Untersuchung von Energieeinsparmöglichkeiten an einem Bestandsgebäude

Diplomarbeit von Benjamin Wolf

Einleitung:

Bestandsgebäude stellen für Zimmereien und andere Baugewerke ein hohes Auftragspotenzial dar. Im Zeitalter hoher Energiepreise, von Klimadiskussionen und der Energieeinsparverordnung gewinnt die Energieberatung dabei zunehmend an Bedeutung. Die vorliegende Diplomarbeit will anhand des Wohnhauses eines Auftraggebers energetische Einsparpotenziale bei der Gebäudedämmung sowie im Bereich der Heizung und Warmwasserbereitung aufdecken. Nach einer Ist-Analyse der Bauteile und Anlagenkomponenten werden verschiedene Varianten der energetischen Sanierung unter Bezug auf geltende Verordnungen und Normen rechnerisch untersucht und bewertet. Bei den Modernisierungskonzepten sollen effiziente und erneuerbare Energien herausgestellt werden. Ergänzend werden für weitere moderne Heizungsvarianten die Vorteile hinsichtlich Ökonomie und Ökologie dargelegt.

Inhaltsverzeichnis:

Textprobe:

Kapitel 3.1, Prinzipielle Angaben zu Bauart und Aufbau: Bei dem zu untersuchenden Gebäude handelt es sich um ein bewohntes Einfamilienhaus in Crimmitschau. Im Zuge der Erschließung eines Wohngebietes am Robert-Seidel-Weg wurde es 1985 errichtet. In seiner Bauart ist es repräsentativ für eine Vielzahl zu DDR-Zeiten errichteter Wohnhäuser. Es ist unterteilt in drei Geschosse und einen ausgebauten Spitzboden. Die Räumlichkeiten des Untergeschosses können als beheizt betrachtet werden. Sie werden u. a. als Heizraum und Sauna genutzt. An der Westseite schließt sich an den Keller eine unbeheizte Garage an, auf der sich die Terrasse befindet. Das Erdgeschoss ist zur Haustür durch ein kleines Vorhaus getrennt. Das hatte den Vorteil, dass im Winter weniger Heizwärme durch die luftundichte Haustür verloren ging. Über dem Obergeschoss mit Drempel schließt sich der Spitzboden an. Durch die Kehlbalkenkonstruktion ist das Dachgeschoss auch dort begehbar und konnte nachträglich ausgebaut werden. In Anlage 4 sind die Querschnitte und die Wärmeleitfähigkeiten der Bestandsbauteile dargestellt. Das Gebäude wird von drei Personen bewohnt. Ansichten des Einfamilienhauses liegen der Arbeit in Anlage 1 bei.

Kapitel 3.2, Die Hüllflächenbauteile: Kapitel 3.2.1, Außenwände: Im Untergeschoss ist der Wandaufbau zweigeteilt. Während die Wand unter Oberkante Gelände aus Innenputz und Hochlochziegel als wärmeschutzrelevante Schichten besteht, wurde der Teil über OK Gelände in Ziegel und Sichtmauerwerk aus Granit ausgeführt. Der Sockel hat eine Höhe von einem Meter. Die übrigen Außenwände des Bestandsgebäudes bestehen aus Porenbeton und beidseitiger Verputzung aus Kalkzementputz. Eine Ausnahme bildet lediglich die verputzte Wand auf der Westseite, woran sich an die 24 cm Porenbeton eine Schicht Mauerziegel anschließt.

Kapitel 3.2.2, Dach: Das Dach erstreckt sich von der Drempelwand im Obergeschoss bis zum Spitzboden. Es ist mit Schiefer gedeckt und als Kaltdach ausgebaut. Wasserdampf, der durch die Bewohner entsteht, kann innerhalb der belüfteten Luftschicht abgeführt werden und sammelt sich somit nicht in der Schalung unter der nahezu diffusionsdichten Bitumendachbahn an. Unter der Kehlbalkenlage ist die Schräge mit 10 cm Mineralwolle gedämmt, an die sich eine Holzwolle-Leichtbauplatte als Putzträger und der Innenputz anschließen. Die Sparren im Bereich des Spitzboden sind aufgedoppelt und das Gefach mit 14 cm Mineralwolle ebenfalls nach dem Kaltdachprinzip gedämmt. Darunter schließt sich ein üblicher Aufbau mit Profilholzverkleidung an. Für den Wärmeschutznachweis nicht relevant ist die Kehlbalkenlage, weil sie dank des gedämmten Spitzbodens nicht zu den Außenbauteilen im Sinne des Wärmeschutzes zählt.

Kapitel 3.2.3, Fenster: In den neunziger Jahren wurden die Fenster modernisiert und entsprechen dem Standard der damals gültigen Wärmeschutzverordnung (WSchV). Dark Red Meranti als dauerhaftes Tropenholz dient als Material für den Rahmen. Zusammen mit der Wärmeschutzverglasung mit 12 mm Luftfüllung ergibt das nach Angaben des Herstellers einen U-Wert von U = 1,6 W/m2K. Soweit vorhanden, sind die Rollläden auf der Außenseite angeordnet. Für den Wärmeschutz sind sie nicht relevant. Durch den Verzicht auf Sprossen werden zusätzliche Wärmeverluste über transparente Flächen vermieden. Für die zwei Dachflächenfenster der Firma Velux mit Kiefernholzrahmen kann ebenfalls ein Wärmedurchgangskoeffizient von U = 1,6 W/m2K angesetzt werden. Alle Fenster erfüllen den Standard der Wärmeschutzverordnung 1995.

Kapitel 3.2.4, Bodenplatte: Der untere Abschluss des beheizten Kellers besteht aus 16 cm Beton mit diversen Zusätzen wie Schlacke oder Ziegelresten. Darunter schließt sich eine Kiesschicht an. Zum Raum hin folgen eine Sperrschicht, ein Estrich sowie Fliesen als Fußbodenbelag. Mangels Baustoffen in der DDR und der Tatsache, dass die Energiepreise keineswegs mit den heutigen zu vergleichen waren, ist die Bodenplatte weder unter dem Estrich noch an den Rändern gedämmt. Transmissionswärmeverluste von den beheizten Kellerräumen an das Erdreich werden erwartungsgemäß hoch sein.

Kapitel 3.3 Anlagentechnik: Kapitel 3.3.1, Heizung: Das Gebäude wird zentral beheizt mit einem wandhängenden Niedertemperaturkessel Junkers ZWN24-6 AE von 24 kW, welcher 1993 eingebaut wurde. Der Heizkreislauf ist auf 70 C Vorlauf- und 55 C Rücklauftemperatur ausgelegt. Gegenüber alten Konstanttemperaturkesseln, die in den neuen Bundesländern ohnehin nicht anzutreffen sind, passt der Niedertemperaturkessel die Vorlauftemperatur an den Wärmebedarf an und hat weniger Kesselverluste.

Als Energieträger dient Erdgas, für das sich der Hausanschluss im Keller befindet. Schadstoffemissionen der Heizung sind verglichen mit Heizöl geringer und zusätzliche Investitionen in ein Brennstofflager entfielen. Stattdessen können die Kellerräume anderweitig genutzt werden. Der Wandkessel befindet sich innerhalb der beheizten Gebäudehülle. Eine Heizungsunterstützung durch Solarthermie ist im gegenwärtigen Bestand nicht vorhanden und somit auch kein Pufferspeicher. Flächenheizungen sind nicht vorhanden, die Übergabe der Wärme an den Raum erfolgt durch Plattenheizkörper.

Kapitel 3.3.2, Warmwasserbereitung: Trink- und Brauchwasser werden in einem durch das Wandgerät indirekt beheizten Speicher ebenfalls zentral bereitgestellt. Die Trinkwarmwasserverteilung erfolgt mit Zirkulation, ein Komfort, der zwar Kaltwasser spart, aber durch ständige Zirkulation des Warmwassers zwischen Speicher und Übergabestelle zusätzliche Hilfsenergie in Form elektrischen Stromes verbraucht und die Wärmeverluste erhöht. Mit dieser Art Trinkwarmwasserbereitstellung in Kombination mit dem beschriebenen Heizkessel und ohne mechanische Lüftungsanlage, Solarunterstützung ö. ä. stimmt die Anlage im Wesentlichen mit dem Systembeispiel 1 in DIN V 4701-10 Bbl. 1:2007-02 überein.

Hinsichtlich Verteilung besteht die Besonderheit, dass die Verteilungsrohre nicht nach Heizungsanlagenverordnung gedämmt sind, da diese erst 1994 nach dem Einbau der Heizung gültig wurde. Der Dämmstandard der HeizAnlV ist in Anlage 8 dargestellt.