Wärmedämmung <strong>und</strong> Phasenwechselmaterial in europäischen KlimataWärmedämmung <strong>und</strong> Phasenwechselmaterial in europäischen KlimataEsszimmerKüche FlurEGWohnzimmerWindfangAbstellraumWC3.3 Eigenschaften der untersuchten BASF-ProdukteFür die Wärmeleitfähigkeiten werden durchgehend die Nennwerte λ D anstelle der <strong>für</strong>Nachweise (z.B. lt. Energieeinsparverordnung) üblichen Bemessungswerte verwendet.Nennwerte werden direkt aus Messungen unter Berücksichtigung derstatistischen Streuung <strong>und</strong> eines Alterungszuschlages ermittelt, sie entsprechen alsoder während der Lebensdauer im Mittel zu erwartenden Wärmeleitfähigkeit.Die folgenden Materialdaten wurden eingesetzt:Material BASF-Produkt Dichte[kg/m³]Wand IR-EPS Neopor ®(Rohstoff)Wand 1 EPS Styropor(Rohstoff)Dach PUR Elastopor ® H 2(Rohstoff)Keller XPS Styrodur ® 3035 CS(Fertiges Produkt)VerwendungWärmekapazität[J/kgK]Wärmeleitfähigkeit[W/(mK)]15 1210 0,03215 1210 0,03830 1500 0,02333 1500 0,032 - 0,04 3Abbildung 2: Südansicht <strong>und</strong> EG-Gr<strong>und</strong>riss des Reihenendhauses, das als Beispielobjekt <strong>für</strong>die Untersuchung des Einflusses von Wärmedämmung verwendet wurde (vgl. auch Anhang).Eine detaillierte Beschreibung des verwendeten Simulationsmodells ist im Anhang zufinden.Unterschiedlicher Wärmeschutz bezieht sich nicht nur auf die Wärmedämmung vonWand, Dach <strong>und</strong> Keller. Guter Wärmeschutz der opaken Bauteile, gute thermischeQualität der Fenster <strong>und</strong> die Reduzierung der Lüftungswärmeverluste gehörenzusammen. Daher wurden 4 verschiedene Beispielgebäude untersucht, in denen dieKomponenten des Wärmeschutzes jeweils sinnvoll aufeinander abgestimmt sind.Da das Klima im Mittelmeerraum sich erheblich von dem in den nördlicheren TeilenEuropas unterscheidet, wurden die Details des Beispielgebäudes <strong>für</strong> Sevilla <strong>und</strong>Rom in einigen Punkten anders gewählt als <strong>für</strong> die übrigen Standorte. DerWärmeschutzstandard wurde generell südlich der Alpen geringer gewählt, das Dachist massiv statt als Leichtbaukonstruktion ausgeführt, die Fenster besitzenFensterläden zum Schutz gegen die sommerliche Solarstrahlung, <strong>und</strong> bei denVarianten ohne Klimaanlage werden die Fenster zur Auskühlung des Gebäudes weitgeöffnet <strong>und</strong> nicht nur gekippt.1 Die Simulationsrechnungen wurden mit Neopor ® durchgeführt. Alternativ kann auch Styropor ®verwendet werden, die Dämmstoffstärke ist dann um 19 % größer zu wählen.2 Elastopor ® H ist ein Produkt der BASF Gruppe Gesellschaft Elastogran. Die Berechnung erfolgt <strong>für</strong>einen Pentan-getriebenen Schaum mit diffusionsdichter Deckschicht.3 Dickenabhängig: 0,032 bis 30 mm, 0,034 bis 60 mm, 0,036 bis 80 mm, 0,038 bis 160 mm, 0,04 über160 mm.3.4 ErgebnisseWie erwähnt wurden die Simulationsrechnungen zunächst <strong>für</strong> vier verschiedeneDämmstandards im Vergleich durchgeführt:• “minimal”: Das Gebäude weist lediglich einen gewissen Mindest-Wärmeschutzauf, der geeignet ist, Oberflächentauwasser zu verhindern. Die U-Werte betragenim Dach 1,0 W/(m²K) (massives Dach südlich der Alpen) bzw. 0,84 W/(m²K)(Sparrendach nördlich der Alpen) <strong>und</strong> in der Wand 1,16 W/(m²K). Kellerdecke,Kellerwand <strong>und</strong> Bodenplatte sind nicht gedämmt. Viele bestehende Altbautenhaben Wärmeschutzstandards, die jedenfalls nicht besser sind als der hierverwendete Dämmstandard “minimal”.• “mäßig”: Die Altbau-Bauteile sind mit zusätzlicher Wärmedämmung versehen.Der Dämmstandard entspricht in etwa dem eines im Laufe der letzten Jahreerrichteten Gebäudes.• “gut”: Hier ist ein nochmals besserer Wärmeschutz realisiert worden. Inverschiedenen Studien ([Kah 2005], [Rabenstein 2006]) wurden wirtschaftlichoptimale Dämmstoffstärken <strong>für</strong> den Fall ermittelt, dass keine Wechselwirkungenmit anderen Kosten auftreten (z.B. Fördermittel oder durch bessere Dämmung- 7 -- 8 -
Wärmedämmung <strong>und</strong> Phasenwechselmaterial in europäischen KlimataWärmedämmung <strong>und</strong> Phasenwechselmaterial in europäischen Klimataermöglichte Einsparungen in der Haustechnik). Die Ergebnisse solcherOptimierungsrechnungen dienten <strong>für</strong> diesen Fall als Richtlinie <strong>für</strong> die Bestimmungder Dämmstoffstärken. Das Gebäude ist näherungsweise repräsentativ <strong>für</strong> einNiedrigenergiehaus.• “sehr gut”: Der Wärmeschutz orientiert sich am Passivhaus-Standard. Südlich derAlpen wurde ein Dämmniveau angenommen, das etwa dem Anforderungsniveaudes deutschen Neubaus entspricht.Der Übersichtlichkeit halber wurden die Gebäudeeigenschaften <strong>für</strong> die vierKlimazonen nördlich der Alpen nicht mehr weiter differenziert, das Gleiche gilt <strong>für</strong> diebeiden Klimazonen südlich der Alpen. In der folgenden Tabelle sind dieDämmstoffstärken <strong>und</strong> die U-Werte der Außenbauteile <strong>für</strong> die untersuchten Fällezusammengefasst.Nördlich der AlpenFall DämmungDach cmDämmungWand cmDämmungBP cmKellerwandcmminimal 0 0 0 0mäßig 10 8 4 4gut 15 15 8 8sehr gut 30 30 20 20In den Grafiken auf den folgenden Seiten sind die thermischen Eigenschaften desBeispielgebäudes <strong>und</strong> die in Abschnitt 3.1 erläuterten Ergebnisse zusammengefasst.Nördlich der Alpen zeigte die Simulation, dass Raumkühlung bzw. Überhitzung <strong>für</strong>das Beispielgebäude unbedeutend sind: Der errechnete Kühlenergiebedarf lag inallen Fällen unter 2 kWh/(m²a); ohne Kühlung wird eine Raumtemperatur von 25 °C<strong>für</strong> weniger als eine Woche im Jahr überschritten. Daher sind diese Daten in denDiagrammen nicht dargestellt.Durchgehend ist festzustellen, dass sich durch verbesserten Wärmeschutz derEnergiebedarf <strong>und</strong> die Umweltbelastung bedeutend reduzieren lassen. Gleichzeitigist bei den südlichen Klimata der Kühlenergiebedarf besser gedämmter Gebäudegeringer, <strong>und</strong> der sommerliche Komfort verbessert sich.Unter den hier getroffenen Annahmen (Unterstützung der aktiven Kühlung durchmäßige Fensterlüftung, soweit dies sinnvoll ist; Kühlung auf 25 °C Lufttemperatur,vgl. Anhang) ist der Nutzkältebedarf in den meisten Fällen wesentlich geringer alsder Heizwärmebedarf. Nur in Sevilla kehrt sich diese Relation <strong>für</strong> die gut gedämmtenBeispiele um: In diesen Fällen wird fast keine Heizwärme mehr benötigt, während eingewisser Nutzkältebedarf von ca. 10 kWh/(m²a) verbleibt.FallU-WertDachW/(m²K)U-WertWandW/(m²K)U-WertBodenplatteW/(m²K)U-WertKellerwandW/(m²K)minimal 0,839 1,158 4 4mäßig 0,181 0,297 0,694 0,699gut 0,13 0,18 0,4 0,4sehr gut 0,07 0,098 0,19 0,19Südlich der AlpenFall DämmungDach cmDämmungWand cmDämmungBP cmKellerwandcmminimal 0 0 0 0mäßig 4 4 0 2gut 8 10 0 4sehr gut 15 15 0 6FallU-WertDachW/(m²K)U-WertWandW/(m²K)U-WertBodenplatteW/(m²K)U-WertKellerwandW/(m²K)minimal 1,019 1,158 4 4mäßig 0,368 0,473 4 1,139gut 0,224 0,251 4 0,699sehr gut 0,133 0,18 4 0,496- 9 -- 10 -
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