WÄRMESCHUTZ

Das Niedrigenergiehaus

Ein Niedrigenergie-Haus (KlimaHaus A und B sowie Gebäude der Wärmeschutzklasse C) ist ein Haus, welches durch seine Bauweise und seiner thermischen Dämmung der Außenhülle das Heizen derselben mit einer begrenzten Energiemenge ermöglicht.

Dieser Heizwärmebedarf wird angegeben in Kilowattstunden pro Nettowohnfläche und Jahr [kWh/(m²a)] oder auch in Liter Heizöl pro Quadratmeter und Jahr. Dies ist vergleichbar mit den Angaben der Autohersteller zum Verbrauch ihrer Fahrzeuge in Liter Benzin oder Diesel pro 100km. Da eine solche Angabe bisher im Bauwesen gefehlt hat, einigte sich die Südtiroler Landesregierung die Bezeichnung KlimaHaus einzuführen und sie wie folgt zu definieren:

KlimaHaus A: Die Energiemenge die es braucht um 1 m² Nettofläche eines solchen Hauses zu heizen muss kleiner oder gleich 30 kWh pro m² und Jahr sein, was in etwa einem maximalen Verbrauch von 3 Liter Heizöl bzw. 3 m³ Erdgas pro Nettowohnfläche und Jahr entspricht. Solche energiesparende Gebäude werden in Südtirol mit einer KlimaHaus Plakette ausgezeichnet, für die im Amt für Luft und Lärm angesucht werden kann.

KlimaHaus B: Die Wärmekennzahl eines solchen Hauses muss kleiner oder gleich 50kWh pro m² und Jahr oder etwa 5 Liter Heizöl bzw. 5 m³ Erdgas pro Nettowohnfläche und Jahr betragen. Für solche Niedrigenergiehäuser kann ebenfalls im Amt für Luft und Lärm für eine KlimaHaus Plakette angesucht werden.

Wärmeschutzklasse C: Der Heizwärmebedarf (HWB) eines Gebäudes der Klasse C darf nicht größer sein als 70 kWh pro m² Nettogeschossfläche (NGF) und Jahr. Auch solche Gebäude werden mit einer Plakette ausgezeichnet, welche die Wärmeschutzklasse des Bauwerkes angibt.

Die Wärmeschutzklassen reichen bis zu Gebäuden der Klasse G, welche einen hohen Heizwärmebedarf von über 160 kWh/(m²_*a) aufweisen. Das vorliegende Dokument beschränkt sich auf die KlimaHaus Klassen A und B sowie auf die Wärmeschutzklasse C, welche alle einem Niedrigenergiehaus entsprechen.

Wärmeschutzklassen und deren Heizwärmebedarf

Die Wärmeleitfähigkeit Lambda (l):

Die Wärmeleitfähigkeit l gibt die Wärmemenge an, die pro Quadratmeter einer 1 m starken Schicht aus einem homogenen Stoff durchtritt, wenn die Temperaturdifferenz zwischen der kälteren und wärmeren Seite 1°C (1 Kelvin) beträgt. Sie wird angegeben in Watt pro Meter und Kelvin [W/(mK)]. Es gibt Stoffe die Wärme gut leiten, wie z.B. Metalle, und Stoffe die Wärme schlechter leiten (z.B. Dämmstoffe). Dabei bedeutet ein kleiner Lambda-Wert eine geringe Wärmeleitung und damit eine gute Wärmedämmung. Ein großer Lambda-Wert bedeutet eine gute Wärmeleitung und damit eine schlechte Wärmedämmung. Vielfach werden Materialien auch in Wärmeleitfähigkeitsgruppen (WLG) unterteilt. Ein Stoff mit der Wärmeleitfähigkeit l=0,045 W/(mK) wird dann als WLG 045 bezeichnet.

Je schlechter ein gewisser Werkstoff die Wärme leitet, desto besser dämmt er. Der Anteil an eingeschlossener Luft oder Gas in einem Bauteil und die Art wie sie eingeschlossen ist, kann die Wärmeleitfähigkeit grundlegend verbessern. Dies kann an Hand einer Fensterscheibe anschaulich erklärt werden. Glas an sich ist ein guter Wärmeleiter. Die ruhende Luft- oder Gasschicht die sich zwischen zwei Glasscheiben befindet, leitet die Wärme schlecht und hat somit eine wärmedämmende Wirkung. Das gleiche Prinzip liegt dem Aufbau von Mauerziegeln zu Grunde. Dabei sind die Ziegelsteine innen nicht voll, sondern haben viele verschiedenartig angeordnete Luftschächte. Da die Luftschicht in der fertigen Mauer von außen abgeschlossen und ruhend ist, wirkt sie als ausgezeichnete Dämmung. Als Faustregel kann angenommen werden, dass ein Ziegel umso bessere wärmedämmende Eigenschaften aufweist desto poröser er ist. Der Nachteil dabei ist, dass der Ziegel mit steigender Porosität sein Gewicht, Stabilität und somit seine zulässige Druckspannung allmählich verliert, was sich negativ auf seine statischen Eigenschaften und dem Schallschutz auswirkt.

Der Wärmeverlust:

Der Wärmeverlust wird üblicherweise in Watt (W/m²) angegeben. Für den Wärmeverlust eines Bauwerkes ist der Temperaturunterschied zwischen dem Innenbereich und dem Außenbereich maßgebend. Wenn Innen und Außen die gleiche Temperatur herrscht, so geht keine Wärme verloren, egal wie gut oder schlecht die Wärmedämmung des Bauteils ist. Je größer der Temperaturunterschied jedoch wird, desto mehr Wärme geht durch ein Bauteil verloren.

Der U-Wert:

Der U-Wert ist die aktuelle Bezeichnung für den Wärmedurchgangskoeffizienten. Diese Bezeichnung wurde im Zuge der EU-Harmonisierung eingeführt und ersetzt die alte Bezeichnung mit dem Buchstaben k. Der U-Wert gibt die Wärmemenge an, die durch ein gewisses Bauteil (Mauer, Dach, Decke usw.) mit einer gewissen Schichtdicke (s) pro Quadratmeter Fläche je Grad Temperaturdifferenz Kelvin verloren geht. Die physikalische Einheit des Wärmedurchgangskoeffizienten ist W/(m²K). Je kleiner der U-Wert desto weniger Wärme (und damit Energie) geht verloren, d.h. desto besser dämmt das betreffende Bauteil.

Dabei zeigen sich große Unterschiede zwischen den einzelnen Materialien. Durch die verschiedenen Wärmeleitfähigkeiten der einzelnen Stoffe sind unterschiedliche Aufbaustärken notwendig um denselben Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert) zu erhalten.

Folgende Grafik zeigt dies in anschaulicher Weise.

Aus oben abgebildeter Grafik wird ersichtlich, dass eine Dämmplatte WLG 035 von 10cm Stärke die gleiche Dämmwirkung aufweist wie eine 6m dicke Betonmauer.

Berechnung des U-Wertes eines homogenen Bauteils [EN ISO 6946]

Um den U-Wert eines Bauteils bemessen zu können muss zuerst der Wärmedurchlasswiderstand (R) berechnet werden. Der Wärmedurchlasswiderstand wird berechnet, in dem die Stärke des Bauteils [in Meter (m)] durch die Wärmeleitfähigkeit des Materials [W/(mK)] dividiert wird. Bei mehrschichtigen homogenen Bauteilen wird jede einzelne Schicht berechnet und zusammengezählt.

Weiters muss der Wärmeübergangswiderstands an der Bauteilinnenseite sowie Außenseite berücksichtigt werden. Dieser Wärmeübergangswiderstand kann aus der unten abgebildeten Tabelle entnommen werden. Dabei liegt ein horizontaler Wärmestrom immer dann vor, wenn die Richtung des Wärmestroms nicht mehr als +/- 30° von der horizontalen Ebene abweicht.

 Der U-Wert errechnet sich nun wie folgt: