Wärmebrückenberechnung

Wärmebrücken Wärmebrücken (auch als Kältebrücken bezeichnet) sind Stellen in der Gebäudehülle, in denen örtlich begrenzt ein größerer Wärmefluss als im Übrigen werden bei der Ermittlung des Jahres-Heizwärmebedarfs in der Regel über eine pauschale Erhöhung der Wärmedurchgangskoeffizienten sämtlicher Bauteile berücksichtigt. Durch die immer höheren Anforderungen an die Energieeffizienz einer Gebäudehülle werden immer öfter detaillierte Wärmebrückennachweise für Gebäude benötigt und erstellt. Dies bedeutet, dass alle Wärmebrücken eines Gebäudes konkret berechnet werden. Die Grundlage hierfür bildet die DIN EN ISO 10211 Wärmebrücken im Hochbau „Wärmebrücken im Hochbau – Wärmeströme und Oberflächentemperaturen – Detaillierte Berechnungen“. Die Wärmebrückenberechnung erfolgt in der Planungsphase eines Neubaus oder im Rahmen der energetischen Sanierung Der Begriff Sanierung im Kontext der Schimmelpilzsanierung beschreibt die Beseitigung von Gefahren, Gefährdungen oder Belästigungen durch mikrobiellen Befall bis hin und hat im Wesentlichen drei Aufgaben zu erfüllen:

1. den Wärmeverlust an kritischen Schwachpunkten in der Baukonstruktion zu verhindern und somit mögliche Bauschäden Der Begriff des Bauschadens wird unterschiedlich definiert. So werden im 3. Bauschadensbericht der Bundesregierung darunter alle negativen Veränderungen der Bauteileigenschaften zu vermeiden,
2. eine bessere Energieeffizienz der Gebäudehülle zu erreichen und somit in den Genuss höherer finanzieller Förderungen zu kommen und
3. durch die technische und wirtschaftliche Optimierung der Bauteilanschlüsse in der späteren Nutzungsphase Energiekosten einzusparen.

Wärmebrücken werden häufig auch als Kältebrücke bezeichnet. Bauphysikalisch gesehen ist dies nicht korrekt, da diese Bauteilbereiche eine höhere Wärmestromdichte aufweisen als die benachbarten Bauteilbereiche. Das entsprechende Bauteil kühlt schneller aus. Infolgedessen geht es um Wärmeverluste, da Wärme Wärme (Wärmemenge) ist eine physikalische Größe. In der Thermodynamik ist Wärme eine über Systemgrenzen hinweg transportierte thermische Energie. Wärme ist von innen nach außen transportiert wird (und nicht Kälte von außen nach innen). Man spricht bei Wärmebrücken daher auch von „gestörten“ Bauteilen, da es in diesen Bauteilbereichen zu einer Absenkung der Temperatur Die Temperatur (lat. temperare = ins richtige Mischungsverhältnis bringen) ist ein messbares Maß für den Wärmeinhalt eines Stoffes. Die Temperatur kommt, die meistens noch in benachbarte Bauteile abstrahlt. Infolgedessen machen sich Wärmebrücken in der kälteren Jahreszeit bzw. in der Heizperiode Eine gesetzliche Regelung zur Heizperiode gibt es in Deutschland nicht. Infolgedessen ist auch nicht geregelt, wann die Heizsaison startet bzw. stärker bemerkbar. Aufgrund der erhöhten Wärmeleitung Auf Molekül- und Teilchenbewegungen basierende Form des Wärmetransports in Festkörpern, ruhenden Flüssigkeiten und unbewegten Gasen in Folge eines Temperaturunterschieds, wobei entstehen in diesen Bauteilbereichen nicht nur ein höherer Wärmeverlust, sondern auch kühlere Temperaturen als auf den benachbarten Bauteilen, so dass es zum Ausfall von taupunktbedingtem Kondenswasser kommen kann – oftmals die Ursache für Schimmelpilzbefall in Innenräumen.

Verursacht werden Wärmebrücken durch eine

• vollständige oder teilweise Durchdringung der Gebäudehülle durch Baustoffe mit einer unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeit (z. B. eine Betondecke und ein hoch wärmedämmendes Mauerwerk) und/oder
• Änderung der Bauteildicke (z. B. einer Querschnittsschwächung durch eine Heizkörpernische oder Fensterlaibungen) und/oder
• unterschiedliche Differenz zwischen Innen- und Außenfläche (z. B. bei Wand-, Boden- und Deckenanschlüssen) und/oder
• fehlende wärmetechnische Entkopplung (z. B. von innen nach außen auskragende Balkonplatte).

Bekanntlich werden material- oder stoffbedingte Wärmebrücken5, geometrische Wärmebrücken und konstruktionsbedingte Wärmebrücken unterschieden. Diese können auch in Kombination auftreten.

Wärmebrücken werden über den längenbezogenen Wärmebrückendurchgangskoeffizienten (kurz PSI-Wert oder Ψ-Wert) dargestellt. Dieser quantifiziert den Transmissionswärmeverlust einer Gebäudehülle, der bei einer vereinfachten Betrachtungsweise auf Grundlage von U-Werten und Flächen nicht berücksichtigt wurde (Standardverfahren). Je geringer der PSI-Wert ist, umso effizienter ist die Wärmedämmung Wärmedämmung ist der Oberbegriff für bautechnische Maßnahmen an Gebäuden und die effizienteste Maßnahme zur Einsparung von Heiz- und Kühlenergie sowie an dem jeweiligen Bauteil (Wärmebrücke). Der PSI-Wert in W/(m K) gibt an, wie viel Wärme in W pro m Wärmebrückenlänge bei einem Temperaturunterschied von 1 K zusätzlich zum ungestörten Bauteil abgegeben wird. Da sich dieser grundsätzlich auf das so genannte ungestörte Bauteil bezieht, spricht man von einer relativen Kenngröße. Der PSI-Wert kennzeichnet lediglich den zusätzlichen Wärmeabfluss (zweidimensionaler Wärmestrom Siehe Wärmefluss [W]. ) im Verhältnis zum ungestörten Bereich (eindimensionaler Wärmestrom). Die Ψ‑Werte von Bauteilbereichen (Konstruktionsdetails) können entweder rechnerisch nach DIN EN ISO 10211 über eine spezielle Software ermittelt oder speziellen Wärmebrückenkatalogen z. B. von Baustoffherstellern entnommen werden.

Im Kontext zu Feuchteschäden und/oder Schimmelpilzbefall an Wärmebrücken kann es notwendig sein, zusätzlich eine hygrothermische Wärmebrückenberechnung durchzuführen. Hierbei liegt der Fokus auf der Vermeidung von taupunktbedingtem Kondenswasser auf den Innenoberflächen im Anschlussbereich. Nach DIN 4108 Teil 2 ist ein Temperaturfaktor Siehe fRsi-Wert. von mindestens 0,7 bzw. eine Mindestoberflächentemperatur von 12,6 °C im Bereich von Wärmebrücken einzuhalten. Hierfür wird der so genannte f_RSi-Wert benötigt.

Abschließend sollte man berücksichtigten, dass bei allen Bemühungen, den Wärmeverlust an kritischen Schwachpunkten in der Baukonstruktion zu verhindern, neben einer detaillierten Planung letztendlich eine professionelle Ausführung darüber entscheidend, welche Auswirkungen Wärmebrücken auf den Wärmeverlust haben. Man kann (oder muss) deshalb davon ausgehen, dass sich Wärmebrücken nie vollständig vermeiden lassen.