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beispiele:wohngebaeude:mehrfamilienhaeuser:passivhaus_die_langlebige_loesung

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beispiele:wohngebaeude:mehrfamilienhaeuser:passivhaus_die_langlebige_loesung [2022/04/14 21:49] – [4Quellenverzeichnis] wfeistbeispiele:wohngebaeude:mehrfamilienhaeuser:passivhaus_die_langlebige_loesung [2023/12/29 21:28] (aktuell) – [2.1.2Außenwandkonstruktion] wfeist
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 ). Schon das erste Demonstrationsvorhaben mit Passivhausstandard zeigte keinen „Performance Gap“. Vielmehr ist der Heizwärmeverbrauch aller vier Wohneinheiten auch heute noch deutlich geringer als ein Zehntel des entsprechenden Durchschnittswertes aller Wohngebäude in Deutschland. ). Schon das erste Demonstrationsvorhaben mit Passivhausstandard zeigte keinen „Performance Gap“. Vielmehr ist der Heizwärmeverbrauch aller vier Wohneinheiten auch heute noch deutlich geringer als ein Zehntel des entsprechenden Durchschnittswertes aller Wohngebäude in Deutschland.
 Alle im Haus in Kranichstein verwendeten Komponentenlösungen waren damals einzelhandwerklich erstellte Prototypen: Die Dämmung der Kellerdecke, der Außenwand und des Daches, die Luftdichtheitsebenen aller Hüllflächenbauteile, die Dreischeibenverglasungen, die handwerklich nachgedämmten Holzfensterrahmen, die Lüftung mit 80% Wärmerückgewinnung und der erste Einsatz von hocheffizienten EC-Motoren bei der Wohnungslüftung. Alle im Haus in Kranichstein verwendeten Komponentenlösungen waren damals einzelhandwerklich erstellte Prototypen: Die Dämmung der Kellerdecke, der Außenwand und des Daches, die Luftdichtheitsebenen aller Hüllflächenbauteile, die Dreischeibenverglasungen, die handwerklich nachgedämmten Holzfensterrahmen, die Lüftung mit 80% Wärmerückgewinnung und der erste Einsatz von hocheffizienten EC-Motoren bei der Wohnungslüftung.
-Nach 25 Jahren war die Zeit gekommen, die Komponenten und die Gesamtfunktion ein weiteres Mal auf Herz und Nieren zu prüfen. Es stellt sich heraus, dass alle Systeme nach wie vor wie ursprünglich intendiert funktionieren und bis heute noch keine Bauteilinstandhaltung (bis auf den Austausch der Lippendichtungen in den Fenstern) vorgenommen wurde. Dies ist ein überzeugender Beleg für die Stabilität des Konzeptes.\\+Nach 25 Jahren war die Zeit gekommen, die Komponenten und die Gesamtfunktion ein weiteres Mal auf Herz und Nieren zu prüfen. Es stellt sich heraus, dass alle Systeme nach wie vor wie ursprünglich intendiert funktionieren und bis heute noch keine Bauteilinstandhaltung (bis auf den Austausch der Lippendichtungen in den Fenstern) vorgenommen wurde((Im Jahr 2023 bereiten wir nun den Austausch des Gas-Brennwertgerätes, das 33 Jahre die Wärmeerzeugung für Heizung und Warmwasser geliefert hat, vor: Dieses Gerät ist jetzt tatsächlich in 'sein Alter' gekommen; 33 Jahre sind auch hier untypisch lang, der geringere Verschleiß ist mit hoher Wahrscheinlichkeit auf die auf 12 kW begrenzte Maximalleistung und die verbesserte Regelung (weniger Takten) zurückzuführen. Vorgesehen ist der Ersatz durch eine kleine Wärmepumpe (rund 10 kW) am gleichen Ort (Heizungskeller) für alle vier Wohneinheiten gemeinsam: Somit wird auch dieser Anlass genutzt, um von der Verwendung des fossilen Brennstoffes Erdgas auf eine hocheffiziente Wärmeerzeugung auf Basis von elektrischer Energie um zu steigen. Derzeit wird dies bei Betrieb durch Netzstrom die CO2-Emissionen von Heizung und Warmwasserbereitung etwa halbieren. Wird der Ausbau der erneuerbaren Stromerzeugung wie geplant auch umgesetzt, so wird die Wärmpumpenanlage in etwa 10 Jahren nahezu vollständig mit erneuerbarer Energie laufen. Wegen der geringen erforderlichen Heizleistung ist die Umrüstung in diesem Fall auch nicht teuer: Die 10-kW-Wärmepumpe (typisch heute für ein Einfamilienhaus) wird die Versorgung für vier große Wohnungen übernehmen.)). Dies ist ein überzeugender Beleg für die Stabilität des Konzeptes.\\
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 ^4 Passivhaus-Fenster mit positiver Energiebilanz ^^ ^4 Passivhaus-Fenster mit positiver Energiebilanz ^^
 |- Dreischeiben-Wärmeschutzverglasung |- Wärmestrommessung |  |- Dreischeiben-Wärmeschutzverglasung |- Wärmestrommessung | 
-|- wärmegedämmte Fensterrahmen |-Thermographie | +|- wärmegedämmte Fensterrahmen |- Thermographie | 
-|- tiefer Glaseinstand | -Thermographie |+|- tiefer Glaseinstand |- Thermographie |
 ^5 Komfortlüftung mit Wärmerückgewinnung ^^  ^5 Komfortlüftung mit Wärmerückgewinnung ^^ 
 |- Große Wärmeübertragerfläche |- Langzeitmessung | |- Große Wärmeübertragerfläche |- Langzeitmessung |
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   * An jeder Stelle des überall unbeschädigten Aufbaus, auch an der kritischsten Stelle (das ist unmittelbar unter der Spanplatte) ergeben sich sowohl nach der Messung als auch nach der Simulation zu keinem Zeitpunkt bedenkliche Werte für die Materialfeuchtigkeit, der Januar-Wert liegt um 12,7 Massenprozent Materialfeuchte (bis zu 15% wären an dieser Stelle unbedenklich).   * An jeder Stelle des überall unbeschädigten Aufbaus, auch an der kritischsten Stelle (das ist unmittelbar unter der Spanplatte) ergeben sich sowohl nach der Messung als auch nach der Simulation zu keinem Zeitpunkt bedenkliche Werte für die Materialfeuchtigkeit, der Januar-Wert liegt um 12,7 Massenprozent Materialfeuchte (bis zu 15% wären an dieser Stelle unbedenklich).
  
-Trotz ungünstiger Orientierung (Norddach!), langen Zeiten mit nahezu 100% aw-Wert im Außenbereich (Substrat des Gründaches) ist der hier vorliegende Aufbau seit 25 Jahren schadensfrei und von allen Feuchtewerten her unkritisch. Eine etwas höhere Austrocknungsreserve im Schadensfall ließe sich durch Verwendung heute verfügbarer feuchteadaptiver Dampfbremsen auf der Innenseite oder/und durch Verwendung eines kapillaraktiven Einblasdämmstoffes (z.B. Zellulose-Dämmstoff) erzielen. Auch bei diesen Lösungen ist eine sorgfältige Luftdichtheit jedoch der entscheidende Schlüssel zur Schadensfreiheit der Konstruktion; gleichfalls entscheidend ist es, auf das Einhalten eines Mindestgefälles((nach vorliegenden weiteren Erfahrungen a.a.O. empfehlen wir Neigungen von >10°, die auch dazu führen, dass die Verschmutzung gering bleibt. Die Neigung beim Pultdacht des Demonstrationsgebäudes beträgt etwa 15°)) zu achten – stehende Wasserpfützen sind auf Dauer für einen solchen Aufbau (wie für jeden anderen Aufbau) nicht zuträglich. Anmerkung: Eine sehr hohe Sicherheit wird hier nur durch einen hinterlüfteten Dachaufbau erreicht, der aber erheblich höhere Investitionskosten erfordert. Diese Aussage gilt unabhängig von der verwendeten Dämmdicke.\\  +Trotz ungünstiger Orientierung (Norddach!), langen Zeiten mit nahezu 100% aw-Wert im Außenbereich (Substrat des Gründaches) ist der hier vorliegende Aufbau seit 25 Jahren schadensfrei und von allen Feuchtewerten her unkritisch. Eine etwas höhere Austrocknungsreserve im Schadensfall ließe sich durch Verwendung heute verfügbarer [[/planung/sanierung_mit_passivhaus_komponenten/loesungen_fuer_den_feuchteschutz/4.6_feuchteadaptive_dampfbremsen|feuchteadaptiver Dampfbremsen]] auf der Innenseite oder/und durch Verwendung eines kapillaraktiven Einblasdämmstoffes (z.B. Zellulose-Dämmstoff) erzielen. Auch bei diesen Lösungen ist eine sorgfältige Luftdichtheit jedoch der entscheidende Schlüssel zur Schadensfreiheit der Konstruktion; gleichfalls entscheidend ist es, auf das Einhalten eines Mindestgefälles((nach vorliegenden weiteren Erfahrungen a.a.O. empfehlen wir Neigungen von >10°, die auch dazu führen, dass die Verschmutzung gering bleibt. Die Neigung beim Pultdacht des Demonstrationsgebäudes beträgt etwa 15°)) zu achten – stehende Wasserpfützen sind auf Dauer für einen solchen Aufbau (wie für jeden anderen Aufbau) nicht zuträglich. Anmerkung: Eine sehr hohe Sicherheit wird hier nur durch einen hinterlüfteten Dachaufbau erreicht, der aber erheblich höhere Investitionskosten erfordert. Diese Aussage gilt unabhängig von der verwendeten Dämmdicke.\\ 
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-Fazit: Hochgedämmte Dachkonstruktionen sind auch als leichtes Holzdach, sogar mit Gründachauflage dauerhaft schadensfrei realisierbar, wenn auf die Luftdichtheit auf der Innenseite und einen wasserableitenden Aufbau auf der Außenseite geachtet wird; dafür gibt es mehrere Alternativen, von denen die Autoren einer hinterlüfteten Deckung mit Unterdach (z.B. Unterspannbahn, aber auch Holzwerkstoffplatte oder Holzschalung, winddicht) den Vorzug geben. Im vorliegenden Fall hat auch der Warmdachaufbau einwandfrei funktioniert. Die Dauerhaftigkeit des hier untersuchten Aufbaus sowie der hinterlüfteten Varianten ist (ohne Gewalteinwirkung) praktisch unbegrenzt.\\ +
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 +Fazit: Hochgedämmte Dachkonstruktionen sind auch als leichtes Holzdach, sogar mit Gründachauflage, dauerhaft schadensfrei realisierbar, wenn auf die **Luftdichtheit auf der Innenseite** und einen wasserableitenden Aufbau auf der Außenseite geachtet wird; dafür gibt es mehrere Alternativen, von denen die Autoren einer hinterlüfteten Deckung mit Unterdach (z.B. Unterspannbahn, aber auch Holzwerkstoffplatte oder Holzschalung, winddicht) den Vorzug geben. Im vorliegenden Fall hat auch der Warmdachaufbau einwandfrei funktioniert. Die Dauerhaftigkeit des hier untersuchten Aufbaus sowie der hinterlüfteten Varianten ist (ohne Gewalteinwirkung) praktisch unbegrenzt.\\ 
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 ====2.1.2 Außenwandkonstruktion==== ====2.1.2 Außenwandkonstruktion====
  
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 Von besonderem Interesse ist die Beurteilung der ebenfalls herausgeschnittenen Probe des mineralischen Außenputzes. Nach der visuellen und haptischen Beurteilung (Foto!) ist der Putz in seiner gesamten durchgehenden Struktur (≥ 10 mm) solide, rissfrei und haftet durchgehend an der Dämmschicht. Der Eindruck entspricht hier eher dem einer (faserverstärkten) Betonplatte.  Von besonderem Interesse ist die Beurteilung der ebenfalls herausgeschnittenen Probe des mineralischen Außenputzes. Nach der visuellen und haptischen Beurteilung (Foto!) ist der Putz in seiner gesamten durchgehenden Struktur (≥ 10 mm) solide, rissfrei und haftet durchgehend an der Dämmschicht. Der Eindruck entspricht hier eher dem einer (faserverstärkten) Betonplatte. 
  
-Fazit: Hochgedämmte Wandkonstruktionen sind im Massivbau mit jedem denkbaren Wandbildner((Anm. 2022: aus Sicht des Klimaschutzes ist hier beim Neubau auf geringe produktionsbedingte CO<sub>2</sub>-Emissionen zu achten. Beim Massivbau schneidet hier Kalksandstein relativ gut ab, während Betonwände hohe Emissionen erzeugen. In der Regel sind Holzkonstruktionen die beste Alternative - diese sind im übrigen leichter und mit geringeren Dicken als Passivhaus-Außenwände erstellbar, so dass hier beide Aspekte (Herstellungsenergie und Betriebsenergie) gleichzeitig optimiert werden)) ausführbar; sehr kostengünstig mit WdVS. Diese Systeme bleiben dauerhaft wirksam, trocken und witterungsbeständig, wenn sie einen mit Glasseidengewebe verstärkten mineralischen Außenputz aufweisen. Die prognostizierte Nutzungszeit eines solchen Putzes ist auch in stark bewitterten Lagen länger als 50 Jahre; die Dämmlagen sind noch länger beständig, es ist nur evtl. die Putzschicht (evtl. auf neuem Putzträger) zu erneuern. Als Dämmstoffe können heute EPS-, XPS-, PUR/PIR- und Mineralwolle-Dämmplatten eingesetzt werden. \\ +Zu dieser Außenwand gibt es zudem Werte einer langjährigen Messung der Temperaturen im Wandquerschnitt, aus denen eine Reihe interessanter Ergebnisse gezogen werden können; das ist auf Passipedia im Beitrag [[/baulich/details_der_messung_der_wand-querschnitts-temperaturen|Details der Messung von Wandquerschnitts-Temperaturen]] dokumentiert.
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 +Fazit: Hochgedämmte Wandkonstruktionen sind im Massivbau mit jedem denkbaren Wandbildner((Anm. 2022: aus Sicht des Klimaschutzes ist hier beim Neubau auf geringe produktionsbedingte CO<sub>2</sub>-Emissionen zu achten. Beim Massivbau schneidet hier Kalksandstein relativ gut ab, während Betonwände hohe Emissionen erzeugen. In der Regel sind Holzkonstruktionen die beste Alternative - diese sind im übrigen leichter und mit geringeren Dicken als Passivhaus-Außenwände erstellbar, so dass hier beide Aspekte (Herstellungsenergie und Betriebsenergie) gleichzeitig optimiert werden)) ausführbar; sehr kostengünstig mit WdVS, aber auch mit einer [[baulich:aussen-einblasdaemmung|Unterkonstruktion]], welche nahezu alle Dämmmethoden und Dämmstoffe ermöglicht. Diese Systeme bleiben dauerhaft wirksam, trocken und witterungsbeständig, wenn sie einen mit Glasseidengewebe verstärkten mineralischen Außenputz aufweisen. Die prognostizierte Nutzungszeit eines solchen Putzes ist auch in stark bewitterten Lagen länger als 50 Jahre; die Dämmlagen sind noch länger beständig, es ist nur evtl. die Putzschicht (möglicherweise auf neuem Putzträger) zu erneuern. Als Dämmstoffe können heute EPS-, XPS-, PUR/PIR-, Mineralwolle, Kork, Holzfaser und Mineralschaum-Dämmplatten eingesetzt werden. \\ 
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 =====2.2 Vermeidung von Wärmebrücken===== =====2.2 Vermeidung von Wärmebrücken=====
  
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 | {{ :beispiele:wohngebaeude:mehrfamilienhaeuser:3_intherm_phkran.png |}}  | | {{ :beispiele:wohngebaeude:mehrfamilienhaeuser:3_intherm_phkran.png |}}  |
-|//**Abbildung 3** Innen-IR-Thermographie des Anschlusses Außenwand/Dach (vom 01.01.2016): Die Temperaturen der regulären Oberflächen (um 21°C) unterscheiden sich kaum von der mittleren operativen Temperatur im Raum. Gut ist die geometrische Wärmebrücke am Anschluss Dach/Wand (First) erkennbar; die Temperaturen fallen nicht unter 20,6°C, überall liegen hygienisch einwandfreie Verhältnisse vor. Bei genauer Betrachtung kann die Konterlattung als geringfügige Schwächung im Dach erkannt werden (geht in Berechnung U-Dach mit ein).//|+|//**Abbildung 3** Innen-IR-Thermographie des Anschlusses Außenwand/Dach (vom 01.01.2016): Die Temperaturen der regulären Oberflächen (um 21°C) unterscheiden sich kaum von der mittleren operativen Temperatur im Raum. Gut ist die geometrische Wärmebrücke am Anschluss Dach/Wand (First) erkennbar; die Temperaturen fallen nicht unter 20,6°C, überall liegen hygienisch einwandfreie Verhältnisse vor. Bei genauer Betrachtung kann die Konterlattung als geringfügige Schwächung im Dach erkannt werden (dies geht in die normgerechte Berechnung das Dach-U-Wertes mit ein).//|
  
 | {{ :beispiele:wohngebaeude:mehrfamilienhaeuser:4_autherm_phkran.png |}} | | {{ :beispiele:wohngebaeude:mehrfamilienhaeuser:4_autherm_phkran.png |}} |
-|{{ :beispiele:wohngebaeude:mehrfamilienhaeuser:ost2_kran_img_20160101_082147_g.jpg?200|}}//**Abbildung 4** Außen-IR-Thermographie der Ostwand des Passivhauses DA-Kranichstein (01.01.2016): Die Temperaturen der regulären Oberflächen unterscheiden sich mit um 4,2°C kaum von der mittleren Außentemperaturen frei stehender Objekte (Busch, 4°C). Auf der Außenwand sind keine bedeutende Temperaturunterschiede erkennbar – gut aber der Fortluftauslass und das Fenster im OG. Interessant ist auch der "Hotspot" auf dem Dach: Das ist der Auslass der Überdachentlüftung des Abwasserfallrohrs - ein Wärmeverlust, den wir bei der Projektierung bereits erkannt und berücksichtigt haben; die Überdachentlüftung gibt es nur an dieser einen Stelle in der gesamten Hauszeile. Beachte: Die Strahlungstemperatur des (bewölkten) Himmels liegt bei nur 2,3°C. Der Basketball-Korb vor dem Glasvorbau ist bei genauer Betrachtung ebenfalls deutlcih erkennbar. Rechts: Fotographie zum Vergleich.//| +|{{ :beispiele:wohngebaeude:mehrfamilienhaeuser:ost2_kran_img_20160101_082147_g.jpg?200|}}//**Abbildung 4** Außen-IR-Thermographie der Ostwand des Passivhauses DA-Kranichstein (01.01.2016): Die Temperaturen der regulären Oberflächen unterscheiden sich mit um 4,2°C kaum von der mittleren Außentemperaturen frei stehender Objekte (Busch, 4°C). Auf der Außenwand sind keine bedeutenden Temperaturunterschiede erkennbar – gut aber der Fortluftauslass und das Fenster im OG. Interessant ist auch der "Hotspot" auf dem Dach: Das ist der Auslass der Überdachentlüftung des Abwasserfallrohrs - ein Wärmeverlust, den wir bei der Projektierung bereits erkannt und berücksichtigt haben; die Überdachentlüftung gibt es nur an dieser einen Stelle in der gesamten Hauszeile. Beachte: Die Strahlungstemperatur des (bewölkten) Himmels liegt bei nur 2,3°C. Der Basketball-Korb vor dem Glasvorbau ist bei genauer Betrachtung ebenfalls deutlich erkennbar. Rechts: Fotographie zum Vergleich.//|
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-Fazit: Wärmebrückenfreie Anschlüsse sind auch im Massivbau generell plan- und ausführbar. Die in Kranichstein gewählten Lösungen haben sich auch über 25 Jahre Nutzung an keiner Stelle messbar verändert – das Objekt ist rundum wärmebrückenfrei (mit einer nicht relevanten Fehlstelle durch mangelnde Bauaufsicht, vgl. [Feist/Pfluger 2016]). Zertifizierte Bausysteme sind heute mit dauerhaft wärmebrückenfreien Lösungen für alle Bauarten und Bauweisen verfügbar (vgl. [[http://www.passiv.de]]).\\ +
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 +Fazit: Wärmebrückenfreie Anschlüsse sind auch im Massivbau generell plan- und ausführbar. Die in Kranichstein gewählten Lösungen haben sich auch über 25 Jahre Nutzung an keiner Stelle messbar verändert – das Objekt ist rundum wärmebrückenfrei (mit einer einzelnen nicht relevanten Fehlstelle durch mangelnde Bauaufsicht, vgl. [Feist/Pfluger 2016]). Zertifizierte Bausysteme sind heute mit dauerhaft wärmebrückenfreien Lösungen für alle Bauarten und Bauweisen verfügbar (vgl. [[http://www.passiv.de]]). Die wärmebrückenfreie Ausführung von Gebäudehüllflächen reduziert nicht nur die Wärmeverluste: Sie hilft, kalte Oberflächen im Raum zu vermeiden und reduziert dadurch das Risiko von feuchtebedingten Bauschäden. Das wiederum erlaubt eine längere Nutzung des gesamten Bauwerkes. Bei kompetenter Planung kann der Investitionskostenaufwand für die wärmebrückenfreie Konstruktion sehr gering sein.\\ 
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 =====2.3 Luftdichtheit===== =====2.3 Luftdichtheit=====
  
 Wie die Wärmebrückenfreiheit ist die Luftdichtheit vor allem eine Planungsaufgabe –  Wie die Wärmebrückenfreiheit ist die Luftdichtheit vor allem eine Planungsaufgabe – 
-insbesondere kommt es hier auf die Auswahl dauerhaft luftdichter Anschlüsse an; im Gebäude in Kranichstein wurde am 12.02.2016 nach 25 Jahren ein erneuter Luftdichtheitstest durchgeführt, dessen erste Ergebnisse in [Feist/Ebel 2016],[Feist/Pfluger 2016] genauer ausgeführt werden: Nach diesen Ergebnissen haben einzig die Fenster-Lippendichtungen nach 25 Jahren an Elastizität verloren (n50 von 0,17 auf 0,26 h-1). Diese wurden erneuert (das entspricht normalen Erneuerungszyklen von Verschleißteilen) und die ursprünglich dokumentierte Luftdichtheit mit 0,21 h-1 (im Rahmen der Messgenauigkeit) wieder erreicht. Alle kritischen Anschlusspunkte (insbesondere der  Anschluss Leichtbau im Dach <PE-Folie> and Massivbau-Außenwand <Innenputz>) erwiesen sich auch nach 25 Jahren als absolut luftdicht (vgl. Abbildung 5). Der erwähnte Anschluss wurde durch ein Überputzen der Folie mit dem Putz der Außenwand erreicht.  +insbesondere kommt es hier auf die Auswahl dauerhaft luftdichter Anschlüsse an; im Gebäude in Kranichstein wurde am 12.02.2016 nach 25 Jahren ein erneuter Luftdichtheitstest durchgeführt, dessen Ergebnisse in [Feist/Ebel 2016],[Feist/Pfluger 2016] genauer ausgeführt werden: Nach diesen Ergebnissen haben einzig die Fenster-Lippendichtungen nach 25 Jahren an Elastizität verloren (n<sub>50</sub> von 0,17 auf 0,26 h<sup>-1</sup>). Diese wurden erneuert (das entspricht normalen Erneuerungszyklen von Verschleißteilen) und die ursprünglich dokumentierte Luftdichtheit mit 0,21 h<sup>-1</sup> (im Rahmen der Messgenauigkeit) wieder erreicht. Alle kritischen Anschlusspunkte (insbesondere der  Anschluss Leichtbau im Dach <PE-Folie> and Massivbau-Außenwand <Innenputz>) erwiesen sich auch nach 25 Jahren als absolut luftdicht (vgl. Abbildung 5). Der erwähnte Anschluss wurde durch ein Überputzen der Folie mit dem Putz der Außenwand erreicht.  
        
    
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 =====2.4 Passivhaus-Fenster mit positiver Energiebilanz===== =====2.4 Passivhaus-Fenster mit positiver Energiebilanz=====
  
-Ein modernes Passivhaus-Fenster hat vier entscheidende Konstituenten: (I) eine hocheffiziente Verglasung; in Mitteleuropa ist das eine Dreischeiben-low-e-Verglasung mit Edelgasfüllung (II) einen thermisch getrennter Randverbund (III) einen in der Dämmung verbesserter Fensterrahmen (IV) einen wärmebrückenarmen und luftdichten Einbau in die Wandebene. Alle vier Beiträge sind auch beim ersten Passivhausfenster im Projekt in Kranichstein bereits zum Einsatz gekommen – und zwar jeweils als Prototypen. Wie sehen diese Konstituenten nach 25 Jahren aus?+Ein modernes Passivhaus-Fenster hat vier entscheidende Konstituenten: (I) eine hocheffiziente Verglasung; in Mitteleuropa ist das eine Dreischeiben-low-e-Verglasung mit Edelgasfüllung (II); einen thermisch getrennter Randverbund (III), einen in der Dämmung verbesserter Fensterrahmen und (IV) einen wärmebrückenarmen sowie luftdichten Einbau in die Wandebene. Alle vier Beiträge sind auch beim ersten Passivhausfenster im Projekt in Kranichstein bereits zum Einsatz gekommen – und zwar jeweils als Prototypen. Wie sehen diese Konstituenten nach 25 Jahren aus?
  
 ====2.4.1 Dreischeiben-Wärmeschutzverglasung==== ====2.4.1 Dreischeiben-Wärmeschutzverglasung====
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 | {{ :beispiele:wohngebaeude:mehrfamilienhaeuser:6_fenster_ph_kran.png |}}  | | {{ :beispiele:wohngebaeude:mehrfamilienhaeuser:6_fenster_ph_kran.png |}}  |
-|Abbildung 6 Diagramm: Temperaturverlauf auf der Oberfläche des Fensters; fett: die Messung durch thermographische Aufnahme, welche auch farbkodiert im untersten IR-Bildausschnitt dargestellt wird. Grau: zweidimensionale Berechnung des Wärmestroms (M. John, 2016). Aus dieser Berechnung ergab sich der Wärmebrückenverlustkoeffizient (EN 13077) zu WBV = 0,03 W/(mK) für die Lösung mit erhöhtem Glaseinstand in Kranichstein.|  +|Abbildung 6 Diagramm: Temperaturverlauf auf der Oberfläche des Fensters; rote Kurve: die Messung durch thermographische Aufnahme, welche auch farbkodiert im untersten IR-Bildausschnitt dargestellt wird. graue Rauten: zweidimensionale Berechnung des Wärmestroms (M. John, 2016). Aus dieser Berechnung ergab sich der Wärmebrückenverlustkoeffizient (EN 13077) zu $\Psi$ = 0,03 W/(mK) für die Lösung mit erhöhtem Glaseinstand in Kranichstein.|  
  
-Fazit: Die im ersten Passivhaus verwendete Lösung funktioniert und vermeidet konsequent Tauwasser am Glasrand. Vergleichbare Wärmebrückenverlustkoeffizienten WBV sind heute durch zertifizierte thermisch getrennte Abstandhalter erreichbar, wodurch sich die freie Glasfläche (Apertur) erhöht. Diese Lösungen sind heute Standard – der nicht thermisch trennende Randverbund sollte gesetzlich unzulässig sein, da er nur Nachteile aufweist und die Kosten der verbesserten Lösung vernachlässigbar sind (weniger als 50 Cent pro Quadratmeter Glasfläche). \\+Fazit: Die im ersten Passivhaus verwendete Lösung funktioniert und vermeidet konsequent Tauwasser am Glasrand. Vergleichbare Wärmebrückenverlustkoeffizienten $\Psi$ sind heute durch zertifizierte thermisch getrennte Abstandhalter erreichbar, wodurch sich die freie Glasfläche (Apertur) erhöht. Diese Lösungen sind heute Standard – der nicht thermisch trennende Randverbund sollte gesetzlich unzulässig sein, da er nur Nachteile aufweist und die Kosten der verbesserten Lösung vernachlässigbar sind (weniger als 50 Cent pro Quadratmeter Glasfläche). \\
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 ====2.4.3 Wärmegedämmte Fensterrahmen...==== ====2.4.3 Wärmegedämmte Fensterrahmen...====
-...sind erstmals im Demonstrationsprojekt Passivhaus Kranichstein verwendet worden – das Detail der Dämmschalen ist in Abb. 8 des Beitrages [Feist/Ebel 2016] dokumentiert, die Berechnungsergebnisse mit einem modernen 2D-Wärmestromprogramm in Abbildung 6 (oben). Durch die Dämmschalen haben die Holzfenster einen U<sub>f</sub>-Wert von 0,62(2) W/(m²K). Das ist auch für heutige Passivhaus-Fenster noch ein gutes Ergebnis. Immer wieder waren Bedenken bzgl. der beidseitigen Kapselung des Holzrahmens mit Integralschaumdämmung geäußert wurden – die Bauphysik lieferte hier von Anfang an ein klares Ergebnis: Durch die Zusatzdämmung werden die Holzrahmen auf ein sehr gleichmäßiges Temperaturniveau gebracht und vor Flüssigwassereinwirkung geschützt. Die Materialfeuchte im Holzrahmen wurde zur Kontrolle in regelmäßigen Abständen gemessen (Gann Hygromette, Widerstandsmessung, Fichte): die Werte liegen hier um 9,2(±1,2) Masseprozent, das entspricht ziemlich genau der Innenraum-Ausgleichsfeuchte von Holz (20°C, 50% rel. Feu. bzw. aw-Wert): das Holz ist als durchgehend und zeitlich stabil trocken anzusehen. Bei diesen Bedingungen gibt es keine Chance für holzzerstörende Mikroorganismen, die Fensterrahmen könnten hier unbegrenzt((Eine solche Aussage mag für Holzbauteile überraschen. Es wird aber z.B. durch perfekt erhaltene Holzmöbel aus dem Grab des Tutanchamun belegt: Diese waren perfekt trocken gelagert und haben so mehr als 3000 Jahre überstanden)) halten.  +...sind erstmals im Demonstrationsprojekt Passivhaus Kranichstein verwendet worden – das Detail der Dämmschalen ist in Abb. 8 des Beitrages [Feist/Ebel 2016] dokumentiert, die Berechnungsergebnisse mit einem modernen 2D-Wärmestromprogramm in Abbildung 6 (oben). Durch die Dämmschalen haben die Holzfenster einen U<sub>f</sub>-Wert von 0,62(2) W/(m²K). Das ist auch für heutige Passivhaus-Fenster noch ein gutes Ergebnis. Immer wieder waren Bedenken bzgl. der beidseitigen Kapselung des Holzrahmens mit Integralschaumdämmung geäußert wurden – die Bauphysik lieferte hier von Anfang an ein klares Ergebnis: Durch die Zusatzdämmung werden die Holzrahmen auf ein gleichmäßiges Temperaturniveau gebracht und vor Flüssigwassereinwirkung geschützt((räumlich: im gesamten Querschnitt; und zeitlich: keine schnellen Temperaturänderungen; Regenwasser kann nicht eindringen, Kondensation im Bereich des Holzes ist ausgeschlossen)). Die Materialfeuchte im Holzrahmen wurde zur Kontrolle in regelmäßigen Abständen gemessen (Gann Hygromette, Widerstandsmessung, Fichte): die Werte liegen hier um 9,2(±1,2) Masseprozent, das entspricht ziemlich genau der Innenraum-Ausgleichsfeuchte von Holz (20°C, 50% rel. Feu.): das Holz ist als durchgehend und zeitlich stabil trocken anzusehen. Bei diesen Bedingungen gibt es keine Chance für holzzerstörende Mikroorganismen, die Fensterrahmen könnten hier unbegrenzt halten((Eine solche Aussage mag für Holzbauteile überraschen. Es wird aber z.B. durch perfekt erhaltene Holzmöbel aus dem Grab des Tutanchamun belegt: Diese waren perfekt trocken gelagert und haben so mehr als 3000 Jahre überstanden)) .  
  
-//**Fazit:**// Wärmegedämmte Fensterrahmen sind ein Schlüsselelement des Passivhaus-Konzeptes. Die bessere Dämmung erhöht den Schutz des Bauteils und die innere Oberflächentemperatur; bei außenseitigen Dämmschalen nimmt die thermische und die hygrische Belastung des Bauteils ab, eine höhere Nutzungsdauer ist daher zu erwarten. Feuchtemessungen an den Prototyp-Rahmen im Passivhaus Kranichstein nach 25 Jahren bestätigen diese Erwartung – die Substanz wirkt unverändert und ist durchgängig trocken, weitere 25 Jahre sind sicher zu prognostizieren. \\+//**Fazit:**// Wärmegedämmte Fensterrahmen sind ein Schlüsselelement des Passivhaus-Konzeptes. Die bessere Dämmung erhöht den Schutz des Bauteils und die innere Oberflächentemperatur; bei außenseitigen Dämmschalen nimmt die thermische und die hygrische Belastung des Bauteils ab, eine höhere Nutzungsdauer ist daher zu erwarten. Feuchtemessungen an den Prototyp-Rahmen im Passivhaus Kranichstein nach 25 Jahren((nun wieder nach bereits 33 Jahren)) bestätigen diese Erwartung – die Substanz wirkt unverändert und ist durchgängig trocken, weitere Jahrzehnte sind sicher zu prognostizieren. \\
  
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 | {{ :beispiele:wohngebaeude:mehrfamilienhaeuser:7_fentherm_phkran.png |}} | | {{ :beispiele:wohngebaeude:mehrfamilienhaeuser:7_fentherm_phkran.png |}} |
-|//**Abbildung 7** Wärmebrückenfreier Fenstereinbau 1991 (vgl. den Rahmenschenkel an der Wand als Auflage) sowie Infrarotbild 2016 Im Umfang der Fenster ist keinerlei Wärmebrückenwirkung erkennbar (wohl die IR-Verschattung durch den Balkon und die leicht unterschiedlichen Verglasungs-U-Werte). Links unten: der wärmere Fortluftauslass.//|+|//**Abbildung 7** Wärmebrückenfreier Fenstereinbau 1991 (vgl. den Rahmenschenkel an der Wand als Auflage) sowie Infrarotbild 2016 Im Umfang der Fenster ist keinerlei Wärmebrückenwirkung erkennbar (wohl die IR-Verschattung durch den Balkon und die leicht unterschiedlichen Verglasungs-U-Werte; beachte: die Verkleidung der Balkonbrüstung verdeckt weitgehend den unteren Teil der Verglasung, ganz unten, dort, wo die Verkleidung endet, gibt es aber eine horizontalen Spalt durch den der Blick auf die Verglasung wieder frei ist). Links unten: der wärmere Fortluftauslass.//|
  
 Für den luftdichten Einbau der Fenster kommt es auf den Anschluss der luftdichtenden Ebenen der Bauteile an: Im Fall der Außenwand ist das der Innenputz – dieser muss also an das Fenster angeschlossen werden. Da dies wegen der unterschiedlichen thermischen und hygrischen Ausdehnungseigenschaften nicht durch unmittelbares Anputzen funktioniert (Riss!) bedarf es hier einer Lösung mit Bewegungstoleranz; heute wird die meist teuer mit Hilfe von beidseits verklebten Spezialklebebändern versucht. Schon in Kranichstein wurde eine sichere und weit kostengünstigere Lösung gewählt: Eine Putzendschiene schließt den Putz sauber vor dem Fensterrahmen ab; nach Einlegen eines  Haftverhinderers (Rundschnur), um Dreiflankenhaftung auszuschließen, wurde die entstehende Fuge (in diesem Fall mit Acrylmasse) dauerelastisch verfugt. Wie die Nachuntersuchung an allen Fenstern zeigt, ist dieser Anschluss auch nach 25 Jahren absolut passsicher und luftdicht (vgl. Abbildung 8). Heute könnte ein Arbeitsschritt dadurch gespart werden, dass hier direkt eine Putzendschiene mit Anklebe-Dichtprofil (sog. Apu-Leiste) verwendet wird; auf ein ausreichendes Funktionsspiel (≥ 3 mm) ist dabei zu achten.  Für den luftdichten Einbau der Fenster kommt es auf den Anschluss der luftdichtenden Ebenen der Bauteile an: Im Fall der Außenwand ist das der Innenputz – dieser muss also an das Fenster angeschlossen werden. Da dies wegen der unterschiedlichen thermischen und hygrischen Ausdehnungseigenschaften nicht durch unmittelbares Anputzen funktioniert (Riss!) bedarf es hier einer Lösung mit Bewegungstoleranz; heute wird die meist teuer mit Hilfe von beidseits verklebten Spezialklebebändern versucht. Schon in Kranichstein wurde eine sichere und weit kostengünstigere Lösung gewählt: Eine Putzendschiene schließt den Putz sauber vor dem Fensterrahmen ab; nach Einlegen eines  Haftverhinderers (Rundschnur), um Dreiflankenhaftung auszuschließen, wurde die entstehende Fuge (in diesem Fall mit Acrylmasse) dauerelastisch verfugt. Wie die Nachuntersuchung an allen Fenstern zeigt, ist dieser Anschluss auch nach 25 Jahren absolut passsicher und luftdicht (vgl. Abbildung 8). Heute könnte ein Arbeitsschritt dadurch gespart werden, dass hier direkt eine Putzendschiene mit Anklebe-Dichtprofil (sog. Apu-Leiste) verwendet wird; auf ein ausreichendes Funktionsspiel (≥ 3 mm) ist dabei zu achten. 
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 Der Autor bedankt sich beim Hessischen Ministerium für Wirtschaft, Energie, Verkehr und Landesentwicklung für die freundliche Unterstützung des Vorhabens „Dauerhaftigkeit von Energieeffizienzmaßnahmen, Erfahrungen nach 25 Jahren Passivhaus Darmstadt Kranichstein“ (Referenz-Nr. 2695 0458 2015 9062) Der Autor bedankt sich beim Hessischen Ministerium für Wirtschaft, Energie, Verkehr und Landesentwicklung für die freundliche Unterstützung des Vorhabens „Dauerhaftigkeit von Energieeffizienzmaßnahmen, Erfahrungen nach 25 Jahren Passivhaus Darmstadt Kranichstein“ (Referenz-Nr. 2695 0458 2015 9062)
  
-**Autor:** Wolfgang Feist; Erstveröffentlichung im Tagungsband der 20. Internationalen Passivhaustagung in Darmstadt, 2016; Korrekturen und geringfügige Ergänzungen 2022, die jeweils die Kernaussagen nicht verändern aber präzisieren; die Fußnoten sind alle von 2022 und sie enthalten auch neuere Erkenntnisse+**Autor:** Wolfgang Feist; Erstveröffentlichung im Tagungsband der 20. Internationalen Passivhaustagung in Darmstadt, 2016; Korrekturen und geringfügige Ergänzungen 2022, die jeweils die Kernaussagen nicht verändern aber präzisieren; die Fußnoten sind alle von 2022 und sie enthalten auch neuere Erkenntnisse. In [Feist 2020] gibt es eine erweiterte englischsprachige Wiedergabe dieses Berichtes.
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beispiele/wohngebaeude/mehrfamilienhaeuser/passivhaus_die_langlebige_loesung.1649965797.txt.gz · Zuletzt geändert: 2022/04/14 21:49 von wfeist