WÄRMEBRÜCKEN GRUNDLAGEN UND F-WERT BERECHNUNG

Wärmebrücken Basics - und wie sich das Schimmelrisiko schon in der Planungsphase minimieren lässt


Wenn Sie bisher mit den Themen Bauplanung, Bauphysik, Energieberatung und Wärmebrücken noch wenig Kontakt hatten, oder einfach Ihr Wärmebrücken-Wissen auffrischen möchten, dann soll diese Seite für Interessierte einen ersten Einblick zum Thema Wärmebrücken und Wärmebrückenberechnung geben, und die möglichen Folgen von Wärmebrücken aufzeigen, etwa das Auftreten von Schimmel bei schlechter Planung. Zum Zusammenhang mit der EnEV-/GEG-Berechnung siehe Wärmebrücken EnEV & GEG.

WAS SIND WÄRMEBRÜCKEN?

Was sind Wärmebrücken? Kurz und einfach erklärt von Seidenschwarz Energieberatung

Um Wärmebrücken zu finden, müssen Sie nicht lange suchen: Schauen Sie doch zu Ihrem Fenster. Oder an andere Stellen Ihrer Außenwand:  Ecken aus Außenwand an Außenwand, Innenwände, die auf die Außenwand stoßen, oder auch die Einbindung der Decke an die Außenwand. Wärmebrücken sind allgegenwärtig in Ihrem Alltag. 

Bei einem Temperaturunterschied zwischen innen und außen (z.B. im Winter) stellt sich ein Wärmestrom durch die Bauteile ein. Im Winterfall vom warmen, beheizten Innenraum zur kalten Umgebung außen. Daher auch die Benamung Wärmebrücke – nicht Kältebrücke.

Wärmebrücken treten überall dort auf, wo sich dieser Wärmestrom aufgrund von Besonderheiten ändert. In der Regel wird dieser Wärmestrom durch die Wärmebrücke größer sein als der normale Wärmestrom, etwa bei einer Außenecke. In bestimmten Fällen kann der Wärmestrom durch die Wärmebrücke aber auch geringer sein als der normale Wärmestrom, etwa bei einer Innenecke.  Allgemein gilt also: 

Wärmebrücken sind bestimmte Stellen in der Gebäudehülle, an denen sich im Vergleich zu den unmittelbar angrenzenden Bereichen ein veränderter Wärmestrom ergibt. 


WO TRETEN WÄRMEBRÜCKEN AUF?

Die kurze, aber dennoch richtige Antwort: Überall dort, wo gebaut wird.

Wärmebrücken lassen sich nie komplett vermeiden. „Wärmebrücken-freies Bauen“ gibt es in der Praxis nicht, zumindest aus streng physikalischer Sicht. 

Was aber sehr wohl möglich ist: Den Einfluss der Wärmebrücken so gering wie möglich zu halten und „wärmebrücken-optimiert“ bauen. So lässt sich mit optimierten Wärmebrücken eine Reduzierung der Wärmebrückenwirkung auf ein technisch vertretbares Maß, in ökologischer wie ökonomischer Hinsicht, erreichen.

Aus obiger Definition wissen wir: Wärmebrücken treten dort auf, wo sich der Wärmestrom in Bauteilen aufgrund von Besonderheiten ändert.

Das kann bedingt sein durch:

  • die Geometrie der Konstruktion (z.B. Außenecke: große Außenfläche, kleine Innenfläche)
  • die Änderung der Bauteildicke (z.B. Fenster und Türen)
  • die Änderung der Baustoffe (Konstruktion mit unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeiten)

Üblicherweise unterscheidet man daher folgende Wärmebrückentypen:

  • geometrische Wärmebrücken
  • konstruktive Wärmebrücken
  • materialbedingte Wärmebrücken

Zur Eingangsfrage, wo Wärmebrücken konkret auftreten. Vereinfacht gesagt, finden sich Wärmebrücken:

  • mindestens an allen „Ecken und Kanten“ eines Gebäudes
  • zusätzlich auch an allen anderen Stellen mit besonderer Geometrie (-> veränderter Wärmestrom)
  • zusätzlich auch an allen anderen Stellen mit besonderer Konstruktion (-> veränderter Wärmestrom)
  • zusätzlich auch an allen anderen Stellen mit besonderem Materialmix (-> veränderter Wärmestrom)

Beispiele aus der Praxis sind etwa: Außenecken, Innenecken, Geschossdeckeneinbindungen, Balkonanschlüsse, Trauf-Anschlüsse, Attika-Anschlüsse, Ortgang-Anschlüsse, Gauben-Anschlüsse, weitere Dachanschlüsse, Fensterlaibungen, Fensterstürze, Fensterbrüstungen, Türlaibungen, Türstürze, Türschwellen. Die nachfolgende Grafik zeigt einige typische Wärmebrücken.

Ein erfahrener Energieberater kann Sie am besten zu den Wärmebrücken bei Ihrem Projekt beraten. Unser Energieberater Netzwerk finden Sie hier.


Beispiele für übliche bzw. häufige Wärmebrücken an Gebäuden



WARUM SOLLTE ICH MICH MIT WÄRMEBRÜCKEN BESCHÄFTIGEN?

Weil es sich lohnt: für den Geldbeutel, für die Umwelt und für Ihr Wohlfühlklima im Gebäude.

Wer baut, investiert viel Zeit, Geld, Nerven und Kraft. Das Ergebnis soll einerseits guten Wohnkomfort bieten, lange halten und nur soviel Heizenergie brauchen wie nötig. Andererseits sollte der Neubau oder die geplante Sanierung auch erschwinglich bleiben.

Es gilt, einen Kompromiss aus Energieeffizienz und Kosten zu finden. Die EnEV will eingehalten werden, das eigene Gewissen mag beruhigt werden und eventuell sollen auch KfW-Fördergelder fließen.

Ein guter Energieberater wird Sie dabei nicht pauschal mit halbmeterdicken Dämmstoff-Stärken und preisgünstigster Standardheiztechnik abspeisen, sondern Ihnen verschiedene Möglichkeiten aufzeigen. Es gilt, die Wünsche des Bauherrn zu berücksichtigen, und für jedes Projekt individuell eine optimale und stimmige Lösung aus Gebäudehülle und Anlagentechnik zu finden.

Sehr oft lässt sich durch eine Kombination aus ausreichend dicker Dämmung, optimierten Wärmebrücken und zum Gebäude passender Heizungs- und Anlagentechnik eine optimale Kosteneffizienz erreichen. Ein Mehr an Planungsaufwand beim Energieberater, etwa für die Wärmebrückenberechnung, ist sinnvoll angelegt, und führt zu einem insgesamt stimmigen Energiekonzept - mit deutlich besserem Ergebnis für Budget und Umwelt, als beim pauschalen Einsatz einer möglichst dicken Dämmung.

Warum der Fokus auch auf Wärmebrücken gelegt werden sollte:

  • Die detaillierte Wärmebrückenberechnung lohnt sich und führt zu besseren Ergebnissen für Budget und Umwelt, als beim pauschalen Einsatz einer möglichst dicken Dämmung.
  • Auch an den Ecken und Kanten keine Wärme verschenken - jede Wärmebrücke wird individuell betrachtet und bei Bedarf optimiert.
  • Mit optimalen Wärmebrücken sind die Oberflächentemperaturen an der Innenseite unproblematisch – Tauwasserausfall und Schimmelbildung wird von vornherein vermieden.


WIE WERDEN WÄRMEBRÜCKEN BERECHNET? - EIN BEISPIEL ZUR F-WERT BERECHNUNG

Wärmebrücken berechnen können entweder Energieberater mit entsprechender Weiterbildung und Software, aber auch spezialisierte Planer, Bauphysiker, Architekten und andere Dienstleister mit genügend Erfahrung. Die Berechnungen im Zusammenhang mit der Gebäudeenergieberatung erfolgen dabei nach DIN EN ISO 10211 z.B. im 2D-Verfahren und entsprechend der im DIN 4108 Beiblatt 2 vorgegebenen Randbedingungen. Seidenschwarz Energieberatung mit jahrelanger Erfahrung in der Gebäudeenergieberatung hat sich auf diese Wärmebrückenberechnung spezialisiert und bietet ausschließlich diese Dienstleistung an. Näheres dazu auch unter Leistungen.

Bei der Berechnung im 2D-Verfahren nach DIN EN ISO 10211  wird zuerst die Konstruktion mit CAD zeichnerisch erfasst. Anschließend erfolgt je nach Aufgabenstellung die Definition der Randbedinungen und anderen Berechnungsvorgaben. So dient die Psi-Wert Berechnung der Ermittlung des Wärmeverlustes der Wärmebrücke, während die f-Wert Berechnung die Schimmelgefahr nach Norm ermittelt. 

In diesem Beispiel wird eine f-Wert Berechnung vorgenommen. Sind die Berechnungsvorgaben definiert, führt die Software die Berechnung unter Verwendung eines FEM-Netzes aus. Bei der Anzeige des Ergebnisses lassen sich etwa Temperaturen an der Oberfläche, Isothermen und das Temperaturfeld darstellen, was im Planungs- und Optimierungsprozess eine gute Analyse ermöglicht.

Die f-Wert Wärmebrücken-Berechnung wird beispielsweise verwendet, um die bauphysikalisch einwandfreie, normgerechte Konstruktion nachzuweisen. So können schimmelgefährdete Situationen bereits in der Planungsphase entdeckt und frühzeitig korrigiert werden, bevor gebaut wurde oder gar ein Schaden aufgetreten ist. Siehe dazu insbesondere das Beispiel im nächsten Abschnitt.


PRINZIP

ZEICHNUNG

FEM NETZ

ERGEBNIS

Wärmebrückenberechnung Wärmebrücke Außenecke Prinzip


Wärmebrückenberechnung Zeichnung Wärmebrücke Außenecke Aufbau


Wärmebrückenberechnung FEM Netz Außenecke


Wärmebrückenberechnung Wärmebrücke Temperaturfeld und f-Wert


Anschließend werden die Ergebnisse der Berechnung und die relevante Daten zur Berechnung in einem professionellen Report zusammengefasst. Weitere Beispiele für Wärmebrückenberechnungen und einen Report finden Sie hier.

WÄRMEBRÜCKEN UND SCHIMMEL? DEM SCHIMMEL KEINE CHANCE MIT DER F-WERT WÄRMEBRÜCKENBERECHNUNG!

Zum Thema Wärmebrücken im Zusammenhang mit dem Thema Schimmel betrachten wir in einer f-Wert Wärmebrücken-Berechnung zwei Beispiele: Eine „schlechte“ Wärmebrücke mit hoher Schimmelgefahr und eine „gute“ Wärmebrücke mit minimierter Schimmelgefahr. Siehe die Tabelle unten.

Aufgrund der fehlenden Dämmung bei der schlechten Lösung ergibt sich ein hoher Wärmestrom von innen nach außen. Im Eck-Bereich wird dieser Wärmestrom durch die zur Innenfläche im Verhältnis große Außenfläche noch verstärkt. Die Folge sind sehr geringe Oberflächentemperaturen an der Innenseite. Hier wird zwangsläufig Feuchtigkeit aus der Raumluft kondensieren und als Tauwasser ausfallen. Passiert das über längere Zeit, wird dort mit hoher Wahrscheinlichkeit Schimmel auftreten.

Bei der guten Lösung sind beide Effekte stark abgemildert: Der Wärmestrom ist durch die Dämmung deutlich reduziert. Auch hier ist im Eck-Bereich der Wärmestrom erhöht, jedoch bei weitem nicht so stark wie bei der ungedämmten Lösung. Sichtbar wird das an den Oberflächentemperaturen: Diese sind deutlich höher, so dass die Schimmelgefahr minimiert ist. Bei normaler Beheizung auf ca. 20 °C und richtigem Lüften sollte kein Schimmel auftreten. Sie sehen:

Es lohnt sich, eine Wärmebrückenberechnung wie die f-Wert Berechnung vorzunehmen – lassen Sie dem Schimmel keine Chance, und planen Sie gleich langfristig richtig.


 

SCHLECHTE LÖSUNG

GUTE LÖSUNG

PRINZIP-ZEICHNUNG

Wärmebrückenberechnung Prinzipzeichnung schlechte Lösung


Wärmebrückenberechnung Prinzipzeichnung gute Lösung


TECHNISCHE  ZEICHNUNG

Wärmebrückenberechnung Technische Zeichnung schlechte Lösung


Wärmebrückenberechnung Technische Zeichnung gute Lösung


TEMPERATUREN

Wärmebrückenberechnung Temperaturfeld und f-Wert schlechte Lösung


Wärmebrückenberechnung Temperaturfeld und f-Wert gute Lösung



Ich hoffe, die Erklärungen haben Ihnen gefallen, und Sie konnten Ihr Wissen erweitern. Natürlich sind diese Erklärungen an der einen oder anderen Stelle vereinfacht. Bei weitergehendem Interesse, können Sie gerne die Seite Wärmebrücken EnEV & GEG ansehen oder Kontakt aufnehmen.


Wichtiger Hinweis:

Auch wenn die dargestellten Wärmebrücken so auch in der Praxis vorkommen können, sollen sie hier nur als Erklärungsgrundlage dienen und stellen keine verbindliche Planung oder Empfehlung dar.