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Wir bieten detaillierte Wärmebrückenberechnungen für Planer

Wärmebrückenberechnung - detailliert und KfW konform

Wärmebrückenberechung nach DIN EN ISO 10211/DIN 4108 Beiblatt 2

Die detaillierte Wärmebrückenberechnung ist eine Planungsleistung durch die Bauschäden (Kontrolle der Oberflächentemperatur) verhindert und Baukosten eingespart werden. Häufig kann ein höherer KfW-Effizienzhausstandard (KfW 40 plus, 40, 55, 70, 85, 100, 115) erreicht oder auf aufwändige Kompensationsmaßnahmen verzichtet werden. Der Wärmebrückennachweis entscheidet durch den verminderten Wärmebrückenzuschlag über das Gelingen eines gewünschten KfW Effizienzhausstandards. 

Wir bieten unseren Service Bauherren sowie Architekten, Fachplanern, Bauträgern und Energieberatern zur Realisierung der Umsetzung von KfW-Effizienzhäusern (Wohngebäude und Nichtwohngebäude) an. 

Fachplaner und Bauherren schätzen an unserem Service, bei dem unkompliziert eine detaillierte Berechnung des Wärmebrückenzuschlages erfolgt und aufgrund unserer Expertise als Energieberater und Spezialist im Bereich der Optimierung von Anschlußdetails stets der aktuelle Stand der Technik und die richtigen Randbedingungen Anwendung finden. 

Das verwenden der aktuellen Normen wie der DIN 4108 Beiblatt 2:2006-03 für EnEV Projekte und der DIN 4108 Beiblatt 2:2019-06 für KfW Projekte sowie den aktuellen gesetzlichen Vorgaben aus der Energieeinsparverodnung und zukünftig dem Gebäudeenergiegesetzt (GEG) sowie den Technischen Mindestanforderungen der KfW und der Bundesförderung Effizienter Gebäude (BEG) sind bei der Berechnung unserer Konstruktionen und Bauteilen selbstverständlich.

In unserem Wärmebrückenkatalog finden sie Beispiele für optimierte Anschlussdetails wie beispielsweise im Bereich der Balkone, Fensterlaibungen, Innendämmung und Fenster.

Das nachträgliche beheben von Schimmel oder Bauschäden insbesondere bei einer falsch geplanten Fassaden- oder Innendämmung bspw. von Gebäudenecken ist sehr aufwändig und kostenintensiv und durch eine frühzeitige Planung der Anschlussdetails leicht zu verhindern.

Insbesondere die Schimmelbildung an Außenecken eines Hauses, die durch Unterschreitung von Temperatur und den dadurch bedingten Tauwasserausfall hervorgerufen werden, müssen bei nachträglichen Sanierungsmaßnahmen besonders geplant werden.


Wärmebrückenberechnung – Was kostet eine Wärmebrückennachweis?

Mit diesem kostenlosen Rechner können Sie unproblematisch ermitteln, welche Kosten durch einen Wärmebrückennachweis entstehen können.

Wärmebrücken Satteldach

Satteldach

Wärmebrücken Flachdach

Flachdach

Wärmebrücken Walmdach

Walmdach

Wärmebrücken Pultdach

Pultdach


Wärmebrücken von Anbauten

Anbauten/Erker

Wärmebrücken von Gauben

Gauben




* Diese Felder müssen ausgefüllt werden.



Die Kosten eines Wärmebrückennachweises werden zu 50 % durch die KfW Baubegleitung (Programm 431) gefördert. Auch in der steuerlichen Förderung nach EStG 35c werden die Kosten des Nachweises mit 50 % anerkannt.


Wärmebrückenberechnung – Beispiele und Grundlagen des detaillierten Wärmebrückennachweises nach DIN 4108 Beiblatt 2

Klären wir an dieser Stelle doch zunächst einmal, um was es sich genau bei einer Wärmebrücke, die fälschlicherweise oftmals als Kältebrücke bezeichnet wird, handelt: „Wärmebrücken sind örtlich begrenzte Stellen, die im Vergleich zu den angrenzenden Bauteilen eine höhere Wärmestromdichte aufweisen. Die Folgen von Wärmebrücken sind erhöhte Wärmeverluste mit den einhergehenden niedrigeren Oberflächentemperaturen (Gefahr von Tauwasserbildung)“.

Die entsprechende Normung wird in der Definition der Wärmebrücken noch konkreter: „Nach DIN EN ISO 10211 handelt es sich bei einer Wärmebrücke um einen Teil der Gebäudehülle, wo der ansonsten gleichförmige Wärmedurchlasswiderstand signifikant verändert wird durch:

  • eine vollständige oder teilweise Durchdringung der Gebäudehülle durch Baustoffe mit unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit und/oder
  • eine Änderung der Bauteildicke und/oder
  • eine unterschiedliche Differenz zwischen Innen- und Außenfläche, wie sie bei der Wand-, Fußböden- und Deckenanschlüssen auftritt.“

Zusammenfassend lassen sich also folgende Dinge für die Definition/Lokalisierung von Wärmebrücken feststellen:

  1. Wärmebrücken zu „finden“ ist relativ einfach! Bei jeder Änderung in der Geometrie der Hüllfläche, des Bauteilaufbaus oder der Bauteilstärke stößt man auf eine Wärmebrücke. Die typischsten Vertreter im Bauwesen sind folglich: Gebäudekanten, umlaufende Laibungen bei Fenstern und Türen, Wand- und Deckeneinbindungen, Deckenauflager, Balkonplatten, Sockelbereiche, Innenwände sowie Anschlüsse an die Bodenplatte. Somit können selbst bei einer einfachen und kompakten Gebäudehülle weit über 20 unterschiedliche Anschlusssituationen zusammenkommen!
  2. Wärmebrücken werden über den sogenannten PSI-Wert dargestellt, der in W/mK ausgewiesen wird. Nehmen wir an, der PSI-Wert einer Fensterlaibung beträgt 0,02 W/mK und das Gebäude verfügt über insgesamt 60 m Laibungslänge. Daraus ergibt sich ein zusätzlicher Wärmeverlust von 60 * 0,02 W/mK = 1,2 W. Entscheidend bei der quantitativen Bewertung von Wärmebrücken ist das Verständnis, dass es sich bei den PSI-Werten immer nur um Verhältniswerte handelt. Der PSI-Wert alleine ist kein Maß zur Bewertung einer Anschlusssituation! Er kennzeichnet lediglich den zusätzlichen Wärmeabfluss (zweidimensionaler Wärmestrom) im Verhältnis zum ungestörten Bereich (eindimensionaler Wärmestrom).

Je geringer der Wärmetransport also im ungestörten Bereich ist, also je hochwertiger die energetische Qualität der Bauteile ausgeführt wird, desto entscheidender ist der Einfluss des PSI-Wertes. Dies lässt sich am einfachsten an folgendem Beispiel darstellen:

EFH – Baujahr 1950
Wärmebrücke Länge in m PSI-Wert
1. Balkonplatte 6,0 0,38
2. Fensterlaibung 52,0 0,09
3. Sockel 36,0 -0,07
     
Wärmebrückenanteil 1 %

Hierbei handelt es sich um ein unsaniertes Gebäude aus dem Jahr 1950. Der Wärmebrückenanteil ist hier im Verhältnis zu den sonstigen Wärmeverlusten sehr gering. Im nächsten Schritt wird ein Wärmedämmverbundsystem angebracht, die Kellerdecke sowie die Dachkonstruktion gedämmt.

EFH – Baujahr 1950
Wärmebrücke Länge in m PSI-Wert
1. Balkonplatte 6,0 0,75
2. Fensterlaibung 52,0 0,47
3. Sockel 36,0 0,24
     
Wärmebrückenanteil 26 %

Auf die sachgerechte Ausgestaltung der Wärmebrücken wurde keine Rücksicht genommen – die Folge sind hohe Wärmeverluste über ansteigende PSI-Werte. Die Erklärung hierfür ist ganz einfach und an die bereits oben beschriebene Definition angelehnt. Der Wärmefluss durch die flächigen Bauteile wird durch die Wärmedämmung stark reduziert. Im Sockelbereich entsteht aber durch das Fehlen einer flankierenden Dämmschicht ein „Kurzschluss“, durch den im Verhältnis zum übrigen Wärmestrom vermehrt Wärme fließt und dadurch verloren geht. Zusätzlich kühlen die Bauteile durch den erhöhten Wärmeabfluss verstärkt ab!

Im letzten Beispiel wird den Wärmebrücken über eine Sockel- und Fensterlaibungsdämmung sowie der thermischen Entkopplung der Balkonplatte die notwendige Beachtung geschenkt:

EFH – Baujahr 1950
Wärmebrücke Länge in m PSI-Wert
1. Balkonplatte 6,0 0,02
2. Fensterlaibung 52,0 0,01
3. Sockel 36,0 0,11
     
Wärmebrückenanteil 4 %

Durch eine vorausschauende Planung und clevere Detaillösungen lassen sich, wie man sieht, die „Problemdetails“ einfach entschärfen. Somit passen auch wieder die Verluste über die Wärmebrücken in das energetische Gesamtkonzept der Komplettsanierung. An dieser Stelle kommen wir wieder zu der eingangs gestellten Frage, welches Geschäftsfeld sich durch die Planung und Ausführung von Wärmebrückendetails für den Energieberater des Handwerks ergibt.

Vorausschicken möchten wir hierzu ein Zitat aus einem Seminar der KfW:
„Teildisziplinen der energieeffizienten Gebäudeplanung werden stärker in den Mittelpunkt rücken (Wärmebrückenbewertungen, thermische Simulationen von Solaranlagen, etc.), so dass das Grundprinzip „Die EnEV belohnt planerischen Sachverstand“ an Bedeutung gewinnt. Das Effizienzhaus ist immer nur so gut wie sein Konzept.“ Die Dämmstärke einer Außenwand oder eines Dachaufbaus zu bestimmen ist das Eine, sich aber mit allen vorhandenen Anschlusssituationen und deren Optimierung auseinanderzusetzen schon etwas ganz anders (sozusagen die KÜR in der Energieberatung). Und dies geschieht ganz zum finanziellen Vorteil des Kunden. Faktisch bedingt schon heute der aktuelle KfW-Effizienzhaus 55-Standard eine detaillierte Wärmebrückenbewertung, um wirtschaftlich sinnvolle und vertretbare Lösungen erarbeiten zu können. Dies soll nachfolgendes Beispiel aufzeigen. Bei der Bewertung von Wärmebrücken lässt die Energieeinsparverordnung mehrere Vorgehensweisen zu, die von pauschalen Ansätzen bis zu dem detaillierten Einzelnachweis reichen:

  1. Im Regelfall:
    ∆ UWB = 0,10 W/m²K

  2. Wenn mehr als 50 % der Außenwand mit einer innen liegenden Dämmschicht und einbindender Massivdecke versehen sind:
    ∆ UWB = 0,15 W/m²K

  3. Bei vollständiger energetischer Modernisierung aller zugänglichen Wärmebrücken unter Berücksichtigung des Beiblatts 2 der DIN V 4108:
    ∆ UWB = 0,05 W/m²K

  4. Durch genauen Nachweis der Wärmebrücken nach DIN V 4108-6:2000-11 in Verbindung mit DIN EN ISO 10211

  5. Bei Einhaltung der geometrischen Vorgaben an die Gebäudehülle und der Wärmebrückenempfehlungen der KfW-Merkblätter:
    ∆ UWB = 0,035 – 0,025 W/m²K
Ansicht Haus von Osten Ansicht Haus von Norden

Dieses Gebäude soll als KfW 55-Gebäude errichtet werden. Als erster Schritt ist natürlich ein entsprechendes Gebäudeaufmaß vorzunehmen und alle relevanten Bauteile aufzunehmen/zu bewerten. In diesem Beispiel wurden bereits für alle wichtigen Bauteile (Wand, Bodenplatte, Fenster, Dach) Angebote eingeholt. Nach Ermittlung des Transmissionswärmeverlustes der Gebäudehülle und des Primärenergiebedarfs ergab sich folgendes Bild (ohne Berücksichtigung von Wärmebrücken - also die Annahmen eines pauschalen Ansatzes):

  Ist-Wert Referenzgebäude (EnEV) KfW-EH 70 (EnEV) KfW-EH 55 (EnEV) KfW-EH 40 (EnEV)
Jahres-Primärenergiebedarf qp [kWh/(m²*a)] 43,33 65,48 45,84 36,01 26,19
Transmissionswärmeverlust H'T [W/(m²*K)] 0,285 0,317 0,270 0,222 0,175
Transmissionswärmeverlust H'T [W/(m²*K)] 0,285 0,500 0,500 0,500 0,500

Die Anforderungen an die EnEV können eingehalten werden, nicht aber die Effizienzkriterien der KfW. Im nächsten Schritt wird davon ausgegangen, dass sämtliche Anschlusssituationen nach dem Beiblatt 2 der DIN V 4108 ausgeführt werden (konkret halbieren sich somit die Wärmebrückenverluste):

  Ist-Wert Referenzgebäude (EnEV) KfW-EH 70 (EnEV) KfW-EH 55 (EnEV) KfW-EH 40 (EnEV)
Jahres-Primärenergiebedarf qp [kWh/(m²*a)] 38,73 65,48 45,84 36,01 26,19
Transmissionswärmeverlust H'T [W/(m²*K)] 0,235 0,317 0,270 0,222 0,175
Transmissionswärmeverlust H'T [W/(m²*K)] 0,235 0,500 0,500 0,500 0,500

Nun würde zumindest die erste Förderstufe der KfW erreicht, die allerdings mittlerweile aus dem Angebot der KfW verschwunden ist. Als drittes wird ein noch geringerer Wärmebrückenfaktor angesetzt. Diese Möglichkeit wurde von der KfW geschaffen – ist allerdings an eine geometrische Gestaltung der Gebäudehülle gekoppelt:

  Ist-Wert Referenzgebäude (EnEV) KfW-EH 70 (EnEV) KfW-EH 55 (EnEV) KfW-EH 40 (EnEV)
Jahres-Primärenergiebedarf qp [kWh/(m²*a)] 36,90 65,48 45,84 36,01 26,19
Transmissionswärmeverlust H'T [W/(m²*K)] 0,214 0,317 0,270 0,222 0,175
Transmissionswärmeverlust H'T [W/(m²*K)] 0,214 0,500 0,500 0,500 0,500

Durch diese Maßnahme erreichen wir zumindest schon den erforderlichen Transmissionswärmeverlust der Gebäudehülle. Der Primärenergiebedarf übersteigt noch die Zielsetzung des Effizienzhauses 55. Als letzten Schritt bestimmen wir die detaillierten Wärmeverluste sämtlicher Wärmebrücken in dem Projektgebäude:

  Ist-Wert Referenzgebäude (EnEV) KfW-EH 70 (EnEV) KfW-EH 55 (EnEV) KfW-EH 40 (EnEV)
Jahres-Primärenergiebedarf qp [kWh/(m²*a)] 34,89 65,48 45,84 36,01 26,19
Transmissionswärmeverlust H'T [W/(m²*K)] 0,192 0,317 0,270 0,222 0,175
Transmissionswärmeverlust H'T [W/(m²*K)] 0,192 0,500 0,500 0,500 0,500

Neben dem Erreichen des Effizienzhausstandard 55 konnte die Dämmstärke der Bodenplatte und des Dachaufbaus reduziert werden und ein anderer Stein für den Wandaufbau ausgewählt werden. Für den Bauherrn bedeutet also eine detaillierte Wärmebrückenberechnung eine Kostenreduktion bei den Baumaterialien einhergehend mit der Möglichkeit der Ausschöpfung von Fördermitteln durch die KfW-Bank!

Schauen wir uns doch einmal eine konkrete Optimierung einer üblichen Anschlusssituation an. Das Projektgebäude besitzt keinen Keller – somit bildet die Bodenplatte den Abschluss der thermischen Hüllfläche. Mitunter den größten Einfluss besitzt der Anschluss der Außenwand an die Bodenplatte aufgrund der Länge der Wärmebrücke (hier 53,51 Meter). Die Ausgangssituation nehmen wir wie folgt an:

Beispiel einer detaillierten Wärmebrücke Außenwand an Bodenplatte
Einfluss der Perimeterdämmung auf den Wärmebrückennachweis

Die Außenwand wird direkt auf der Bodenplatte gegründet – unterhalb der Bodenplatte verläuft eine Dämmschicht mit einer Stärke von 10 cm. Es ergibt sich ein PSI-Wert von 0,230 W/mK. Auf die gesamte Länge der Anschlusssituation gerechnet ergibt sich ein zusätzlicher Wärmeverlust von 53,51 m * 0,230 W/mK 12,31 W! Ein beachtlicher Wert, wenn man bedenkt, dass über das gesamte Bauteil der Bodenplatte insgesamt 55 W verloren gehen. Der Wärmebrückenanteil beträgt hier also über 18 % des gesamten Energieverlustes. Als Optimierungsmaßnahme wird hier eine stirnseitige Dämmung der Bodenplatte vorgeschlagen, die eine Stärke von 12 cm aufweisen soll:

Stirnseitige Dämmung der Bodenplatte
Wärmebrückennachweis mit stirnseitiger Dämmung der Bodenplatte

Durch diese Maßnahmen lässt sich der PSI-Wert auf 0,006 reduzieren – in absoluten Zahlen also auf 53,51 m * 0,006 W/mK 0,321 W! Somit bewirkt er nur noch einen zusätzlichen Energieverlust von 0,6 % im Vergleich zum Wärmeabfluss durch die Bodenplatte. Dieses Beispiel verdeutlicht recht einfach, welche Möglichkeiten in einer detaillierten Betrachtung der Wärmebrücken in einem Gebäude liegen. Pauschale Ansätze lassen sich nur durch ein „Mehr“ an Dämmmaßnahmen realisieren, die im Regelfall immer zu unwirtschaftlichen Lösungen führen. Durch das planerische Geschick sowie den Wissensvorsprung des Energieberaters lässt sich dies umgehen!


Ausgesuchte Bauteile als Katalog der detaillierten Wärmebrückenberechnung

Nachfolgend eine Auswahl an verschiedenen Anschlussdetails und Konstruktionen in unserem Wärmebrückenkatalog.




Wärmebrücken FAQs


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