Bauliche Maßnahmen zum Wärmeschutz

Das Ziel baulicher Maßnahmen zum Wärmeschutz sind einerseits die Senkung der Energiekosten, andererseits können sie auch dazu beitragen, dass die Behaglichkeit des Raumklimas ansteigt. Dabei unterscheidet man den winterlichen und sommerlichen Wärmeschutz. Beide regelt die DIN 4108 (Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden).

Was bedeutet baulicher Wärmeschutz?

Unter den Begriff des baulichen Wärmeschutzes fallen alle Maßnahmen, die auf Seiten der planerischen und baukonstruktiven Seite dazu führen, dass der Transport von Wärme über die Gebäudehülle beziehungsweise auch gegenüber ungeheizten Gebäudeteilen verringert wird.

Die Anforderungen an den baulichen Wärmeschutz sind in §§ 11, 19 GEG festgelegt:

Bei einem zu errichtenden Gebäude sind Bauteile, die gegen die Außenluft, das Erdreich oder gegen Gebäudeteile mit wesentlich niedrigeren Innentemperaturen abgrenzen, so auszuführen, dass die Anforderungen des Mindestwärmeschutzes nach DIN 4108-2: 2013-02 und DIN 4108-3: 2018-10 erfüllt werden (§11 GEG).

Ein zu errichtendes Nichtwohngebäude ist so zu errichten, dass die Höchstwerte der mittleren Wärmedurchgangskoeffizienten der wärmeübertragenden Umfassungsfläche der Anlage 3 nicht überschritten werden (§19 GEG).

Damit verfolgen die Maßnahmen gleich mehrere Ziele:

  • Einsparung von Primärenergie sowohl zur Kosteneinsparung als auch zugunsten eines umweltfreundlichen Betriebs
  • Schutz der Baukonstruktion vor Feuchteschäden
  • Schaffung eines möglichst angenehmen Raumklimas sowie von hygienischen Luftbedingungen

Sommerlicher und winterlicher Wärmeschutz

Während im Winter das Problem besteht, dass die Wärme bei einer unzureichenden Dämmung schnell aus dem Gebäudeinneren entweicht und damit ein permanent hoher Heizbedarf entsteht, geht es im Sommer darum, das Eindringen von Wärme in das Gebäude möglichst effektiv zu verhindern.

Neben der Reduktion des Energieaufwands zur Kühlung von Räumen und der Vermeidung aufwendiger und energieintensiver technischer Maßnahmen ist ebenso der Erhalt zumutbarer Bedingungen im Innenraum ein Ziel.

Bauliche Maßnahmen für den winterlichen Wärmeschutz

Im Winter kommt es vor allem auf eine ausreichende Dämmung der Gebäudehülle sowie dem Vermeiden von Wärmebrücken an. Gleichzeitig stellt hier die Feuchtigkeit bei kalten Temperaturen eine Herausforderung dar, um eine Schimmelbildung zu verhindern. Diese Gefahr besteht, wenn sich Kondensat an der Oberfläche bildet, weil die Temperatur der Wandfläche unter der Taupunkttemperatur liegt. Gemäß DIN 4108 darf dabei die relative Luftfeuchte an der Bauteiloberfläche 85 % nicht übersteigen.

Beim baulichen Mindest-Wärmeschutz nach DIN 4108 sind insbesondere drei Komponenten zu berücksichtigen:

  • einzelne Bauteile (Wände, Decken, Dach)
  • haustechnische Anlagen (Heizung, Lüftung, Klimatechnik)
  • Wärmedämmungen (Art, Stärke, Eigenschaften)

Baumaßnahmen für den Wärmeschutz im Sommer

Im Sommer steht vor allem die Einsparung von Energie durch Klimaanlagen im Fokus des baulichen Wärmeschutzes. Dieser ist in §14 GEG vorgeschrieben. Auch hier gibt es entsprechend der Din 4108 Grenzwerte, die nachgewiesen werden müssen. Dabei wird das Wärmeverhalten von Gebäuden durch eine Vielzahl unterschiedlicher Faktoren beeinflusst:

  • Standort (in Deutschland sieht die DIN 4108 drei Klimaregionen vor)
  • interne Wärmequellen
  • Ausrichtung in eine Himmelsrichtung
  • Leichtbau- oder Massivbauweise
  • Sonnenschutz und Verglasung
  • Lüftung und Nutzerverhalten, d. h. Kühlung in der Nacht und damit Ausnutzung der Phasenverschiebung

So speichern massive Bauteile wie Beton oder Mauerwerk die Wärme tagsüber gut und geben sie nachts wieder an die kühle Außenluft ab. Bei der Leichtbauweise hingegen eignet sich die geringere Masse nicht als Wärmespeicher. Weniger entscheidend ist hier die Art des Dämmstoffes als vielmehr der Aufbau des Bauteils.

So sollte eine Wand z. B. aus folgenden Komponenten bestehen:

  • ausreichend dimensionierte Wärmedämmung
  • Dampfsperre
  • Innenbeplankung aus einer wärmespeicherfähigen Schicht und einer Lage Gipskarton

Positiv wirkt sich auch die Kombination einer Leichtbauwand mit massiven Bauteilen wie Bodenplatten aus Stahlbeton aus. Daneben spielen im Sommer vor allem (außenliegende) Jalousien und andere Elemente zur Beschattung von Fassaden eine wichtige Rolle beim Wärmeschutz.

Kennzahlen zur Berechnung des baulichen Wärmeschutzes

Um die Dämmeigenschaften eines Baustoffes im Einzelnen sowie der Gebäudehülle im Gesamten zu berechnen, gibt es verschiedene Kennzahlen:

  • Wärmeleitfähigkeit eines Baustoffes
  • Wärmedurchgangskoeffizient als Kombination der Wärmeleitfähigkeit und der Dicke des Baustoffes als kennzeichnender Wert für den Wärmeschutz eines Bauteils
  • Wärmedurchlasswiderstand als Kehrwert des Wärmedurchgangskoeffizienten
  • Wärmeübergangskoeffizient, um auch Luftschichten bei der Berechnung berücksichtigen zu können

Vermeidung von Wärmebrücken

Wärmebrücken sind Bauelemente, die im Vergleich zu ihrer Umgebung über einen wesentlich schlechteren Wärmeschutz verfügen. Diese zu vermeiden ist eine Anforderung, die sich aus §12 GEG ergibt:

Ein Gebäude ist so zu errichten, dass der Einfluss konstruktiver Wärmebrücken auf den Jahres-Heizwärmebedarf nach den anerkannten Regeln der Technik und nach den im jeweiligen Einzelfall wirtschaftlich vertretbaren Maßnahmen so gering wie möglich gehalten wird.

Im Winter bergen sie die Gefahr, an einzelnen Punkten durch die reduzierte Temperatur zur Tauwasserbildung beizutragen. Dabei lassen sich drei unterschiedliche Arten von Wärmebrücken unterscheiden:

  • ausführungsbedingte Wärmebrücken, z. B. Außenwandanschlüsse von Fenstern mit unzureichender Dämmung, mangelnde Winddichtheit der Dampfbremse in Dächern
  • geometrische Wärmebrücken: Die wärmeaufnehmende Innenoberfläche ist größer als die wärmeabgebende Außenoberfläche, wie es z. B. in Gebäudeecken der Fall ist
  • stoffliche Wärmebrücken: beim Nebeneinanderliegen oder der gegenseitigen Durchdringung von Materialien mit unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeiten, z. B. Stahlstützen im Mauerwerk, Holzelemente in Dämmschichten

Wärmeschutz im Gebäudebestand optimieren

Während Neubauten die gängigen Richtlinien zur Energieeinsparung bereits bei der Planung berücksichtigen, geht im Bestand oftmals Energie über die Gebäudehülle verloren – der Energiebedarf und damit auch die Betriebskosten steigen. Damit lohnt es sich oft auch bei Bestandsbauten, eine energetische Modernisierung vorzunehmen. Die Investitionskosten amortisieren sich hier binnen weniger Jahre. Zudem gibt es Fördermöglichkeiten über die KfW, z. B. über das KfW-Energieeffizienzprogramm – Energieeffizient Bauen und Sanieren (276).