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 Zur Wärmedämmung von Erkern

Für die Planung der Wärmedämmung von beheizten Räumen über Außenbereichen, wie z.B. bei Erkern oder überbauten Terrassen sucht man in DIN 4108 Beiblatt 2 vergeblich nach einem Detail für den Wand-Deckenknoten. Diese Bauweise führt zu höheren Transmissionswärmeverlusten der gedämmten Gebäudehülle und ist damit energetisch betrachtet ungünstig. Sie aber deswegen im Beiblatt nicht unter den "derzeit üblichen Konstruktionen" aufzuzählen, ist nicht nachzuvollziehen. Bei enger Auslegung der EnEV hat das Fehlen dieses Details die Konsequenz, dass man auf ein Gebäude mit Erker das vereinfachte Verfahren nicht anwenden kann.

Auch bei den Baumaterial-Herstellern, hier im folgenden Beispiel Porenbeton, ist ein entsprechendes Detail im aktuellen Wärmebrückenatlas nicht zu finden. Es gibt lediglich Vorschläge für Decken über einem unbeheizten Keller. Der Planer ist in diesem Fall also auf sich gestellt. Das Fehlen von Beispielen für wärmetechnisch einwandfrei konstruierte Details führt in der Praxis zu Schäden, was an einem Beispiel aus der Gutachtertätigkeit gezeigt werden soll.

 Beispiel aus der Gutachtertätigkeit

In dem Wohnraum über einem überbautem Eingangsbereich hat sich über dem Fußboden in der Wandecke Schimmel gebildet. Die Wandecke wird durch eine Stahlbetonstütze abgefangen. In diesem Fall war zu klären, ob die Schimmelbildung auf Baumängel oder falsches Nutzerverhalten zurückzuführen ist.

Der ursprüngliche Zustand wurde in einem dreidimensionalen Modell untersucht. Die wichtigsten Erkenntnisse aus dieser Modellrechnung:

  • Die Schimmelpilzbildung ist nicht auf falsches Nutzerverhalten zurückzuführen. Die Temperatur in der Wandecke knapp über dem Fußboden beträgt nach der Modellrechnung 10,4°C, und liegt damit unter der Grenztemperatur für die Schimmelbildung von 12,6°C.
  • Der Einfuß der Stütze auf die Wärmetransportvorgänge ist gering. Ob die Stütze ungedämmt oder gedämmt ist, bringt in der Wandecke nur einen Temperaturanstieg von 0,2°C.
  • Der Temperaturunterschied auf der Wandinnenseite in der Wandecke und ca. 1 m von der Wandecke entfernt beträgt etwa 3°C. Untersucht man verschiedene Varianten in einem zweidimensionalen Modell, muss man ca. 3°C von den Temperaturergebnissen abziehen, um die Temperatur in der Wandecke im dreidimensionalen Fall zu bestimmen.

In der folgenden Tabelle sind mit einem zweidimensionalen Modell drei Varianten untersucht worden:

  • In der linken Spalte der ursprüngliche Bauzustand.
  • in der mittleren Spalte ein Sanierungsvorschlag, um durch eine konstruktive Maßnahme die Schimmelpilzbildung in vorliegenden Fall zu vermeiden.
  • in der rechten Spalte eine alternative Konstruktion.

Der Heizestrich wird im Modell durch punktuelle Wärmezufuhren von 2 W/m simuliert. Die Einleitungsstellen sind etwa im Abstand der wasserführenden Rohre verteilt, in der oberen Bildreihe durch drei kleine Kreise erkennbar.

ursprünglicher Zustand

Sanierungsvorschlag

alternative Konstruktion

  
Die Stahlbetondecke liegt auf einem Unterzug in einer Porenbeton U-Schale auf. Auf der Decke liegt ein Heizestrich auf einer 6 cm dicken Wärme- und Trittschalldämmschicht. Die aufgehende Wand besteht aus 30 cm dickem, beidseitig geputztem Porenbeton-Mauerwerkgleiche Konstruktion wie links, nur Innenputz wird durch 15 cm breitem Putzstreifen aus Wärmedämmputz unterbrochendickere Stahlbetondecke kommt durch Ausbildung von deckengleichen Unterzüge ohne Unterzug aus; Decke und Wand werden gleich gedämmt.
   
Temperaturverteilung von -6 bis + 20 °CTemperaturverteilung von -6 bis + 20 °CTemperaturverteilung von -6 bis + 20 °C
Temperatur im Ixel, 2D-Modell: 14,2 °C
Wandecke im 3D-Modell: 11,2°C < 12,6 °C
Temperatur im Ixel, 2D-Modell: 15,6 °C
Wandecke im 3D-Modell: 12,6°C = 12,6 °C
Temperatur im Ixel, 2D-Modell: 15,8 °C
Wandecke im 3D-Modell: 12,8°C > 12,6 °C
   
Wärmetransport q von 0 bis > 60 W/m2Wärmetransport q von 0 bis > 60 W/m2Wärmetransport q von 0 bis > 60 W/m2
max q im Innenputz: 68 W/m2max q im Innenputz: 46 W/m2max q im Innenputz: 53 W/m2
Ψ nach EN ISO 10211: 0.343 W/(m·K)Ψ nach EN ISO 10211: 0.324 W/(m·K)Ψ nach EN ISO 10211: 0.232 W/(m·K)
Im ursprünglichen Zustand ist die äußere Kante der Stahlbetondecke kalt. Über den gut wärmeleitenden Innenputz fließt die Wärme aus dem Innenraum über die Decke in den schlecht gedämmten Unterzug ab. Als Folge erreicht die Temperatur auf der Wandinnenseite knapp über dem Fußboden nur 14,6 °C.

Wird die Innenputzschicht durch einen Streifen Wärmedämmputz wie in der mittleren Spalte unterbrochen, steigt die Temperatur auf der Wandinnenseite auf 15,6 °C an. Damit ist der kritische Wert für die Schimmelpilzbildung gerade erreicht. Der Wärmetransport über die kalte Decke besteht aber weiterhin und der Wärmebrückenverlustbeiwert wird durch diese Maßnahme nicht wesentlich verbessert.

Bei der alternativen Konstruktion in der rechten Spalte wird auf den schlecht gedämmten Unterzug verzichtet, Decke und Wand werden etwa gleichmäßig gedämmt. Damit wird sowohl das Schimmelpilzkriterium eingehalten als auch Wärmebrückenverlustbeiwert um 30% reduziert.