, Holz/Kork mit Dreifachverglasung

Abb 3_13Schnitt e - e M 1:20

f

f

d

d

e

e

3

6

2

5

4

1

1 Wandaufbau: Gipskartonplatte 10 mm Styropor 30 mm Putz 10 mm Lochziegelmauerwerk, 300 mm vorh. Putz + Spachtelung, 20 mm Polyurethan WLG 030, 240 mm Putz 10 mm2 abgerissene Balkonplatte3 Bodenaufbau: Fußbodenbelag Ausgleichsestrich, 25 mm Stahlbetondecke, 140 mm Polystyrol WLG 035, 300 mm4 Randdämmung, 140/200 mm5 Perimeterdämmung, 240 mm6 Passivhausfenster, Holz/Kork mit Dreifachverglasung

Abb 3_14Schnitt f - f M 1:20



3.3.3 Wärmebrücken

Durchfeuchtung kann die Baukon-struktion dauerhaft schädigen. Feuchtigkeit ist zudem eine wichtige Grundbedingung für das Wachstum von Schimmelpilzsporen. Die kritische Temperaturgrenze für das sichere Vermeiden von Schimmelwachstum liegt mit ca. 12,6 °C weit über dem Grenzwert 9,3 °C für die Bildung von Tauwasser. [Feist 2003, S.51f]

Ziel muss es also sein, die Innenober-fläche des gesamten Gebäudes

immer auf > 12,6 °C zu halten.

Im folgenden werden einige für einen Altbau typische Wärme-brücken am Beispielgebäude näher untersucht.

[Feist 2003] Feist, W.: Wärmebrücken und Verbesserung der Luftdichtheit im Altbau, in: Protokoll- band Nr.24 des Arbeitskreis kostengünstige Passivhäuser “Einsatz von Passivhaustech nologie bei der Altbau-Modernisierung”, Passivhaus Institut Darmstadt, Darmstadt 2003

Wärmebrücken sind Schwachstellen in der Gebäudehülle. Der Wärme-durchgang an diesen Stellen weicht erheblich von dem der Regelbau-teile ab. Folge von Wärmebrücken sind neben Wärmeverlusten auch Bauschäden. An Wärmebrücken kommt es zu niedrigen Innenober-flächentemperaturen. Abhängig von der Raumfeuchte kann sich an diesen Stellen Tauwasser bilden. Eine

Abb 3_15Umlaufend wärmegedämmte Hülle

DachanschlussAbb 3_16 und 3_17 zeigen den Dachanschluss vor sowie nach einer Sanierung. Bei beiden Varianten ergibt sich ein negativer Wert für dem Wärmebrückenverlustkoeffi-zienten ψ. Dies kann sich unter bestimmten Umständen ergeben, da die Berechnung des Wärme-brückenverlustkoeffizienten außen-maßbezogen ist. An diesen Stellen wird der Wärmeverlust sogar gesenkt. Der bestehende Dachanschluss ist aber dennoch problematisch. An der Innenoberfläche ergibt sich zwar eine minimale Temperatur θmin = 15,1 °C, jedoch kann die Temperatur direkt hinter der Innendämmung auf um 0° sinken. Hier kann sich also Tauwasser bilden, das die Gipskar-tonplatte und die Tapete durch-feuchten kann und gute Bedingun-gen für Schimmelwachstum schafft. Auf Abb 3_18 sind leichte Schim-melflecken an der Oberkante der Wand zu erkennen.

Ein sicheres Vermeiden des Schim-mels kann durch eine hochwertige, lückenlose Dämmung erreicht werden. Abb 3_17 zeigt, dass durch Aufbringen der Thermohaut und Verstärkung der Dachdämmung die Oberflächentemperatur sogar auf 19 °C steigt. Hinter der Innendämmung erreicht die Temperatur mit ca. 16 °C sicher ein schimmelfreies Niveau.

UAW = 0,68 W/(m²K)UD = 0,48 W/(m²K)ψ = - 0,08 W/mKθmin = 15,1 °C


Abb 3_16Dachanschluss_Bestand

Abb 3_17 Dachanschluss_saniert


-9 -5 0 5 10 15 18

-9 -5 0 17

15

-9

-5015

18

19

-9

-5

0

5

10

15

18

Passivhaus-Kriterium ___ Vermeidung von Wärmebrücken

Die wichtigsten Ziele:

- Reduzierung der Wärmeverluste Bei einem Wärmebrückenverlustkoeffizient von ψ < 0,01 W/mK gilt die Konstruktion als wärmebrückenfrei

- Vermeidung von Schimmelpilzbefall Erreichen einer minimalen inneren Oberflächentemperatur von θOber,min > 12,6 °C

Auskragende BalkonplatteAbb 3_19 zeigt die auskragende Balkonplatte des Beispielgebäudes im Bestand. Der Wärmebrückenef-fekt ist mit ψ = 0,47 W/mK sehr groß. An der Unterkante der Decke liegt die Oberflächentemperatur bei nur 11,8 °C und Schimmelwachstum kann nicht sicher ausgeschlossen werden.

Der Abriss des Balkons und das Überdämmen der Stelle (Abb 3_20) verringert den Wärmebrückenver-lustkoeffizient auf ψ = 0,01 W/mK. Damit ist diese Stelle wärmebrücken-frei.

GeschossdeckenenbindungAuch beim Anschluss der Geschoss-decke an das Außenmauerwerk ensteht eine große Wärmebrücke mit ψ = 0,37 W/mK (Abb 3_21). Wie auch bei der Balkonplatte besteht an der Unterkante der Decke durch niedrige Oberflächentemperaturen die Gefahr der Schimmelbildung.

Ein Überdämmen gibt Sicherheit vor Schimmel (Abb 3_22) und die Wärmebrücke kann behoben werden. Es ergibt sich ψ = 0,00 W/mK.

Abb 3_18 Schimmelflecken in den Ecken


-9 -5 0 16

UAW, = 0,68 W/(m²K)ψ = 0,47 W/mKθmin = 11,8 °C

UAW, oben = 0,106 W/(m²K)UAW, unten = 0,098 W/(m²K)ψ = 0,01W/mKθmin = 20 °C

UAW = 0,68 W/(m²K)ψ = 0,37 W/mKθmin = 12,8 °C

UAW, oben = 0,106 W/(m²K)UAW, unten = 0,098 W/(m²K)ψ = 0,00 W/mKθmin = 14,9 °C

Abb 3_19auskragenden Balkonplatte, Bestand

Abb 3_20abgerissene Balkonplatte, überdämmt

Abb 3_21Geschossdeckeneinbindung, Bestand

Abb 3_22Geschossdeckeneinbindung, saniert

18

-9 -5 0 5 10 15 19

-9 -5 0 5 17

12 15 17

12 15 18

-9 -5 0 5 10 15 19

KellersockelWeitere Wärmebrücken findet man im Bereich der Kellerdecke. Am Kellersockel (Abb 3_23) gibt es einen Wärmebrückenverlustkoeffizient ψ = 0,17 W/mK und Oberflächentem-peraturen in der Innenecke von nur ca. 8 °C. Hier kann sowohl Kondens-wasser ausfallen als auch Schimmel wachsen. Zudem liegt die Ober-flächentemperatur der Kellerdecke ebenfalls sehr niedrig, was sehr unbehaglich wirkt. Der Sanierungsvorschlag (Abb 3_24) sieht eine Dämmung der Außen-wand bis in den Perimeterbereich vor. Die geringe Raumhöhe von 2,05 m im Keller verhindert das Aufbrin-gen konventioneller Dämmung. Die Kellerdecke wird daher an der Unterseite mit Vakuumdämmpa-neelen gedämmt. Die Dämmung bleibt am Sockel unterbrochen. Dies zu ändern würde einen zu großen Aufwand bedeuten. Somit bleibt die Wärmebrücke auf jeden Fall erhalten. Sie kann aber durch einen zusätzlichen 50 cm Randdämmstreifen an der oberen Kellerwand gemindert werden. Der Wärmebrückenverlustkoeffizient wird durch die Dämmmaßnahmen aber nicht kleiner, sondern sogar auf ψ = 0,28 W/mK erhöht.

Der Wärmebrückenverlustkoeffizient gibt die Differenz des Wärmestroms der Wärmebrücke zu dem der Regelbauteile an. Da die Wärme-brücke nicht behoben werden kann, bleibt der Wärmestrom hier an-nähernd gleich. Der U-Wert der Regelbauteile wird durch die Dämmmaßnahmen jedoch stark verringert und damit ebenfalls der Wärmestrom. Die Differenz wird größer und erklärt den steigenden ψ-Wert.

UAW = 0,68 W/(m²K)UKD = 2,3 W/(m²K)ψ = - 0,17 W/mKθmin = 8,1 °C

UAW = 0,106 W/(m²K)UKD = 0,123 W/(m²K)ψ = 0,28 W/mKθmin = 15,8 °C

Abb 3_23Kellersockel, Bestand

Abb 3_24Kellersockel, saniert

18 15 10 5 0 -5 -9

16

18

172

1110

7

17 5 0 -5 -9

8


1110

5

19

1512

19

151

1

19

50

-3


Trotz hohem ψ-Wert werden aber an der Oberfläche erhöhte Tempera-turen erreicht. Mit ca. 16 °C besteht sicherer Schutz vor Feuchte- und Schimmelschäden.

Anschluss Kellerdecke an tragendes InnenmauerwerkDas Anschlussdetail des tragenden Innenmauerwerks an die Kellerdecke (Abb 3_25) hat einen Wärmebrück-enverlustkoeffizienten von ψ = 0,18 W/mK. Auch dieser wird durch Dämmung der Kellerdecke auf ψ = 0,22 W/mK erhöht. Es besteht die Gefahr der Schimmel-bildung, da am Fuß der Wand niedrige Temperaturen von 11,7 °C auftreten.

Durch eine Dämmung der Keller-decke und Randdämmstreifen am oberen Rand der Kellerwand kann die Temperatur aber auf ca. 19 °C angehoben werden (Abb 3_26).

Die Wärmebrücken müssen in die Kellerdecke mit eingerechnet werden, da das gesamte Bauteil Kellerdecke betrachtet wird. Insgesamt kann der Wärmeverlust verringert und damit Energie eingespart werden.

Eine hocheffiziente Dämmung mindert also nicht nur die Wärmever-luste, sondern hilft Bauschäden zu vermeiden. Damit ist das hocheffi-zientes Dämmen gerade an Prob-lemstellen wie im Bereich der Kellerdecke sehr sinnvoll.

Abb 3_25Anschluss Kellerdecke an tragendes Innenmauerwerk, Bestand

Abb 3_26Anschluss Kellerdecke an tragendes Innenmauerwerk, saniert

UKD = 0,123 W/(m²K)ψ = 0,18 W/mKθmin = 18,9 °C

UKD = 2,3 W/(m²K)ψ = - 0,22 W/mKθmin = 11,7 °C

ThermographieDie thermographischen Aufnahmen zeigen die typischen Wärmebrücken am Beispielgebäude.

Auf Abb 3_27 ist die Ostfassade zu sehen. Man kann die Geschoss-decken, besonders die Decke über dem 1. Obergeschoss, deutlich erkennen. Beim Fenster rechts oben ist die Heizung an und man sieht den Wärmestrom durch den abge-schwächten Wandquerschnitt der Heizkörpernische. Beim Fenster unten rechts ist der Rolladenkasten als Schwachstelle gut zu erkennen

Abb 3_28 zeigt ein Schlafzimmerfen-ster und daneben das Küchenfen-ster im Erdgeschoss. In der Küche ist der Heizkörper nicht unterm Fenster, sondern an der Innenwand. Man erkennt Schwachstellen am Fenster-rand. Der Einbau ist nicht optimal. Im Schlafzimmer läuft der Heizköper in der Nische unter dem Fenster, die sehr deutlich zu sehen ist. Im unteren Anschluss des Fensters gibt es eine extreme Wärmebrücke durch Un- dichtheit oder Material. Der Rolladen ist zur Hälfte herunter-gelassen. Hier ist der Wärmestrom im Vergleich zum freiliegenden Fenster-teil geringer. Die Schwachstelle Rolladenkasten ist ebenfalls gut zu erkennen.

Abb 3_29 zeigt noch einmal das Schlafzimmerfenster im Erdgeschoss. Das Fenster liegt über dem Heizungs- keller. Schlecht und ungedämmte Warmwasserleitungen und der Speicher geben viel Wärme ab. Im Sockelbereich ist der erhöhte Wärmedurchgang zu sehen. Das Kellerfenster direkt unter dem Fenster gibt noch mehr Wärme ab.

Abb 3_27 Thermographie der Ostfassde

Abb 3_28 Thermographie Küchen- und Schlafzimmerfenster

Abb 3_29 Schlafzimmerfenster über dem Heizungskeller


3.3.4 Luftdichte Gebäudehülle

Undichtheiten lassen Behaglichkeit und Wohnkomfort sinken. Das Ein- dringen kalter Luft im Winter verur-sacht Zugerscheinungen und trockene Luft. Im Sommer kann an heißen Tagen warme Luft eindringen und die Wohnung unangenehm aufheizen.

Der Schallschutz leidet ebenfalls unter Undichtigkeiten und die Ge- räuschbelastung ist erhöht.

Um für genügend Luftaustausch zu sorgen, werden in Passivhäusern kontrollierte Lüftungsanlagen eingesetzt. Diese können bei hoher Undichtig-keit nicht richtig arbeiten und der Wirkungsgrad verringert sich.

Kennwert für die Luftdichtheit bei einem Passivhaus ist der n50-Wert. Bei einem Druckunterschied von 50 Pa darf die Luftwechselrate n50 < 0,6 pro Stunde nicht überschritten werden.

Die Luftdichtheit eines Gebäudes ist wichtig für das Funktionieren eines Passivhauses.

Leckagen können wie Wärme-brücken hohe Wärmeverluste und Feuchteschäden verursachen. Beim Durchströmen des Bauteils kühlt die warme Raumluft ab und es kann innerhalb der Dämmebene zu Tauwasserbildung kommen. Bau-schäden können die Folge sein.

Abb 3_30umlaufende luftdichte Hülle


Bei Neubauten werden gute Ergeb-nisse bei der Luftdichtheit durch sorgfältige Planung und Qualitäs-sicherung bei der Ausführung erzielt. Bei einem Altbau sind solche Ergeb-nisse schwieriger zu erreichen. Da die Zugänglichkeit mancher Bauteile nicht immer vorhanden ist, lässt sich eine umlaufend ununterbrochene luftdichte Hülle kaum herstellen.

AußenwandBeim Beispielgebäude soll die Luft- dichtheitsebene außen auf dem Mauerwerk liegen. Der alte Außen-putz muss dafür durchgängig mit einer neuen Spachtelung versehen werden. Die Schicht wird später durch die Thermohaut geschützt und liegt dann auf der Innenseite der Wärmedämmung.

FensterDie Fenster werden mit der Innen-seite bündig zur Außenseite des Mauerwerks eingebaut. Die umlaufende Dichtung der Fenster wird eingeputzt. DachDie Holzbalkenkonstruktion des alten Daches soll von einem Kaltdach in ein Warmdach umgewandelt werden. Voraussetzung für eine schadensfreie Konstruktion ist der raumseitige Einbau einer luftdichten Dampfsperre. Eine Folie kann dafür unterhalb der Balkenlage eingebaut werden. Wichtig ist ein sorgfältiges Abdichten an den Anschlüssen. Im Bereich der Außenwand kann die Folie mit der neuen Spachtelung eingeputzt werden. Außerdem muss die Folie im Bereich der Auflager an die Holzbalken angearbeitet werden.

KellerdeckeAm Kellersockel wird die luftdichte Ebene durch das Kellermauerwerk unterbrochen. Das Mauerwerk aus Lochziegeln ist nicht luftdicht. Die Spachtelung auf der Außenseite muss bis zum Erdreich durchgezogen werden. Zusätzlich muss auf der Innenseite des Mauerwerks ebenfalls eine Spachtelung aufgetragen werden. So kann zwar keine durch-gehende luftdichte Ebene erreicht werden, aber die Luftdichtheit kann deutlich verbessert werden.Die Spachtelung muss an die Stahlbetondecke angeschlossen werden, die hier die Luftdichtheit übernimmt.

Abb 3_31Fassadenschnitt, saniert M 1:20

1 luftdichte Dampfsperre unterhalb der Dämmung2 Einputzen der Dampfsperre 3 Abklebung des Fensters, eingeputzt4 Spachtelung auf dem alten Außen- putz bis in den Perimeterbereich5 Spachtelung auf der Innenseite des Kellermauerwerks6 luftdichter Anschluss an die Stahl- betondecke

luftdichte Ebene

4

3

5

6

1

2


Außenwand_AnbauBeim Anbau bildet die Beplankung aus OSB-Platten die luftdichte Schicht der Holzrahmenbau-Konstruktion. Die Stöße der Platten müssen abgeklebt werden.Geschützt wird die luftdichte Schicht durch eine Installationsebene.Die Decke wird innerhalb der Installationsebene mit Stahlwinkeln eingehängt. Dies verhindert ein Durchstoßen der luftdichten Ebene.

Fenster_AnbauDie Fenster liegen bündig mit den OSB-Platten. Der Anschluss an die Wand wird abgeklebt.

DachOberhalb der Brettstapeldecke wird eine luftdichte Folie aufgebracht und an die OSB-Platten der Wand angeschlossen.

BodenDie Bodenkonstruktion besteht aus einer beidseitig beplankten Holzbalkenlage, deren Zwischen-räume mit Zellulose ausgeflockt sind. Die luftdichte Ebene bilden hier ebenfalls OSB-Platten auf der Oberseite der Konstruktion.

Anschluss Bestand_AnbauDie Anschlüsse der Holzrahmenbau-Konstruktion an das bestehende Mauerwerk müssen sorgfältig abgedichtet werden. Da verschie-dene Konstruktionen aufeinander treffen, kann es zu Bewegungen an den Fugen kommen. Die luftdichte Schicht muss gesichert werden. Eine Folie kann einerseits auf dem Mauer- werk eingeputzt werden, ander-erseits auf die Holzkonstruktion ge- klebt und mechanisch gesichert werden.

Abb 3_32Fassadenschnitt, Anbau M 1:20

1 luftdichte Folie auf der Brett- stapeldecke2 Abklebung des Fensters auf OSB-Platte3 OSB-Platten, Stöße abgeklebt

luftdichte Ebene

3

3

1

2


Fenster prägen das Aussehen eines Gebäudes und sind ein wichtiges Gestaltungsmittel. Sie ermöglichen Ausblick (Einblick) und Kontakt zur Umwelt. Ausrichtung und Größe der Fenster beeinflussen den Anteil der natürlichen Belichtung des Raumes und haben Einfluss auf das Wohlbe-finden der Bewohner.

Energetisch gesehen sind Fenster ein Schwachpunkt in der Konstruktion. Der U-Wert eines Fenster lag schon immer deutlich über dem eines opaken Bauteils. Die Oberflächen-temperatur der Fenster war deutlich niedriger als die der Umgebung. Um unangenehme Kaltluftbewegungen zu verhindern, wurden Heizkörper immer vor oder sogar in Heizungs-nischen in die Brüstung eines Fensters gestellt.

Der Umbau zu einem Passivhaus mit dem Einsatz von Passivhausfenster bringt neue Freiheiten für die Gestal-tung. Da Heizkörper entfallen kön- nen, werden z.B. bodentiefe Fenster oder Fenster mit einer niedrigen Brüstung möglich.

Durch die Entwicklung gedämmter Rahmen und spezieller Dreifachver-glasung erreichen Passivhausfenster sehr gute Werte von U < 0,8 W/m²K. Der Wärmeverlust durch das Fenster kann damit erheblich verringert werden und die Oberflächentem-peratur gleicht sich denen der Umgebung an. Temperaturen von über 16 °C werden an der Fenster-oberfläche erreicht. Passivhausfenster ermöglichen eine hohe Behaglichkeit und steigern den Wohnkomfort.

Bei einem Passivhaus sind aber nicht nur minimale Wärmeverluste wichtig, sondern auch solare Wärmege-winne. Passivhausfenster müssen einen Gesamtenergiedurchlassgrad g > 48 %. aufweisen. Insgesamt sollte der solare Wärme-gewinn aller Fenster höher sein als der Wärmeverlust durch die Fenster.

Sowohl Rahmen als auch Vergla-sung sollten einen U-Wert < 0,8 W/m²K aufweisen. Da die Vergla-sung den Wärmeverlust durch solare Gewinne ausgleichen oder mindern kann, ist der Rahmen die Schwach-stelle am Fenster. Ein geringer Rahmenanteil ist daher von Vorteil.

Abb 3_33 zeigt den Rahmenanteil eines häufig vorkommenden Fensters des Beispielgebäudes sowie verschiedene Sanierungsvarianten. Je größer das Fenster desto kleiner der Rahmenanteil. Wenn bei zwei-flügeligen Fenster ein Teil Festver-glasung eingesetzt wird, verringert sich der Rahmenanteil nochmals.

Bestand 42,6%

saniert, Obergeschosse 38,7 %

saniert, Erdgeschoss 32,9 %

saniert, Obergeschosse 29,9 %

saniert, Erdgeschoss 28,3 %

Abb 3_33Rahmenanteil alter und neuer Fenster

3.3.5 Fenster


Abb 3_34Fenster, Bestand

1 Rolladenkasten2 Kunststofffenster mit Isolierverglasung U-Wert = 2,6 W/m²K 3 Heizkörpernische

Die alten Fenster werden dominiert von großen Rolladenkästen und in den Raum hineinragende Heizkör-pernischen. Beide verringern den Querschnitt der Wand und sind sowohl gestalterische als auch große energetische Schwachstellen.

Die Kunststofffenster mit Isoliervergla-sung haben einen U-Wert = 2,6 W/m²K und sind absolut undicht eingebaut.

Abb 3_35Fenster mit Rolladenkasten

und Heizkörpernische

1

2

3


Abb 3_36Fenster_saniert

1 Fenstervergrößerung durch Entfernen des Rolladenkasten2 Schiebeladen mit Holzlamellen als Sichtschutz und Verschattung3 Holzfenster mit Korkdämmung, Dreifachverglasung, Uw < 0,8 W/m²K4 Fenstervergrößerung durch Entfernen des Heizkörpers und Verkleinerung der Brüstung5 Überdämmung des Fensterrahmens oben und seitlich

1

23

4

2

3

5

5

Durch das Entfernen des Rolladen-kastens und durch das Verkleinern der Brüstung kann das Fenster auf einfache Weise vergrößert werden. Da das Fenster höher wird, dringt Sonnenlicht tiefer in den Raum ein. Das Tageslicht wird besser genutzt und der Raum wird heller und freundlicher.

Die niedrige Brüstung dient als Sitzplatz. Durch angenehme Ober-flächentemperaturen des Fensters von über 16 °C, wird der Aufenthalt anders als vorher sehr angenehm.

Beim Beispielgebäude tritt das Problem der kalten Füße auf. Dies ensteht durch Kaltluftabfall an der kalten Oberfläche der alten Fenster. Mit dem Einbau wärmegedämmter Fenster steigen die Oberflächentem-peraturen und das Problem ist behoben. Als Sicht- und Sonnenschutz werden an der Ost- und Südfassade (zur Straße und zum Weg) Schiebeläden aus Holzprofilen angeordnet. Nach Norden und zum Garten werden keine Schiebeläden angebracht.


Ein Passivhaus zeichnet sich durch einen sehr niedrigen Jahresheiz-wärmebedarf und eine sehr geringe Heizlast aus. Durch den sinkenden Bedarf an Heizwärme steigt der Anteil der Warmwasserwärme am Gesamt-wärmebedarf deutlich an. Während bei einem durchschnittli-chen Altbau der Warmwasserbedarf nur etwa 12 % des Gesamtwärmebe-darfs ausmacht, sind es bei einem Passivhaus schon 66 % (Abb 3_36). Der Warmwasserbedarf ist also entscheidend für die Auslegung der Heizleistung in einem Passivhaus. Für den sanierten Altbau bedeutet dies eine komplette Umstellung des Heizsystems.

Bei einer Heizlast von maximal 10 W/m² Wohnfläche kann die Behei-zung der Räume über die Zuluft erfolgen. Die Lüftungsanlage ist ein wichtiger Bestandteil eines Passivhauses. Durch eine hocheffiziente Wärme-rückgewinnung mit einem Wirkungs-grad > 75 % können die Lüftungs-wärmeverluste stark gesenkt werden.Die Lüftungsanlage sorgt dazu noch für einen guten, gleichmäßigen hygienischen Luftwechsel und hebt damit den Wohnkomfort.

Wichtige Vorraussetzung für den optimalen Einsatz der Lüftungsan-lage ist die Luftdichtheit des Gebäudes. Bei einem Altbau sind die Bedingungen schwierig. Dennoch ist es möglich, eine gute Luftdichtheit zu erreichen. Außerdem muss die Durchströmung der Wohnung gerichtet sein. Zuluft- , Abluft- und Überströmräume müssen klar definiert werden. Zulufträume sind z.B. Schlafzimmer, Wohnzimmer oder Kinderzimmer. Ablufträume sind Küchen, WCs, Abstellräume und

Bäder. Von Vorteil ist es, wenn Ablufträume bzw. Zulufträume jeweils nah zusammen liegen. Das spart lange Leitungswege und damitKosten und Energieverluste.

Bei einem Altbau sind die Räume jedoch häufig nicht optimal verteilt. Durch ein Umstrukturieren des Grundrisses könnte man diese Situation verbessern, was aber nicht in jedem Fall sinnvoll ist.

Bei einem Zweifamilienhaus gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Lüftung zu organisieren. Im folgen-den werden zwei Varianten betrachtet. Variante 1 sieht ein Lüftungsgerät je Wohneinheit vor und Variante 2 ein gemeinsames Gerät für beide Wohnungen. Daneben gibt es noch eine Vielzahl weiterer Möglichkeiten.

3.3.6 Lüftung und Warmwasser

0 %

20 %

40 %

60 %

80 %

100 %

Altbau WSchVO 1984

WSchVO 1995

Niedrigenergie-haus (EnEV 2002)

Passivhaus

WarmwasserHeizwärme

12 %

88 %

18 %

82 %

23 %

77 %

30 %

70 %

66 %

34 %

Abb 3_37 Relative Entwicklung des Warmwasserbedarfs

Haustechnik Energetische Altbausanierung durch Umwandlung eines bestehenden Wohngebäudes in ein Passivhaus 35

Abb 3_38Lüftungsvariante 1

Lüftungsverteilung in der ErdgeschosswohnungM 1:125

Zuluft

Abluft

Frischluft

Fortluft

Lüftungsgerät

Variante 1 sieht ein Lüftungsgerät je Wohneinheit vor. Der Aufstellort liegt innerhalb der thermischen Hülle in einem Abstellraum oder im Bad. Die Frischluft wird über Ventile in der Außenwand angesaugt, daher kann kein Erdwärmetauscher verwendet werden. Die Fortluft wird ebenfalls durch Auslässe in der Wand ausge-blasen. Es gibt vier Durchstoßpunkte durch die wärmegedämmte Hülle, außerdem beeinflußt es die Gestal-tung der Straßenfassade.

Problematisch ist die Verteilung der Lüftungsleitungen in der Erdge-schosswohnung. Die sehr geringe Raumhöhe von 2,46 m lässt nicht viel Spielraum für Deckenabhängungen. Es sollte daher auf Flachkanäle zurückgegriffen werden.Die Versorgung des östlichen Teils der Wohnung wird innerhalb des Bades entlang der Wände verlegt. Für die Versorgung des westlichen Teils muss der Flur von je einer Zuluft und einer Abluftleitung gekreuzt werden. Die Verteilung erfolgt dann innerhalb des Abstellraumes und des WCs.

Bei der oberen Wohneinheit befindet sich das Lüftungsgerät im Haus-wirtschaftsraum im 2. Obergeschoss. Das Geschoss hat eine Raumhöhe von 2,70 m, so dass hier problemlos im bestimmten Bereichen die Decke abgehängt werden kann, um Lüftungskanäle darin zu verlegen. Die horizontale Hauptverteilung findet im Flur des 2. Obergeschosses statt. Das 1.Obergeschoss (Raum- höhe ebenfalls nur 2,46 m) wird durch vertikale Kanäle, zu denen die vorhandenen Kamine umgenutzt werden, geführt. Verteilt wird dann wieder innerhalb des Abstellraumes, des WCs und im Bad.

Zimmer 1

Zimmer 2

Wohnen

Küche/EssenBad

WC

Flur

Abst.

Lüftungsvariante 1


Küche/Essen

Zuluft

Abluft

Frischluft

Fortluft

Lüftungsgerät

Zimmer 1

Wohnen

Abst.

Flur

HWR

WC

Zimmer 2

Zimmer 2

Zimmer 3

Zimmer 4

Flur

Abst. WC

2. Obergeschoss

1.Obergeschoss

Abb 3_39Lüftungsvariante 1Lüftungsverteilung in der oberen WohneihneitM 1:125

Bad


Wohnung obenAuslegevolumenstrom 160m³/h

Abluft ZuluftBad________40 m³/h Zimmer 1 _____20 m³/hWC ________20 m³/h Zimmer 2 _____20 m³/h Kochen ____60 m³/h Zimmer 3 _____20 m³/hAbstellen___20 m³/h Zimmer 4 _____30 m³/hWC _______20 m³/h Zimmer 5 _____35 m³/h Wohnen _____35 m³/h

Wohnung untenAuslegevolumenstrom 100m³/h

Abluft ZuluftBad________20 m³/h Zimmer 1 _____30 m³/hWC________20 m³/h Zimmer 2 _____30 m³/h Kochen____60 m³/h Wohnen _____40 m³/h

Abb 3_40 Lüftungsvariante 1, 3D- Darstellung

Zuluft

Abluft

Frischluft

Fortluft

Lüftungsgerät

TSD Telefonieschalldämpfer

LVH Luftvorerhitzer

LNH Luftnacherhitzer

RÖ Reinigungsöffnung

2.OGKochen/Essen60 m³/h

2.OGWC20 m³/h

2.OGHWR20 m³/h

2.OG Wohnen35 m³/h

1.OG WC20 m³/h

1.OGZimmer 535 m³/h

1.OG Zimmer 430 m³/h




1.OGBad40 m³/h

TSD 125

TSD 125

TSD 100

TSD 100

TSD 100

TSD 100

TSD 100

3x TSD 160

TSD 125

LVH LNHRÖ

RÖ RÖ

2.OGFortluftstutzenDN 160

2.OGFrischluftstutzenDN 160

2.OG Abstellen20 m³/h

Lüftungsgerät

Lüftungsgerät

EG Zimmer 130 m³/h

EG Zimmer 230 m³/h

EG Bad20 m³/h

EG WC20 m³/h

EG Kochen/Essen60 m³/h

EG Wohnen40 m³/h

TSD 125

TSD 100

TSD 100

TSD 100

TSD 125

TSD 125

TSD 125

RÖ

LVH

LNH

EG Fortluftstutzen DN 125

EG FrischluftstutzenDN 125


Bei Variante 2 gibt es ein gemein-sames Lüftungsgerät für beide Wohneinheiten. Aufgestellt wird das Gerät außerhalb der thermischen Hülle im Keller. Die Frischluft kann bei dieser Variante über einen Erdwärmetauscher vor- gewärmt oder im Sommer gekühlt werden. Die Luft wird nicht auf der Straßenseite angesaugt, sondern im Garten. Das erhöht die Zuluftqualität, da die Gefahr, Autoabgase anzu- saugen, verringert wird. Die Fortluft kann im Bereich des Sockels z.B. durch das Kellerfenster abgegeben werden. Die Fassade bleibt bei dieser Variante in ihrer Gestaltung unberührt.

Die Verteilung der Lüftungsleitungen erfolgt über zwei vertikale Schächte. Hierfür können die beiden vorhan-denen Kamine umgenutzt und ggf. vergrößert werden.Die Hauptverteilung in der Horizon-talen erfolgt nur im Keller. Je eine Zu- und Abluftleitung muss den Kellerflur kreuzen. Bei Durchmessern von DN 160 zzgl. 100 mm Wärmedämmung gibt es Probleme bei der Kopfhöhe. Bei einer lichten Höhe von nur 2,05 m und mit einer Kellerdeckendäm-mung von 7 cm bleiben nur noch 1,98 m. Werden die Lüftungsleitun-gen unterhalb der Decke geführt, bleiben nur noch ca. 1,60 m. Der Flur müsste daher umgeleitet werden.

Da das Gerät außerhalb der Woh-nungen aufgestellt wird, bleibt mehr Wohnfläche übrig. Die kurzen horizontalen Leitungswege innerhalb der Wohnungen können in den Abstellräumen, in den WCs und in den Bädern verlaufen. In den unteren Geschossen gibt es keine Probleme mit zu niedrigen Raum-höhen.

Lüftungsvariante 2

Zuluft

Abluft

Frischluft

Fortluft

Lüftungsgerät

Abb 3_41Lüftungsvariante 2Aufstellort des Lüftungsgerätes im Keller,Luftvorerwärmung durch ErdwärmetauscherM 1:125


Abb 3_42Lüftungsvariante 2

Lüftungsverteilung in der Erdgeschosswohnung


Zuluft

Abluft

Frischluft

Fortluft

Lüftungsgerät

Zimmer 1

Wohnen

Abst.

Flur

HWR

WC

Zimmer 2

Zimmer 2

Zimmer 3

Zimmer 4

Flur

Abst. WC

2. Obergeschoss

1.Obergeschoss

Abb 3_43Lüftungsvariante 2Lüftungsverteilung der oberen WohneinheitM 1:125

Bad


Volumenstrom gesamt 300 m³/h


Abluft ZuluftBad ________40 m³/h Zimmer 1 ____30 m³/hWC ________20 m³/h Zimmer 2 ____20 m³/h Kochen ____60 m³/h Zimmer 3 ____20 m³/hAbstellen ___20 m³/h Zimmer 4 ____30 m³/hWC ________20 m³/h Zimmer 5 ____40 m³/hHWR _______20 m³/h Wohnen ____40 m³/h

Wohnung untenAuslegevolumenstrom 120 m³/h

Abluft ZuluftBad________40 m³/h Zimmer 1 ____35 m³/hWC________20 m³/h Zimmer 2 ____40 m³/h Kochen____60 m³/h Wohnen ____45 m³/h

Zuluft

Abluft

Frischluft

Fortluft

Lüftungsgerät


LVH Luftvorerhitzer



Abb 3_44Lüftungsvariante 2, 3D- Darstellung

2.OG Kochen/Essen60 m³/h

1.OG WC20 m³/h

2.OG HWR20 m³/h 2.OG

Wohnen35 m³/h

EG WC20 m³/h




EG Bad40 m³/h

ErdwärmetauscherDN 200

TSD 100

TSD 100

TSD 125

RÖ

Fortluftstutzen DN 125

TSD 125

TSD 125TSD 125

TSD 125TSD 100

TSD 100

TSD 100


1. OG Zimmer 220 m³/h


EG Zimmer 120 m³/h

EG Zimmer 230 m³/h

EG Wohnen35 m³/h

1.OG Bad40 m³/h

2.OG WC20 m³/h

TSD 100

TSD 100

TSD 100



Für den Umbau wird Lüftungs-variante 2 gewählt. Vorteile dieser Variante sind:- mehr Wohnraum, da Aufstellort außerhalb der Wohnung- Hauptverteilung über zwei vertikale Schächte => horizontale Verteilung innerhalb der Wohnungen ist gering und Probleme mit der lichten Raumhöhe treten in den Wohnungen nicht auf- ein einzelnes Gerät verringert Investitions- und Wartungskosten je Wohneinheit- Vorerwärmung und Kühlung durch einen Erdreichwärmetauscher sind möglich- die Aufteilung des Hauses bleibt flexibel

Nachteil:- Nutzung des Kellers wird einge- schränkt

Abb 3_46 Aussenlufteinlass im Garten

Abb 3_45 Frisch- und Fortluftstutzen in der Straßenfassade


Warmwasserbereitung und Heizung

In einem Passivhaus sind fast alle marktüblichen Systeme zur Wärmeer-zeugung einsetztbar. Kriterien sind Energieeffizienz, Wirtschaftlichkeit und Primärenergieverbrauch.

HeizungDie Heizlast eines Passivhauses sollte auf max. 10 W/m²a begrenzt werden. Nur unter dieser Bedingung ist das Beheizen des Gebäudes über die Zuluft möglich.Durch moderne Wärmerückgewin-nungsgeräte kann ein hoher Wirkungsgrad von über 85 % erzielt werden. Die Restwärme zum Behei-zen der Räume kann durch ein Elektro-Nachheizregister oder ein Warmwasser-Nachheizregister der Zuluft zugeführt werden. Bei einem System auf Wasser-Basis ist eine Kombination der Zuluftnacherwär-mung mit der Warmwasserbereitung sinnvoll. Optimal ist der Einsatz einer Solaranlage.

WarmwasserSonnenenergie ist umweltfreundlich, praktisch unbegrenzt verfügbar und kostenlos. Thermische Solaranlagen können einen Großteil des Warm-wasserbedarfs decken (60 - 70 % übers Jahr)und auch heizungsunter-stützend eingesetzt werden. Es ist daher sinnvoll beim Beispielgebäude eine thermische Solaranlage einzu-setzen. Die Anlage kann z.B. im Form von Vakuumröhrenkollektoren in die Brüstung des Dachgartens intergriert werden oder als verschattendes Dach über einem Sitzplatz auf der Dachterrasse eingesetzt werden.

Die Restwärme kann in einem Passiv- haus mit den unterschiedlichsten Heizsystemen erzeugt werden.

In Frage kommen herkömmliche Heizungsanlagen wie Niedertem-peraturkessel oder Brennwertgeräte, Wärmepumpen, sogar Primäröfen und verschiedene Kombisysteme oder Kompaktgeräte.

Herkömmliche Systeme sind aber oft nicht auf den geringen Wärmebe-darf eines Passivhauses ausgelegt und daher überdimensioniert und nicht praktikabel. Die Geräte fangen bei einer Leistung von ca. 6 - 9 kW an. Das Beispielgebäude hat aber nur eine Heizlast von 3,4 kW. Also kommt es nicht in Frage.

Da der Kamin des Hauses für die Lüftungsverteilung umgenutzt werden soll, ist es sinnvoll eine Wärmeerzeugung zu wählen, die keinen Schornstein benötigt. Das könnte eine Wärmepumpe sein. Wärmequellen für Wärmepumpen können Luft, Grundwasser oder das Erdreich sein. Um Grundwasser oder das Erdreich nutzen zu können, sind Erdkollekto-ren nötig. Da bei der gewählten Lüftungsvariante schon einen Erd- wärmetauscher für die Erwärmung der Zuluft vorgesehen ist, wäre es zu aufwendig einen weiteren Kollektor einzubauen. Für das Gebäude kommt daher nur eine Luft/Wasser- Wärmepumpe in Frage. Eine solche Wärmepumpe nutzt die Abluft des Gebäudes oder Luft aus dem Erdwärmetauscher. Ein Vorteil der Wärmepumpe ist der geringe Platzbedarf. Es wird kein Brennstofflager benötigt und kein Schornstein. Die Heizkosten beschränken sich auf die elektrische Antriebsenergie der Wärmepumpe. Sowohl für die Wärmepumpe als auch für eine thermische Solaran-lage wird ein Pufferspeicher be-nötigt. Eine Wärmepumpe kann die

Abb 3_47Integration der thermischen

Solaranlage in der Brüstung derDachterrasse


Abb 3_48Haustechnikzentrale für Lüftung, Heizung und Warmwasser

Abb 3_48 zeigt das Schema einer möglichen Haustechnikanlage für das Beispielgebäude.

LüftungDas Lüftungsmodul versorgt die Wohnungen mit Zuluft und saugt die Abluft ab. Die Frischluft wird über einen Erdreichwärmetauscher im Winter vorgewärmt und im Sommer vorgekühlt. Im Gegenstrom-Kanalwärmetauscher wird der Abluft ca. 90 % der Wärme entzogen und an die Frischluft abgegeben. Über zwei vertikale Leitungsstränge werden Zuluft und Abluft in bzw. aus den Wohnungen geleitet. Mit einer Sommer-Bypassklappe kann im Sommer die Frischluft am Wärme- tauscher vorbeigeleitet werden. Der Erdreichwärmetauscher-Bypass regelt die Frischluftzufuhr. Außenluft wird über den Erdreichwärme-tauscher oder direkt über einen Außenluftanschluss angesaugt. Damit steht immer Frischluft mit einer optimalen Temperatur zur Verfü-gung.

WärmepumpeDie Wärmepumpe nutzt die Abluft als Energiequelle. Die in der Abluft verbliebene Restwärme wird entzo-gen und direkt an das Speicherwas-ser abgegeben. Wird darüber hinaus weitere Energie benötigt, kann Außenluft direkt angesaugt und ebenfalls genutzt werden. Dadurch steht der Wärmepumpe immer ein optimaler Volumenstrom zur Verfü-gung und die Leistung der Wärmepumpe kann optimal genutzt werden.

WärmespeicherDer Schichtenspeicher wird von verschiedenen Wärmequellen gespeist. Die thermische Solaranlage gibt die Wärme im unteren Bereich des Speichers ab. Die Wärmepumpe gibt im Kühlmittel-Wasser-Wärmetauscher die Wärme direkt an das Speicherwasser ab. Reicht die mit Wärmepumpe und Solaranlage gewonnene Energie nicht aus, wird ein Elektro-Heizstab gleitend gere-gelt dazugeschaltet. Der Elektro-Heizstab ist direktelektrisch betrieben und wird nur für Spitzenlasten benötigt.

Heizung und BrauchwasserÜber ein Warmwasser-Nachheiz-register wird der Zuluft zentral die Restwärme zugeführt. Um unter-schiedliche Temperaturwünsche in den unterschiedlichen Geschossen zu ermöglichen, können Niedertem-peratur-Heizkörper angeordnet werden. Dies ist besonders in den Bädern sinnvoll.

Wärme nicht unmittelbar in den angeforderten Mengen bereitstellen wie herkömmliche Heizsysteme. Und die Solaranlage arbeitet abhängig von der Sonne und nicht vom Verbrauch. Eine Kombination von Wärmepumpe und Solaranlage ist optimal. Spitzen-lasten müssen aber dennoch von einem kleinen direktelektrischen Nachheizregister gedeckt werden.

Um das Zusammenarbeiten der verschiedenen Systeme (Lüftungs-gerät mit Wärmerückgewinnung, thermische Solaranlage und Wärmepumpe) zu optimieren, ist es sinnvoll, ein Kompaktgerät einzu-setzen. Bei einer einzigen Anlage, die alle Komponenten vereint, können diese optimal auf einander abgestimmt und geregelt werden. Der geringe Platzbedarf, entfallende Abrechnungskosten und geringere Investitions- und Wartungskosten sind weitere Vorteile einer kompakten Anlage.


Abb 3_49 Haustechnikschema für das Beispielge-bäude

1 Solarpumpe2 Heizkreispumpe3 WP-Pumpe4 Elektro-Heizstab, direktelektrisch5 Gegenstrom-Kanalwärme- tauscher6 Sommer - Bypassklappe7 EWT - Bypassklappe8 Erdreichwärmetauscher (EWT)9 Zuluft-Nachheizregister10 Wärmepumpe11 Zuluft-Temperatur-Begrenzer12 Regelung

7

8

911

12

12

Fortluft

Außenluft

ZuluftAbluftBrauch-wasser

Nieder-temperatur-heizung

Solarkollektor

Kaltwasser

1

2

3

4

5

6

10

12

46 Energetische Altbausanierung durch Umwandlung eines bestehenden Wohngebäudes in ein Passivhaus Umba u

3.3.7 Auswertung PHPP Umbau

Bei einer Vergrößerung der Energie-bezugsfläche auf 308,5 m² kann der Jahresheizwärmebedarf mit den vorgeschlagenen Sanierungsmaß-nahmen auf 14,5 kWh/m²a reduziert werden.

Der Gesamtheizwärmebedarf beträgt 4482 kWh/a. Dies entspricht mit Strom als Energiequelle von 3,05 t CO2-Emissionen pro Jahr.

Bei einer Heizlast von 10,4 W/m² kann die Beheizung über die Zuluft erfolgen.Der Primärenergie-Kennwert für Warmwasserbereitung, Heizung, Hilfs- und Haushaltsstrom liegt bei 64 kWh/m²a.

Voraussetzung für das Erreichen dieser Passivhauskriterien ist, dass die Luftdichtheit von max. 0,6 pro Stunde eingehalten wird.

Fensterlüftung oder der Einsatz der Lüftungsanlage ohne Wärme- tauscher bieten einen guten Schutz vor Überhitzung.




Energiekennwert Heizwärme: 14,5 kWh/(m²a) 15 kWh/(m²a)

Drucktest-Ergebnis: 0,60 h-1 0,6 h-1




kWh/(m²a)







Zusammenfassung Energetische Altbausanierung durch Umwandlung eines bestehenden Wohngebäudes in ein Passivhaus 47

Abb 4_1 CO2-Emissionen vor und nach einer Sanierung

Abb 4_2 Jahresheizenergiebedarf vor und nach einer Sanierung

Abb 4_4 Anteil der einzelnen Sanierungsmaßnahmen an der GesamteinsparungHeizenergieeinsparung nach der Sanierung: 209,5 kWh/m²a

Das Dreifamilienhaus wurde zu einem Mehrgenerationen-Wohn-haus umgeplant. Ein Anbau sowie die Umnutzung vergrößern die Wohnfläche um 21 %. Die Ver-größerung der Fenster lässt großzü-gige, helle Wohnungen enstehen.Die Verlegung der Terrasse und die Nutzung des Daches als Dachgar-ten gibt beiden Wohnungen einen besonderen Außenraumbezug. Der hervoragende Blick über die Stadt gibt dem Dachgarten eine ganz individuelle Qualität.

Durch die energetischen Maßnah-men kann aus dem typischen Alt- bau ein zukunftsfähiges Passivhaus entstehen. Der konsequente Einsatz von Passivhaustechnologie lässt den Jahresheizenergiebedarf um 94% auf 14,5 kWh/m²a sinken. Den größten Anteil an der Energie-einsparung hat die Dämmung der Gebäudehülle mit 71 %. Jedoch müssen alle Maßnahmen im Ganzen gesehen werden. Nur durch eine gute integrale Planung kann ein optimales Ergebnis erzielt werden.

Probleme bei der Dämmung und der Herstellung der Luftdichtheit treten nur im Kellerbereich auf. Eine Dämmung der Kellerdecke ist zwar machbar aber sehr aufwendig. Die Herstellung der Luftdichtheit ist im Kellerbereich schwierig und im Bereich der Dachbalken aufwen-dig. Es kann aber dennoch eine gute Luftdichtheit erreicht werden.

Gute Werte werden auch bei der Sanierung der Wärmebrücken erzielt. Wärmebrücken im Bereich der Kellerdecke können ohne erheblichen Aufwand nicht behoben werden. Dafür können durch eine hochwertige Sanierung an der

4. Zusammenfassung

Abb 4_3 Auswirkungen der Sanierungsmaßnahmen auf den Jahresheizenergiebedarfvorher: 224 kWh/m²a nachher: 14,5 kWh/m²a

0

50

100

150

200

250

vorher nachher

[kW

h/m

²a]

224

14,5

94 % Reduzierung

0

5

10

15

20

vorher nachher

15,69

3,09

[t/a

]

80 % Reduzierung

Dämmungder Außenwand

54%

Dachdämmung7%Dämmung

der Kellerdecke10%

Austausch der Fenster

20%

Senkung der Lüftungswärmeverluste

2%

Haustür1%

Senkung der Wärmebrückenverluste

6%

0 50 100 150 200 250

ohne Maßnahmen

Dämmung der Außenwand

Dachdämmung

Dämmung der Kellerdecke




Haustür

- 50 %

- 57 %

- 66 %

- 85 %

- 87 %

- 93 %

- 94 %

48 Energetische Altbausanierung durch Umwandlung eines bestehenden Wohngebäudes in ein Passivhaus Zusammenfassung

gesamten Gebäudehülle Bau-schäden durch Tauwasser- oder Schimmelbildung sicher ausge-schlossen werden.

Die Heizlast von 10,4 W/m² macht das Beheizen der Räume über die Lüftungsanlage möglich. MIt einer kontroliierten Lüftungsanlage wird eine gleichmäßig gute Luftqualität erzielt und Behaglichkeit und Wohn-komfort gesteigert. Der Einsatz eines Wärmepumpen-Kompaktgerätes macht konventionelle Brennstoffe überflüssig. Brennstofflager und Schornstein entfallen.

Der größte Teil der benötigten Ener- gie für Warmwasser und Heizung kann mit erneuerbaren Energien gedeckt werden. Eine thermische Solaranlage deckt 56 % des Warm-wasserbedarfs und die Wärme-pumpe nutzt die Energie der Abluft sowie der Außenluft. Allein bei Spitzenlasten muss direktelektrisch nachgeheizt werden.

Die energetische Sanierung führt zu einer Reduktion des Gesamtheiz-wärmebedrafs um 52.818 kWh/a. Das entspricht bei einem Wechsel des Energieträgers einer Einsparung von 12,6 t CO2-Emissionen pro Jahr oder 80 %. Statt 15,69 t werden nach einer Sanierung nur noch 3,09 t CO2

produziert.

Mit dem Einsatz der Passivhaus-technologie lassen sich auch bei Altbauten sehr gute Ergebnisse bei der Heizenergieeinsparung und der Vermeidung von Emissionen erzielen. Und mit einer erheblichen Steigerung der Behaglichkeit und des Wohnkomforts wird nicht nur der Umwelt etwas Gutes getan sondern auch den Bewohnern.

Umbau

ErdgeschosswohnungZimmer 1 14,25 m²Zimmer 2 23,18 m²Bad 8,37 m²Küche/Essen 18,38 m²Wohnen 29,46 m²WC 2,71 m²Abstellen 2,55 m²Flur 11,58 m² 110,48 m²

“Einfamilienhaus”Zimmer 1 14,25 m²Zimmer 2 17,77 m²Zimmer 3 27,56 m²Zimmer 4 23,18 m²Bad 8,49 m²WC 1 2,84 m²Abstellen 2,55 m²Flur 14,79 m²Zimmer 5 14,70 m²Küche/Essen 18,03 m²HWR 8,36 m²Wohnen 27,73 m²WC 2 3,54 m²Abstellen 4,78 m²Flur 13,10 m² 201,67 m²

Treppenhaus 3,66 m²

Energiebezugsfläche 308,50 m²

beheiztes Volumen 1262,25 m³

Hüllfläche 751,81 m²

A/V-Verhältnis 0,59 Bewohner 7

Jahresheizwärmebedarf 14,5 kWh/m²a

Primärenergiebedarf 64 kWh/m²a

Heizlast 10,4 W/m²

Bestand

Wohnung 1 EGZimmer 1 14,25 m²Zimmer 2 17,77 m²Küche 8,37 m²Wohnen/Essen 26,69 m²WC 3,44 m²Bad 6,70 m²Flur 6,92 m² 84,14 m²

Wohnung 2 1.OGZimmer 1 14,25 m²Zimmer 2 17,77 m²Küche 8,57 m²Wohnen/Essen 27,52 m²WC 3,57 m²Bad 6,70 m²Flur 7,06 m² 85,44 m²





A/V-Verhältnis 0,69

Bewohner 5

Jahresheizwärmebedarf 224 kWh/m²a

Heizlast 69,5 W/m²

Zusammenfassung Energetische Altbausanierung durch Umwandlung eines bestehenden Wohngebäudes in ein Passivhaus 49

50 Energetische Altbausanierung durch Umwandlung eines bestehenden Wohngebäudes in ein Passivhaus

Boese, Markus: Möglichkeiten einer hohen Energieeinsparung im Wohngebäudebestand der Bundes-republik Deutschland, Göttingen 2002

BMVIT (Hg.): Altbausanierung mit Passivhauspraxis – Strategien zur Marktaufbereitung für die Implemen-tierung von Passivhauskomponenten in der Altbausanierung, Wien 2004

BMVIT (Hg.): Benutzerfreundliche Heizungssysteme für Niedrigenergie- und Passivhäuser, Wien 2004

Gabriel Ingo, Ladener Heinz (Hg.): Vom Altbau zum Niedrig Energie Haus – Energetische Gebäude-sanierung in der Praxis, Staufen bei Freiburg 2002

Grobe, Carsten: Passivhäuser planen und bauen – Grundlagen, Bauphysik, Konstruktionsdetails, Wirtschaftlichkeit, München 2002

Kolb, Bernhard: Nachhaltiges Bauen in der Praxis, München 2004

Passivhaus Institut: Protokollband des Arbeitskreises kostengünstige Passivhäuser Nr. 4 „Lüftung im Passivhaus“, Darmstadt 1998

Passivhaus Institut: Protokollband des Arbeitskreises kostengünstige Passivhäuser Nr. 24 „Einsatz von Passivhaustechnologie bei der Altbaumodernisierung“, Darmstadt 2003

Passivhaus Institut: CEPHEUS-Projektinformation Nr.5 „Passivhaus- Reihenhäuser: Über die Zuluft be- heizbar?“, 2.Auflage, Darmstadt 2003

Passivhaus Institut: CEPHEUS-Projektinformation Nr.7 „Luftdichte Projektierung von Passivhäusern – Eine Planungshilfe“, Darmstadt 2003

Pistohl, Wolfram: Handbuch der Gebäudetechnik – Planungsgrundla-gen und Beispiele, Band 1, Düssel-dorf 1999

Pistohl, Wolfram: Handbuch der Gebäudetechnik – Planungsgrundla-gen und Beispiele, Band 2, Düssel-dorf 1998

Schulze Darup, Burkhard: Energet-ische Wohngebäudesanierung mit Faktor 10, Nürnberg 2003, Disserta-tion

Literatur

Abb 1_1Kolb, Bernhard: Nachhaltiges Bauen in der Praxis, München 2004, S.11

Abb 1_2Kolb, Bernhard: Nachhaltiges Bauen in der Praxis, München 2004, S.24

Abb 2_11 und Abb 2_12Grobe, Carsten: Passivhäuser planen und bauen – Grundlagen, Bauphysik, Konstruktionsdetails, Wirtschaftlichkeit, München 2002, S.18

Abb 3_27, 3_28, 3_29Ingrid Tepe

Abb 3_37Grobe, Carsten: Passivhäuser planen und bauen – Grundlagen, Bauphysik, Konstruktionsdetails, Wirtschaftlichkeit, München 2002, S.52

Abb 3_48www.effiziento.com

Alle anderen Abbildungen von der Autorin.

Abbildungen

Literatur Energetische Altbausanierung durch Umwandlung eines bestehenden Wohngebäudes in ein Passivhaus 51

52 Energetische Altbausanierung durch Umwandlung eines bestehenden Wohngebäudes in ein Passivhaus

PHPP Bestand

PHPP Umbau

Pläne (Verkleinerungen)

Anhang

Anhang Energetische Altbausanierung durch Umwandlung eines bestehenden Wohngebäudes in ein Passivhaus 53

Passivhaus Nachweis

Objekt: DreifamilienhausStandort und Klima: Bad Iburg Standard Deutschland

Straße: Sebastian-Kneipp-Allee 13PLZ/Ort: 49186 Bad Iburg

Land: Deutschland

Objekt-Typ: Dreifamilienhaus

Bauherr(en):Straße:

PLZ/Ort:

Architekt: Birgit WordtmannStraße: Up den Brinke 3

PLZ/Ort: 49219 Glandorf

Haustechnik:Straße:

PLZ/Ort:

Baujahr: 1954

Zahl WE: 3 20,0 °C

Umbautes Volumen Ve: 865,5 m3 2,1 W/m²Personenzahl: 6,0




Energiekennwert Heizwärme: 224 kWh/(m²a) 15 kWh/(m²a) qDrucktest-Ergebnis: h-1 0,6 h-1

q

Primärenergie-Kennwert (WW, Heizung, Hilfs- u. Haushalts-Strom): 387 kWh/(m²a) 120 kWh/(m²a) q


Primärenergie-Kennwert Einsparung durch solar erzeugten Strom: kWh/(m²a)





Anforderung: Erfüllt?

Primärenergie-Kennwert (WW, Heizung und Hilfsstrom): 298,6 kWh/(m²a) 40 kWh/(m²a) q

Wir versichern, dass die hier angegebenen Werte nach Ausgestellt am:dem Verfahren PHPP auf Basis der Kennwerte des Gebäudesermittelt wurden. Die Berechnungen mit PHPP liegen gezeichnet:diesem Antrag bei.

Innentemperatur:

Interne Wärmequellen:

PHPP 2004, Nachweis Bestand

Passivhaus Nachweis

Objekt: MehrgenerationenhausStandort und Klima: Bad Iburg Standard Deutschland

Straße: Sebastian-Kneipp-Allee 13PLZ/Ort: 49186 Bad Iburg

Land: Deutschland

Objekt-Typ: Zweifamilienhaus

Bauherr(en):Straße:

PLZ/Ort:

Architekt: Birgit WordtmannStraße: Up den Brinke 3

PLZ/Ort: 49219 Glandorf

Haustechnik:Straße:

PLZ/Ort:

Baujahr: 2005

Zahl WE: 2 20,0 °C

Umbautes Volumen Ve: 1262,3 m3 2,1 W/m²Personenzahl: 7,0




Energiekennwert Heizwärme: 14,5 kWh/(m²a) 15 kWh/(m²a) aDrucktest-Ergebnis: 0,60 h-1 0,6 h-1

a

Primärenergie-Kennwert (WW, Heizung, Hilfs- u. Haushalts-Strom): 64 kWh/(m²a) 120 kWh/(m²a) a


Primärenergie-Kennwert Einsparung durch solar erzeugten Strom: kWh/(m²a)





Anforderung: Erfüllt?

Primärenergie-Kennwert (WW, Heizung und Hilfsstrom): 24,5 kWh/(m²a) 40 kWh/(m²a) a

Wir versichern, dass die hier angegebenen Werte nach Ausgestellt am:dem Verfahren PHPP auf Basis der Kennwerte des Gebäudesermittelt wurden. Die Berechnungen mit PHPP liegen gezeichnet:diesem Antrag bei.

Innentemperatur:

Interne Wärmequellen:

PHPP 2004, Nachweis NEU

Energetische Altbausanierung durch Umwandlung eines bestehenden Wohngebäudes in ein Passivhaus

BESTAND

Birgit Wordtmann1994432

LAGEPLAN M 1:1000

1 Flur2 Zimmer3 Wohnen/Essen4 Bad5 WC6 Küche7 Terrasse8 Garage9 Balkon10 Heizungs- /Trockenkeller11 Öllager12 Waschkeller

Dahlkam

pweg


BB

A

A

1

22

3

4 5

6

7

8

9

1

2

2

3

45

6

A

A

BB

1110

A

A

BB

12

1. + 2. OBERGESCHOSS

KELLER

ERDGESCHOSS

A - A B - B

Sebastian-Kneipp-Allee

Dahlkam

pweg

Stadtmitte 400 m -->

Dreifamilienhaus


UMBAU


GRUNDRISSE M 1:100

1 Flur2 Zimmer3 Wohnen4 Bad5 WC6 Küche/Essen7 Abstellen8 Terrasse9 Garage10 Haustechnik11 Dachgarten

11

Dachgarten 2.Obergeschoss

1.Obergeschoss

Keller

2

2

2

7

9

1

2

5

10

1

3

4

5

6

7

8

11

1

2

2

3

4

5

6

7

89

8

C

C

AA

B

B


Dahlkam

pweg

Erdgeschosswohnung+ „aufgestztes Einfamilienhaus“


UMBAU


ANSICHTEN • SCHNITTE M 1:100

C

C

AA

B

B

A - A B - B C - C

NORD OST

SÜD WEST


UMBAU


DETAILS • FASSADENSCHNITTE M 1:20

1 Dachaufbau: Holzdiele 24 mm Abstandshalter Dachabdichtung Hartschaum 300 mm vorh. Dachabdichtung vorh. Holzschalung vorh. Holzbalken 7/20 Zellulose 120 mm vorh. Mineralwolle 80 mm Dampfsperre, (luftdichte Ebene) Lattung 30/50 mm OSB 15 mm Gipskartonplatte 12,5 mm

2 Außenwand: Gipskartonplatte 10 mm Styropor 30 mm Putz 10 mm Lochziegelmauerwerk, 240 mm vorh. Putz + Spachtelung, 20 mm Polyurethan WLG 030, 240 mm bzw. 260 mm Putz 10 mm3 Passivhausfenster, Holz/Kork mit Dreifachverglasung

4 Kellerdecke Fußbodenbelag Ausgleichsestrich, 25 mm Stahlbetondecke, 140 mm Vakuum-Dämmpannel, 70 mm5 Randdämmung, 140/500 mm6 Perimeterdämmung, 240 mm

7 Aufbau Dachterrasse: Holzdielen, 24 mm Abstandshalter Dachabdichtung Holzschalung, 20 mm Vakuumdämmpaneel, 50 mm Bitumenschüttung, 25 mm Dampfsperre Brettstapeldecke, 140 mm Lattung, 30/50 mm Gipskartonplatte, 12,5 mm8 Wandaufbau: Holzprofil 40/55 mm Hinterlüftung 30 mm Holzweichfaserplatte + DWD Platte, 60 mm Furnierschichtholz mit Zelluloseflocken, 200 mm OSB,15 mm Installationsebene mit Zelluloseflocken, 60 mm OSB,12 mm Gipskartonplatte, 12,5 mm

9 Bodenaufbau: Holzdielen, 22 mm OSB, Stöße abgeklebt, 20 mm Holzbalken mit Zellulose, 400 mm Holzschalung, 20 mm Abdichtung Hinterlüftung10 Stahlwinkel11 Deckenaufbau: Holzdielen, 22 mm Lattung, 24 mm Trittschalldämmung, 10 mm Splittschüttung, 60 mm Brettstapeldecke, 140 mm Lattung, 30/50 mm Gipskartonplatte, 12,5 mm12 Perimeterdämmung

1

4

2

5

6

3

7

8

9

11

10

12

10

f

f

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e

e

4

3

5

6

1

2

LUFTDICHTHEIT

SANIERUNG1 luftdichte Dampfsperre unterhalb der Dämmung2 Einputzen der Dampfsperre 3 Abklebung des Fensters, eingeputzt4 Spachtelung auf dem alten Außen- putz bis in den Perimeterbereich5 Spachtelung auf der Innenseite des Kellermauerwerks6 luftdichter Anschluss an die Stahl- betondecke

luftdichte Ebene

ANBAUluftdichte Folie auf Brettstapeldecke 7

Abklebung des Fensters auf OSB-Platte 8OSB-Platten, Stöße abgeklebt 9

9

9

7

8

REGELDETAILS Dach Außenwand Kellerdecke/Bodenplatte

SANIERUNG

ANBAU

U = 0,074 W/m²K U = 0,106 W/m²K U = 0,098 W/m²K

U = 0,071 W/m²K U = 0,132 W/m²K U = 0,107 W/m²K

Ener

getis

che

Altb

ausa

nier

ung

dur

chUm

wan

dlu

ng e

ines

bes

tehe

nden

Woh

ngeb

äud

es in

ein

Pas

sivha

us

Wohnung 1 EGZimmer 1 14,25 m²Zimmer 2 17,77 m²Küche 8,37 m²Wohnen/Essen 26,69 m²WC 3,44 m²Bad 6,70 m²Flur 6,92 m² 84,14 m²


Wohnung 3 2.OGZimmer 1 14,70 m²Zimmer 2 18,03 m²Küche 8,36 m²Wohnen/Essen

BESTANDSAUFNAHME




Energiekennwert Heizwärme: 224 kWh/(m²a) 15 kWh/(m²a)

Drucktest-Ergebnis: h-1 0,6 h-1

Primärenergie-Kennwert (WW, Heizung, Hilfs- u. Haushalts-Strom) : 387 kWh/(m²a) 120 kWh/(m²a)



kWh/(m²a)







Ergebnisse der Berechnungen mit dem Passivhaus Projektierungs Paket (PHPP)

Verschattungssituation

Außenwand Außenputz 15 mm Lochziegel 240 oder 300 mm Innenputz 10 mm teilweise: Innendämmung/Styropor 30 mm Gipskartonplatte 10 mm

Dach Kies Dachbahn Holzschalung 20 mm Konterlattung 24 mm Gefällekeil Holzbalken 7/20, e =80 cm mit 80 mm Mineralwolle Bitumenpappe 0,5 mm Konterlattung 24 mm Putzträgerplatte 15 mm Putz 10 mm

Kellerdecke Fußboden 5 - 10 mm Estrich 20 mm Stahlbetondecke 140 mm

U-Wert 1,47 W/m²K U-Wert 0,68 W/m²K U-Wert 0,63 W/m²K

U-Wert 0,48 W/m²K

U-Wert 2,3 W/m²K

Regeldetails M 1:20

Baujahr 1954

„Wintergarten“-Anbau 1958

Norden Süden

Westen Osten

Ener

getis

che

Altb

ausa

nier

ung

dur

chUm

wan

dlu

ng e

ines

bes

tehe

nden

Woh

ngeb

äud

es in

ein

Pas

sivha

us

-9 -5 0 5 10 15 18

19

-9

-5

0

5

10

15

18

-9 -5 0 17

15

-9

-5

18

WÄRMEBRÜCKEN

1618

172

1110

7

8

-9 -5 0 5 10 15 18

-9 -5 0 16

Schimmel

Tauwasser

-9 -5 0 5 10 15 19-9 -5 0 17

12 15 18

-9 -5 0 17

18

12 15 17

-9 -5 0 5 10 15 19


UAW, = 0,68 W/(m²K)ψ = 0,47 W/mKθmin = 11,8 °C

UAW = 0,68 W/(m²K)ψ = 0,37 W/mKθmin = 12,8 °C


UAW, oben = 0,106 W/(m²K)UAW, unten = 0,098 W/(m²K)ψ = 0,01W/mKθmin = 20 °C

UAW, oben = 0,106 W/(m²K)UAW, unten = 0,098 W/(m²K)ψ = 0,00 W/mKθmin = 14,9 °C

UAW = 0,106 W/(m²K)UKD = 0,123 W/(m²K)ψ = 0,28 W/mKθmin = 15,8 °C

UAW = 0,68 W/(m²K)UKD = 2,3 W/(m²K)ψ = - 0,17 W/mKθmin = 8,1 °C

Dachanschlußvorher _ nachher

auskragende Balkonplattevorher - nachher

Geschossdeckeneinbindungvorher - nachher

Kellersockelnachher

Kellersockelvorher

Ener

getis

che

Altb

ausa

nier

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dur

chUm

wan

dlu

ng e

ines

bes

tehe

nden

Woh

ngeb

äud

es in

ein

Pas

sivha

us

1. OBERGESCHOSS 2. OBERGESCHOSS

KELLER ERDGESCHOSS

LÜFTUNGSAUSLEGUNG

Volumenstrom gesamt 300 m³/h


Abluft ZuluftBad ________40 m³/h Zimmer 1 ____30 m³/hWC ________20 m³/h Zimmer 2 ____20 m³/h Kochen ____60 m³/h Zimmer 3 ____20 m³/hAbstellen ___20 m³/h Zimmer 4 ____30 m³/hWC ________20 m³/h Zimmer 5 ____40 m³/hHWR _______20 m³/h Wohnen ____40 m³/h

Wohnung untenAuslegevolumenstrom 120 m³/h

Abluft ZuluftBad________40 m³/h Zimmer 1 ____35 m³/hWC________20 m³/h Zimmer 2 ____40 m³/h Kochen____60 m³/h Wohnen ____45 m³/h

Zuluft

Abluft

Frischluft

Fortluft

Lüftungsgerät


LVH Luftvorerhitzer



2.OG Kochen/Essen60 m³/h

1.OG WC20 m³/h

2.OG HWR20 m³/h 2.OG

Wohnen35 m³/h

EG WC20 m³/h




EG Bad40 m³/h

ErdwärmetauscherDN 200

TSD 100

TSD 100

TSD 125

RÖ

Fortluftstutzen DN 125

TSD 125

TSD 125TSD 125

TSD 125TSD 100

TSD 100

TSD 100




EG Zimmer 120 m³/h

EG Zimmer 230 m³/h

EG Wohnen35 m³/h

1.OG Bad40 m³/h

2.OG WC20 m³/h

TSD 100

TSD 100

TSD 100


LÜFTUNGSVERTEILUNG

7

8

9

10

12

12

Fortluft

Außenluft

ZuluftAbluft

Brauch-wasser

Nieder-temperatur-heizung

Solarkollektor

Kaltwasser

12

3

4

5

6

HAUSTECHNIK

Haustechnikschema 1 Solarpumpe2 Heizkreispumpe3 WP-Pumpe4 Elektro-Heizstab, direktelektrisch5 Gegenstrom-Kanalwärme- tauscher6 Sommer - Bypassklappe

7 EWT - Bypassklappe8 Erdreichwärmetauscher (EWT)9 Zuluft-Nachheizregister10 Wärmepumpe11 Zuluft-Temperatur-Begrenzer12 Regelung

11

12

Ener

getis

che

Altb

ausa

nier

ung

dur

chUm

wan

dlu

ng e

ines

bes

tehe

nden

Woh

ngeb

äud

es in

ein

Pas

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us

0

50

100

150

200

250

vorher nachher

[kW

h/m

²a]

224

14,5

94 % Reduzierung

0

5

10

15

20

vorher nachher

15,69

3,09

[t/a

]80 % Reduzierung

Dämmungder Außenwand

54%

Dachdämmung7%


10%


20%


2%

Haustür1%


6%

0 50 100 150 200 250

ohne Maßnahmen

Dämmung der Außenwand

Dachdämmung





Haustür

- 50 %

- 57 %

- 66 %

- 85 %

- 87 %

- 93 %

- 94 %

ErdgeschosswohnungZimmer 1 14,25 m²Zimmer 2 23,18 m²Bad 8,37 m²Küche/Essen 18,38 m²Wohnen 29,46 m²WC 2,71 m²Abstellen 2,55 m²Flur 11,58 m² 110,48 m²

“Einfamilienhaus”Zimmer 1 14,25 m²Zimmer 2 17,77 m²Zimmer 3 27,56 m²Zimmer 4 23,18 m²Bad 8,49 m²WC 1 2,84 m²Abstellen 2,55 m²Flur 14,79 m²Zimmer 5 14,70 m²Küche/Essen 18,03 m²HWR 8,36 m²Wohnen 27,73 m²WC 2 3,54 m²Abstellen 4,78 m²Flur 13,10 m² 201,67 m²

Treppenhaus 3,66 m²




A/V-Verhältnis 0,59

UMBAU

Verbesserung des A/V-Verhältnisses

vorher: Energiebezugsfläche = 255,81 m²A/V-Verhältnis = 0,69

Nutzungsänderung

Dreifamilienhaus

nachher: Energiebezugsfläche = 308,5 m²A/V-Verhältnis = 0,59

Erdgeschosswohnug+ „aufgesetztes Einfamilienhaus“,Dachgarten




Energiekennwert Heizwärme: 14,5 kWh/(m²a) 15 kWh/(m²a)

Drucktest-Ergebnis: 0,60 h-1 0,6 h-1




kWh/(m²a)







Ergebnisse der Berechnungen mit dem Passivhaus Projektierungs Paket (PHPP)

CO2-Emissionen vor und nach einer Sanierung

Jahresheizenergiebedarf vor und nach einer Sanierung

Anteile der einzelnen Sanierungsmaßnahmen an der Gesamteinsparung,Heizenergieeinsparung nach der Sanierung: 209,5 kWh/m²a

Auswirkungen der Sanierungsmaßnahmen auf den Jahresheizenergiebedarfvorher: 224 kWh/m²a nachher: 14,5 kWh/m²a

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