Welche Verglasung ist die Richtige? 1-fach / 2-fach / 3-fach / 5-fach / Vakuum?

Meistens wird über die Art der Verglasung im Kontext der Wärmedämmung diskutiert. Diese Größe wird durch den U-Wert bestimmt. Bei Fenstern werden oft bis zu 3 verschiedene U-Werte angegeben: den Uf-Wert für den Wärmedurchgangskoeffizienten des Rahmen („frame“), den Ug-Wert für die reine Verglasung („glazing“) und den Uw-Wert als Kombination für das gesamte Fenster („window“). Im Bereich des Passivhausnachweises kommen dazu noch die Wärmebrückenkoeffizienten für die Einbausituation und die Glaskante. Ausschlaggebend ist idR der Uw-Wert. Dieser liegt bei heutigen Fenstern IMMER über dem Ug-Wert: Lasst euch nicht von schönen Zahlen der Verglasung blenden! Der Rahmen ist mittlerweile das Schwächere Glied im System Fenster.

Durch das Fenster gelangt aber auch Sonnenlicht und damit Energie in den Raum. Neben optischen Werten, die im Rahmen einer bilanziellen Betrachtung an dieser Stelle nicht weitere interessieren, gibt es den „g-Wert“ – den Gesamtenergiedurchlassgrad. Dieser gibt als Faktor zwischen 0 und 1,0 an, wieviel der außen auftreffenden Sonnenenergie durch das Fenster gelangt und den Innenraum erwärmen kann. Der Wert ist zum einen für die Gesamtbilanz des Fenster wichtig und zum anderen für den sommerlichen Wärmeschutz: Je größer der Wert, desto mehr Energie steht dem Raum im Winter zur Verfügung. Je kleiner der Wert, desto weniger Überhitzung gibt es im Sommer. Je mehr Scheiben, desto weniger Energie geht durch das Fenster. Je weniger Scheiben, desto mehr Wärme fließt durch das Fenster ab.

Ihr seht, beim Thema Fenster wird es nie nur die eine Lösung geben. Es kommt sehr individuell auf die räumlichen und lokalen Gegebenheiten an. Die Unterschiede, Vor- und Nachteile der verschiedenen Verglasungen möchte ich euch trotzdem im Folgenden zeigen.

1-fach Verglasung

Zugegeben, 1-fach Verglasung findet man nur noch in älteren Häusern, deren Eigentümer völlig sanierungsresistent sind. Dennoch haben diese Fenster eine eigene Art mit bauphysikalischen Vorgängen „umzugehen“. Bei diesen Fenstern ist die Scheibe, auch im Vergleich zu allen anderen Bauteilen im Gebäude, die absolute Schwachstelle. Tauwasser fällt nahezu immer an der Verglasung aus, sodass diese Fenster im unteren Bereich am Rahmen eine Rinne für den Wasserablauf, bzw. zum abwischen der auskondensierten Feuchtigkeit haben. Viele der Fensterrahmen hatten zudem integrierte Lüfter, also Schieber oder gleich komplett offene Schlitze, um einen gewissen Luftwechsel im Gebäude sicherzustellen.

2-fach Verglasung

2-fach Verglasungen werden oft Wärmeschutzverglasung oder Isofenster genannt. Dort befindet sich zwischen 2 Glasscheiben ein Edelgas, dass die Wärme relativ schlecht leitet. So können Fenster mit passenden Rahmen i.d.R. U-Werte bis zu 1,30W/m²K erreichen. Für den normalen EnEV-Standard ist das rechnerisch ausreichend.

3-fach Verglasung

3-fach Verglasungen haben eine 2. Gasfüllung und eine 3. Scheibe. Dadurch wird der Aufbau dicker und die Wärmedämmung besser. Durch die 3. Glasscheibe wird allerdings auch die Durchlässigkeit für sichtbares Licht und damit Wärmeenergie der Verglasung herabgesetzt. Besonders in Niedrigenergie- und Passivhäusern kann das zu einem Problem führen, wenn für die Bilanz des Gebäudes der Sonneneintrag relevant wird. Besondere Kombinationen aus Glas, Edelgasfüllung und Abmessungen können das Problem etwas abschwächen, generell ist es aber eine „entweder-oder“-Entscheidung. Weitere Probleme können das hohe Gewicht der Fenster sein, für das besonders tragfähige Beschläge benötigt werden. Zudem ist hier der U-Wert der Verglasung besser als der des Rahmens, sodass die Rahmenfläche möglichst klein und die Scheibenfläche möglichst groß sein sollte. Auch der Glasverbund wird in diesen Bereichen maßgeblich, sodass sich mittlerweile die „schwarze Kante“ durchgesetzt hat.

5-fach Verglasung

5-fach Verglasungen sind eher experimentell, bekannt ist vor allem ein Dachfenster einer führenden Fenstermarke. Im Dach kann dieses Fenster Sinn machen, da durch die 5 Scheiben nicht nur weniger Wärme im Winter entweichen kann, sondern durch einen geringen g-Wert auch weniger Sonnenenergie ins Wohnrauminnere gelangt.

Vakuum-Verglasung

Auch wenn Edelgase schon relativ wenig Wärme leiten, leitet ein Vakuum eben gar keine Wärme mehr. Diese Überlegung führt zu experimentellen Vakuumverglasungen, um die U-Werte noch weiter zu senken. Problematisch ist bislang, dass die Glasscheiben dem atmosphärischen Druck nicht standhalten können und zur Unterstützung kleine Glasbrücken benötigen. Diese sind letztlich viele kleine Wärmebrücken, die leider auch noch sehr gut sichtbar sind. Bei nicht-transparentem Glas sind diese Verglasungen sicher im High-End-Bereich eine Alternative, in normalen Einsatzbereichen momentan aber noch nicht praktikabel.


Rechnerisch möglich sind 2-fach verglaste Fenster bei einem Dämmniveau nach EnEV, das entspricht einem Sanierungsniveau von KfW 70 als Effizienzhaus. Bei besseren Standards muss auf ein 3-fach verglastes Fenster zurückgreifen.

Wichtig ist immer das Fenster im System „Haus“ zu sehen. Das Problem mit Tauwasser, dass zu Zeiten von 1-fach Verglasungen einfach mit einer Rinne und einem Lappen gelöst wurde, ist natürlich auch heute noch relevant. Solange das Fenster das thermisch schwächste Bauteil ist, wird Tauwasser immer dort ausfallen. Der Vorteil: Man sieht es, lüftet und entzieht dem Problem die Ursache. Ist das Fenster nun thermisch besser als die Wand, wird Tauwasser an der Wand ausfallen und dort (zunächst unbemerkt) zu Schimmel führen.

In einem Niedrigenergie- oder Passivhaus hingegen ist dieses Problem nicht maßgeblich, da die Wände einen deutlich besseren U-Wert aufweisen, als jede gängige Verglasung. Durch die hohe Energieeffizienz der Gebäude, kann hier ein schlechter g-Wert den Eintrag der Sonnenenergie im Winter so sehr reduzieren, dass die Heizung ungeplant angestellt werden muss. Andererseits kann ein zu hoher g-Wert im Sommer zu einer Überhitzung des Gebäudes führen.

Fenster sind also oft das Zünglein an der Waage und bedürfen einer detaillierten Planung.

7 Tipps für einen (bauphysikalisch*) guten Entwurf

(für unsere Breitengrade)


Bauphysik ist oft das A und O eines guten Entwurfs. Neben der Raumwirkung, dem Raumgefühl, dem Licht, etc. spielt die Behaglichkeit eine große Rolle für die Akzeptanz eines Gebäudes oder eines Raums. Dafür gibt es einige Tipps und Faustregeln, wie man als Planer direkt von Anfang an die gröbsten Fehler/Schwachstellen umgehen und so das Wohlbefinden des Nutzers im Raum steigern kann.

1. Vermeide Wärmebrücken

Versuche alle Bauteilflächen gleichmäßig zu dämmen. Gleiche U-Werte schaffen gleiche Temperaturen an der Bauteilinnenoberfläche. Dadurch werden sogenannte Strahlungsasymmetrien vermieden, die Menschen oft als unangenehm empfinden.

2. Dämme ausreichend

Dämmung hält im Winter die Wärme im und im Sommer aus dem Gebäude. Ausreichend Speichermasse dämpft zudem sehr kalte, als auch sehr warme Außenlufttemperaturen ab.

3. Sorge für Verschattung

Besonders im Sommer kann ein modernes, gedämmtes Gebäude zu einer Hitzefalle werden. Daher gilt im Sommer: möglichst wenig Sonnenergie ins Gebäude lassen: Also eine gute Verschattung planen.

4. Nutze Sonnenergie

Fenster auf der Südseite gewinnen übers Jahr mehr Wärmeenergie als sie verlieren. Auf der Nordseite ist es genau umgekehrt. Plane Fenster und Räume klug und den örtlichen Gegebenheiten angepasst.

5. Achte auf Schall

Auch wenn es rechtlich nicht immer notwendig ist, stören Geräusche von der Heizung oder dem Badezimmer auch in der eigenen Wohnung. Noch mehr stören Geräusche des Nachbars. Gedanken an die vorhandenen und geplanten Schallübertragungswege in jede Dimension und Richtung sind daher nie umsonst.

6. Plane die Luftdichtigkeit und die Luftfeuchtigkeit

Eine nicht durchgängige luftdichte Ebene beschert dem Nutzer Zugerscheinungen und kann die durchströmten Bauteile schädigen.
Die Luftfeuchtigkeit muss zudem dauerhaft aus dem Gebäude ab- und frische Luft zugeführt werden. Passiert dies nicht, kommt es zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen des Nutzers.

7. Frage die Bauherren

Eine Planung ist nur so gut, wie sie vom Nutzer akzeptiert wird. Besonders die Haustechnik muss auf die Wünsche der Bauherren abgestimmt werden, damit diese auch optimal genutzt und bedient werden kann. Was nützt z. B. die beste und integral ans Gebäude angepasste Lüftungsanlage, wenn der Nutzer diese nie anstellt?


Gute Planer arbeiten an den verschiedenen Aspekten des Gebäudeentwurfs zusammen auf Augenhöhe am runden Tisch. Die unterschiedlichen Anforderungen sollten sich nicht ausschließen, sondern gegenseitig ergänzen. Dafür muss man die Anforderungen jedoch schon in einem frühen Stadium des Entwurfsprozesses kennen, dann können diese auch optimal eingearbeitet und nicht bloß „drübergestülpt“ werden.


* Die Erklärungen in diesem Blog sind natürlich vereinfacht. Fachlich könnte man viele der Themen deutlich mehr ausarbeiten und komplexer beschreiben. Dazu kann man sich gerne der gängigen Fachliteratur bedienen.

Wärmebrücken Teil 3 – Einfluss auf den Heizenergiebedarf

Jeder hat schonmal in den verschiedensten Kontexten davon gehört: Wärmebrücken. Umgangssprachlich werden diese oft Kältebrücken genannt, weil es an diesen Stellen eben kalt ist. Der Fachbegriff Wärmebrücken leitet sich allerdings davon ab, dass an solchen Stellen die Wärme besser aus dem Raum abfließen kann. An diesen Stellen bilden sich oft Schimmelpilze oder Stockflecken. Um zu verstehen, wie Wärmebrücken entstehen, wie man einer Problematik mit eben diesen umgehen kann, und was das Ganze für die Energiebilanz des Gebäudes zu tun hat, möchte ich euch in der folgenden Themenreihe einen kleinen Einblick in die spannende Welt der Wärmebrücken geben. In Teil 1 ging es um das generelle Verständnis von Wärmebrücken und wie sie entstehen. Teil 2 widmet sich der besonderen Problematik von Schimmelpilzen und warum sie hauptsächlich an Wärmebrücken entstehen. Teil 3 wird auf die Wärmebrücken im EnEV-Nachweis eingehen und zeigen, wie sich Wärmebrücken auf die benötigte Heizenergie auswirken. Teil 4 wird einige Praxisbeispiele und gute Lösungen für Wärmebrückenprobleme beinhalten.

Die Theorie werden wir nun hinter uns lassen und uns kopfüber in die Nachweispraxis stürzen. Die Energie-Einsparverordnung ist in den unterschiedlichen Bundesländern durch Verordnungen eingeführt worden, der nachzuweisende Umfang ist aber deutschlandweit gleich. In §7 der EnEV wird explizit auf den Mindestwärmeschutz und Wärmebrücken eingegangen:

„(1) Bei zu errichtenden Gebäuden sind Bauteil, die gegen Außenluft, das Erdreich oder Gebäudeteile mit wesentlich niedrigeren Innenraumtemperaturen abgrenzen, so auszuführen, dass die Anforderungen des Mindestwärmeschutzes nach den anerkannten Regeln der Technik eingehalten werden. Ist bei zu errichtenden Gebäuden die Nachbarbebauung bei aneinandergereihter Bebauung nicht gesichert, müssen die Gebäudetrennwände den Mindestwärmeschutz nach Satz 1 einhalten.

(2) Zu errichtende Gebäude sind so auszuführen, dass der Einfluss konstruktiver Wärmebrücken auf den Jahres-Heizwärmebedarf nach den anerkannten Regeln der Technik und den im jeweiligen Einzelfall wirtschaftlich vertretbaren Maßnahmen so gering wie möglich gehalten wird.

(3) Der verbleibende Einfluss der Wärmebrücken bei der Ermittlung des Jahres-Primärenergiebedarfs ist nach Maßgabe des jeweils angewendeten Berechnungsverfahrens zu berücksichtigen. Soweit dabei Gleichwertigkeitsnachweise zu führen wären, ist dies für solche Wärmebrücken nicht erforderlich, bei denen die angrenzenden Bauteile kleinere Wärmedurchgangskoeffizienten aufweisen, als in den Musterlösungen der DIN 4108 Beiblatt2: 2006-3 zugrunde gelegt wird.“

Der Grundsatz lautet also zuerst einmal, dass der Mindestwärmeschutz eingehalten werden muss, damit es nicht schon alleine auf Grund einer normalen Raumlufttemperatur und -feuchte anfängt zu schimmeln (wie ich euch in Teil 2 erklärt habe). Erst danach geht es um den rechnerischen Einfluss auf den Heizenergie- und damit auf den Primärenergiebedarf. Um diesen herauszufinden, muss man als erstes die Wärmebrücke mit einem geeigneten Programm mit Finite-Elemente-Methoden simulieren. Dazu wird ein 2D-Modell erstellt und stationär (d.h. mit festen Randbedingungen) berechnet. Heraus kommt eine Verteilung des Wärmestroms und der Temperatur innerhalb des Bauteils (den Wärmestrom kann man auf die Temperatur umrechnen) und diese ist, wie man im Bild erkennen kann, durch die konstruktive Ecke nicht mehr gleichmäßig.

Und jetzt kommt der bilanzielle Clou: Die Rechenverfahren nach DIN V 4108-6:2003-6 und DIN V 18599-1:211-12 (wo die beiden zu verwendenden Rechenverfahren nach EnEV beschrieben sind) beziehen sich in der Abmessung der Bauteile auf bestimmte Modellmaße. Im Horizontalschnitt der Außenecke (die hier ja unser Beispiel ist) gibt es den Außenmaßbezug. Die Fläche wird also von Außenkante zu Außenkante berechnet und über den U-Wert der Wärmeverlust über die gesamte Wand bestimmt. Durch die Simulation haben wir aber gesehen, dass sich die Temperatur an der Ecke ändert. Diese Differenz können wir mit einem detaillierten Wärmebrückennachweis korrigieren – und in eigentlich fast allen Fällen wird der Wert besser, als der pauschale Wert ohne Nachweis. Dadurch wird der berechnete benötigte Primärenergiebedarf geringer, oder es kann für das gleiche Ergebnis ein anderer Bauteilaufbau mit weniger Dämmung gewählt werden.

Um den Einfluss zu verdeutlichen, habe ich hier ein Praxisbeispiel: Ein mittelgroßes EFH mit 150qm Wohnfläche, 2-geschossig ohne Keller mit Walmdach in Klinkerbauweise. Anlagentechnik: Wasser/Wasser-Wärmepumpe, elektrisch nachgeheiztes Trinkwarmwasser, Fußbodenheizung, zentrale Lüftungsanlage.

Um den EnEV-Nachweis einzuhalten ohne mich weiter um Wärmebrücken zu kümmern, benötige ich folgende U-Werte*:

Die meisten Neubauten werden gut und gewissenhaft gedämmt und erfüllen eigentlich immer die Anforderungen des Beiblatt 2 der DIN 4108. Erstellt man nun einen Gleichwertigkeitsnachweis, bedeutet man vergleicht die Konstruktionsprinzipien der eigenen Detailplanung mit den Konstruktionen im Beiblatt, so kann man den pauschalen Wärmebrückenkorrekturfaktor halbieren.

Werden die Wärmebrücken jetzt noch detailliert berechnet, ist ohne weitere Planungen, alleine durch den aufwendigeren Nachweis, fast immer eine weitere Halbierung des Wärmebrückenkorrekturfaktors möglich. Von 0,1 W/m²a über 0,05 W/m²a zu 0,025W/m²a sind also noch gar keine Planungsänderungen nötig, sondern lediglich mehr Nachweisaufwand.

Theoretisch liegt das Einsparpotenzial bei bis zu 2758€ – in diesem Beispiel. Alternativ kann man durch diese Berechnung auch an anderer Stelle, z.B. der Anlagentechnik sparen.

Wer noch mehr tun möchte, kann sich im Bereich der Passivhäuser umsehen. Dort ist es notwendig den Einfluss der Wärmebrücken auf 0 W/m²K zu reduzieren. Dies setzt allerdings eine Wärmebrücken-Planung voraus.  Möglich ist aber auch das.

Letztlich hoffe ich, dass ich euch zeigen konnte, dass sich die Berechnung der detaillierten Wärmebrücken am Ende finanziell rechnen kann. Ein guter Bauphysiker wird euch Varianten und Möglichkeiten aufzeigen, wie ihr euer angestrebtes Energieniveau erreichen könnt und wo ihr investieren müsst und wo ihr sparen könnt.

* Die Erklärungen in diesem Blog sind natürlich vereinfacht. Fachlich könnte man viele der Themen deutlich mehr ausarbeiten und komplexer beschreiben. Dazu kann man sich gerne der gängigen Fachliteratur bedienen.

Wärmebrücken Teil 2 – Wärmebrücken und Schimmel

Jeder hat schonmal in den verschiedensten Kontexten davon gehört: Wärmebrücken. Umgangssprachlich werden diese oft Kältebrücken genannt, weil es an diesen Stellen eben kalt ist. Der Fachbegriff Wärmebrücken leitet sich allerdings davon ab, dass an solchen Stellen die Wärme besser aus dem Raum abfließen kann. An diesen Stellen bilden sich oft Schimmelpilze oder Stockflecken. Um zu verstehen, wie Wärmebrücken entstehen, wie man einer Problematik mit eben diesen umgehen kann, und was das Ganze für die Energiebilanz des Gebäudes zu tun hat, möchte ich euch in der folgenden Themenreihe einen kleinen Einblick in die spannende Welt der Wärmebrücken geben. In Teil 1 ging es um das generelle Verständnis von Wärmebrücken und wie sie entstehen. Teil 2 widmet sich der besonderen Problematik von Schimmelpilzen und warum sie hauptsächlich an Wärmebrücken entstehen. Teil 3 wird auf die Wärmebrücken im EnEV-Nachweis eingehen und zeigen, wie sich Wärmebrücken auf die benötigte Heizenergie auswirken. Teil 4 wird einige Praxisbeispiele und gute Lösungen für Wärmebrückenprobleme beinhalten.

Wie bekannt wachsen Schimmelpilze ab ca. 80% relativer Feuchte*. Die relative Feuchte ist aber wiederum temperaturabhängig. Im Innenraum gilt: je kälter die Lufttemperatur, desto höher ist die relative Feuchte. Und was passiert, wenn es im Bereich einer Wärmebrücke kälter wird? Richtig: Zunächst erhöht sich an dieser Stelle die relative Feuchte. Und damit steigt die Gefahr von Schimmelpilzwachstum. Und das Schimmelpilzsporen gar nicht gut sind, das hat wohl mittlerweile jeder mitbekommen. Es geht also letztlich darum, die Oberflächentemperaturen von Wänden, Decken und Böden möglichst hoch zu halten, um keine Wachstumsbedingungen für Schimmelpilze zu schaffen. Eine Übersicht über Wachstumsbedingungen von Schimmelpilzen bieten sogenannte Isoplethendiagramme. Prof. Dr.-Ing. Sedlbauer von Fraunhofer-Institut für Bauphysik und der TU München hat lange dazu geforscht und diese Diagramme entwickelt.

Für jede Substratgruppe gibt es ein eigenes Diagramm. Substratgruppe 0 beschreibt ein optimales, biologische Vollmedium, dieses ist in Gebäuden nicht üblich (über den Schimmel in der Küche reden wir hier ja nicht 😉 ). Substratgruppe II sind biologisch nicht verwertbare Materialien, z. B. Metall. Substratgruppe I ist alles dazwischen: z. B. Tapeten, Holz, aber auch Staubablagerungen. Ihr seht, wir befinden uns bei unseren Betrachtungen im Gebäude eigentlich immer in Substratgruppe I. Auf der horizontalen x-Achse der Diagramme seht ihr nun die Temperatur von 0 bis 30°C. Auf der vertikalen y-Achse ist die relative Feuchte von 70 bis 100% aufgetragen. Die eigentlich Isoplethenlinien zeigen jetzt die Grenze an, an der Schimmel überhaupt zu wachsen anfängt. Interessieren tut uns der Einfachheit halber nur die unterste LIM 0: Ist die Temperatur bei 0°C brauchen Schimmelsporen mind. 95% relative Luftfeuchte, um überhaupt wachsen zu können. Bei 10°C sind es nur noch 80% und bei 20° (also normaler Raumtemperatur) reichen gut 75%.

Die relative Feuchte ist nun eigentlich nur eine Prozentangabe, wieviel Feuchtigkeit die Luft schon aufgenommen hat, bevor die Luft „gesättigt“ ist – also kein Wasser mehr aufnehmen kann. Die absolute Menge bleibt immer gleich. Beispiel: Bei 20°C kann die Luft 17,3g Wasser pro m² Luft aufnehmen. Kühlt man diese Luft auf 15° ab, ist die Kapazität schon bei 12,8g Wasser erschöpft. Hat die Luft bei 20°C eine relative Feuchte von 60% entsprechen das 10,4g Wasser. Kühlt man diese Luft auf 15°C ab, bleiben die 10,4g Wasser natürlich gleich – die relative Feuchte steigt aber auf knapp 80%. Um mal kurz auf unser Diagramm zu schauen: Bei 20° und 60% besteht keine Schimmelgefahr – bei 15° und 80% schon! Jetzt ist hoffentlich klar, warum eine Wärmebrücke so kritisch sein kann: Ohne an der Luft im Raum etwas zu ändern, kann die abgekühlte Luft an der Wärmebrücke Schimmelpilzwachstum begünstigen.

In der Planung wird der Feuchteschutz über die minimale Oberflächentemperatur nachgewiesen. In der DIN 4108-2 sind Grenzwerte angegeben, die an jeder Stelle im Gebäude eingehalten werden müssen. Man rechnet vereinfacht mit einer Außentemperatur von -5°C und einer Raumlufttemperatur von 20°C. Bei diesen Bedingungen darf die Temperatur an der kältesten Stelle 12,6°C nicht unterschreiten. Diesem Grenzwert lag folgende Annahme zu Grunde: Das Normklima im Innenraum wurde mit 20°C und 50% relative Luftfeuchte angenommen. Bei 12,6°C liegt die relative Feuchtigkeit somit bei 80%. Dies nahm man damals als Schwelle zu Schimmelpilzwachstum an, ein Blick in das Isoplethendiagramm zeigt uns allerdings, dass Schimmelpilze schon bei ca. 77% zu erwarten sind. Insofern ist eine Auslegung der Wärmebrücken auf 12,6°C zwar normgerecht, kann in der Praxis aber trotzdem zu Schimmel führen – und sollte daher nicht knapp-auf-Kante geplant werden.

Besonders kritisch werden Wärmebrücken, wenn von innen etwas die Oberfläche verdeckt, wie z. B. ein Eckschrank. Dieser wirkt wie eine kleine Innendämmung und verringert die Wärme, die an der Oberfläche der Wärmebrücke ankommt. Das Ergebnis ist, dass die Oberflächentemperatur unter die 12,6°C fällt und dort noch schneller Schimmel entstehen kann. Zusätzlich wird Schimmel in solchen Ecken besonders spät entdeckt.

Ihr seht, hinter der Wärmebrückenproblematik steckt eine direkte Gefahr für den Innenraum und die Wohngesundheit und sollte nicht ignoriert oder vernachlässigt werden. Aber auch rechnerisch sind Wärmebrücken unbedingt zu beachten, dazu erzähl ich euch aber im nächsten Teil etwas mehr.

* Die Erklärungen in diesem Blog sind natürlich vereinfacht. Fachlich könnte man viele der Themen deutlich mehr ausarbeiten und komplexer beschreiben. Dazu kann man sich gerne der gängigen Faechliteratur bedienen.

Kurz gefragt – Kurz geantwortet: Wofür brauche ich einen Bauphysiker

Einen Bauphysiker brauchst du in verschiedenen Situationen:

– Für den Bauantrag: Er erstellt den Wärmeschutz- und den Schallschutznachweis und überprüft und bestätigt die Ausführung für die Fertigbauabnahme.

Fachberatung: Er ist Experte für Wärme, Feuchte und Schall und berät bei Fragen, die vor oder während der Bauausführung auftreten.

Detailplanung von Wärmebrücken oder des Feuchteschutzes.

– Analyse und Gutachten von klimabedingten Bauschäden und Schimmel.

– Finanzielle Förderung von energieeffizienten Bauvorhaben wie z.B. KfW-Förderung, BAFA oder Passivhäuser.

Wärmebrücken Teil 1 – Was ist eine Wärmebrücke?

Jeder hat schonmal in den verschiedensten Kontexten davon gehört: Wärmebrücken. Umgangssprachlich werden diese oft Kältebrücken genannt, weil es an diesen Stellen eben kalt ist. Der Fachbegriff Wärmebrücken leitet sich allerdings davon ab, dass an solchen Stellen die Wärme besser aus dem Raum abfließen kann. An diesen Stellen bilden sich oft Schimmelpilze oder Stockflecken. Um zu verstehen, wie Wärmebrücken entstehen, wie man einer Problematik mit eben diesen umgehen kann, und was das Ganze für die Energiebilanz des Gebäudes zu tun hat, möchte ich euch in der folgenden Themenreihe einen kleinen Einblick in die spannende Welt der Wärmebrücken geben. In Teil 1 geht es um das generelle Verständnis von Wärmebrücken und wie sie entstehen. Teil 2 widmet sich der besonderen Problematik von Schimmelpilzen und warum sie hauptsächlich an Wärmebrücken entstehen. Teil 3 wird auf die Wärmebrücken im EnEV-Nachweis eingehen und zeigen, wie sich Wärmebrücken auf die benötigte Heizenergie auswirken. Teil 4 wird einige Praxisbeispiele und gute Lösungen für Wärmebrückenprobleme beinhalten.

Jedes Gebäude hat Wärmebrücken. Die Aufgabe des Fachplaners besteht darin, unnötige Wärmebrücken zu vermeiden und notwendige bestmöglich zu planen. Es wird unterschieden in 3 verschiedene Wärmebrückenarten:

  • Konstruktionsbedingte Wärmebrücke
    • Tritt überall auf, wo das betroffene Bauteil keine ebene Fläche mehr bildet oder sich verschiedene Bauteile treffen.
    • Beispiele: Außenecke, Dachtraufe, Sockel
  • Materialbedingte Wärmebrücke
    • Triff auf, wenn in einem gleichen Bauteil die Materialien wechseln
    • Beispiele: Stütze in einer Wand, Fachwerk, Sockeldämmung
  • Alle Mischformen
    • Oft sind die Wärmebrücken Mischformen der ersten beiden Arten

Verschiedene Typen von Wärmebrücken

Wärmestrom – mal mehr, mal weniger

Zu Beginn ein kleines bisschen Bauphysik*, damit ihr versteht, wie Wärmebrücken entstehen: Wir stellen uns eine Außenwand vor. Auf der warmen Seite heizen wir munter so weit, sodass die Temperatur gleichbleibt. Die kalte Seite wärmt sich auch bei unendlich großer Heizung nicht auf. Das nennt man einen stationären Zustand. Es passiert dabei folgendes: Zwischen den beiden Wandseiten stellt sich ein Gefälle des Wärmestroms ein. Da die Bedingungen an beiden Seiten immer gleichbleiben, ist auch das Temperaturgefälle in der Wand stationär – quasi „unbeweglich“. Wäre die Außenwand nun unendlich groß und völlig gleichmäßig, wäre der Wärmestrom an jeder Stelle gleich groß – denn Strom (auch Wärmestrom) sucht sich immer den kürzesten Weg zwischen viel Energie (warm) zu wenig Energie (kalt).

gleichmäßiger Temperaturverlauf im Regelbauteil

Jetzt knicken wir unsere Außenwand und erzeugen eine Außenecke. Im Bereich des normalen Bauteils ist der Wärmestrom unverändert. Durch die Ecke ist aber das Verhältnis von Innenfläche zu Außenfläche des Bauteils nicht mehr 1:1. Durch die größere Außenoberfläche kann mehr Wärme abgenommen werden. Das Bauteil kühlt an dieser Stelle ab, was man dann ebenfalls auf der warmen Seite spürt.

Temperaturverlauf in einer Außenecke

Machen wir es genau andersrum und erzeugen eine Innenecke: Dort verändern wir das Oberflächenverhältnis zugunsten der Innenwand. Es steht nun mehr Fläche auf der warmen Seite zur Verfügung, daher sind Innenecken auch wärmer als die Flächen der umgebenden Bauteile.

Das gleiche* passiert auch bei materialbedingten Wärmebrücken: Durch einen Materialwechsel ändert sich der Widerstand im Bauteil und die Wärme kann besser oder schlechter durch das Bauteil nach draußen. Daher wird das Bauteil an dieser Stelle innen wärmer oder kälter gegenüber den umliegenden Flächen.

Da wir nicht in einer idealen Kugel wohnen, sind Wärmebrücken unvermeidbar. Wenn jemand von einem „wärmebrückenfreien“ Haus spricht, ist immer die bilanzielle, bzw. rechnerische Wärmebrückenfreiheit gemeint. Ein Haus ohne Wärmebrücken gibt es nicht, es wird immer eine Ecke mit niedriger Oberflächentemperatur geben. Diese sollte allerdings eine gewisse Temperatur nicht unterschreiten, denn sonst entsteht Schimmel. Dazu erfahrt ihr mehr in Teil 2!

* Die Erklärungen in diesem Blog sind natürlich vereinfacht. Fachlich könnte man viele der Themen deutlich mehr ausarbeiten und komplexer beschreiben. Dazu kann man sich gerne der gängigen Fachliteratur bedienen.