Bauphysikalische Aspekte und Planungshinweise
Fall von Schimmelbildung gesundheitliche Schäden verursachen.
Funktionen des Wärmeschutzes baukonstruktive Funktionen
physiologische Funktionen
ökologische Funktionen
ökonomische Funktionen
hygienische Funktionen
komfortbezogene Funktionen
Vermeidung von Tauwasserschäden
Vermeidung von Schimmelpilzbildung
Schutz vor Unterkühlung und Überhitzung
Minimierung von nutzungsbedingtem Energieverbrauch
Minimierung von Energiekosten (Heizungs- und Kühlungskosten)
Vermeidung von Diffusionsschäden
Reduzierung von Staubbildung und Verwirbelung
Reduzierung der Raumluftströmungsgeschwindigkeit
Verlängerung der Funktions- und Nutzungsdauer der baulichen Substanz
Verlängerung der Nutzungsdauer der baulichen Substanz
Vermeidung von Zwängungs spannungen
Angleichung und Vereinheitlichung der Temperaturen der Wandober flächen im Raum inneren an die Raumlufttemperatur
Minimierung von Investitions- und Betriebskosten klimatechnischer Anlagen
A 3.2
A 3.2 Funktionen des Wärmeschutzes A 3.3 Fassade mit Raffstore (innen) und Lamellensystem, München (D) 2001, Peter C. von Seidlein
tionen bestehen heute oftmals aus einer Vielzahl von untrennbar miteinander verbundenen Materialien bzw. Schichten, die konstruktive, wärme- und feuchtetechnische Kriterien gleichermaßen erfüllen müssen. Daraus resultierende Schwierigkeiten beim Baustoffrecycling sollten zukünftig stärker bei der Wahl solcher hybrider Konstruktionen und ihrer Anordnung und Fügungen berücksichtigt werden. Transparente Fassadenkonstruktionen müssen neben einer wärmetechnisch optimierten Isolierverglasung auch im Rahmenbereich sehr gute Dämmwerte aufweisen, um Wärmeverluste zu minimieren. So lassen sich mit thermisch optimierten Fensterrahmenprofilen Uf-Werte von 1,0 W/m2K und darunter erreichen. Vor diesem Hintergrund ist zur Optimierung der Wärmeschutzeigenschaften einer Fassade ein gesamtheitlicher Ansatz sinnvoll. Damit können Schwachstellen hinsichtlich des thermisch- hygrischen Verhaltens gerade im Bereich von Bauteilanschlüssen von präzise gefertigten Metall- bzw. Glasfassadenelementen an vor Ort erstellten Massivbauteilen vermieden werden. Während sich mit gut gedämmten Außenwandkonstruktionen in Massiv- oder Holzbauweise ohne Weiteres U-Werte von 0,15 W/m2K erzielen lassen, weisen selbst gute Verglasungen mit Dreifachisolierglas, Edelgasfüllung oder Vakuumdämmglas U-Werte auf, die mit rund 0,6 W/m2K in wärmetechnischer Hinsicht nicht an die genannten Werte gut gedämmter Außenwandkonstruktionen aus opaken Baustoffen heranreichen. Zudem besitzen handels54
übliche Fensterrahmenkonstruktionen durchaus U-Werte von > 1,0 W/m2K, wodurch sich an dieser Stelle leicht thermische Schwachstellen ergeben können. Beim Anschluss der Fensterrahmen bzw. der Rahmenprofile von Glasfassaden an Massivwände sollte durch eine entsprechende Detail ausbildung der Wärmedurchgangswiderstand an jeder Stelle der Fassade möglichst gleichmäßig gut sein, um Wärmebrücken und die Gefahr eines Tauwasserniederschlags zu vermeiden. Bei der Betrachtung spielen die jeweiligen Eigenschaften der Materialien, Bauteile und Verbindungen hinsichtlich Wärmeleitung, Konvektion und langwelligem Strahlungsaustausch eine Rolle. Dies gilt vor allem für die Bereiche der Fugen, am Randverbund der Gläser und Paneele sowie im Bereich der Befestigungs mittel, da lineare oder selbst punktförmige Wärmebrücken sowie etwaige Undichtigkeiten ansonsten die Gefahr von erhöhten Wärme verlusten, Tauwasseranfall und gegebenenfalls Schimmelbildung mit sich bringen können. Als besonders kritisch erweisen sich in der Praxis horizontale und vertikale Außen- und Innenecken, Attiken und Fußpunkte sowie Versprünge in der Dämm- oder Dichtungsebene, insbesondere an Übergängen zwischen unterschiedlichen Fassadentypen und Aufbauten. Fehler in der Planung oder der konstruktiven Umsetzung können die Funktion und Lebensdauer von Bauteilen stark beeinträchtigen, zu einem erhöhten Wärmeverbrauch mit negativen ökologischen Auswirkungen führen sowie im
Feuchteschutz
Fassaden werden zum einen durch äußere Witterungseinflüsse wie Niederschlag (in Kombination mit stark schwankenden Temperaturen) intensiv beansprucht. Zusätzlich sind sie einer hohen Beanspruchung durch Nässe aus dem Spritzwasserbereich des Sockels, Feuchte aus dem unmittelbar anstehenden Erdreich sowie der im Gebäudeinneren vorhandenen Feuchtigkeit ausgesetzt. Sowohl im Bereich geschlossener Fassaden flächen (wie beispielsweise bei verputztem Mauerwerk) von Lochfassaden sowie gegliederten Außenwandkonstruktionen (wie Glasfassadenkonstruktionen), darf Wasser auf keinen Fall in die Konstruktion eindringen. Eventuell dennoch eingetretenes Wasser muss kontrolliert abgeleitet werden. Zudem ist der Feuchtegehalt von empfindlichen Werkstoffen, z. B. bestimmten Wärmedämmstoffen oder Holz, zu begrenzen. Neben einer adäquaten Auswahl von Werkstoffen muss der Planer bei der Konstruktion von Fassaden besonders darauf achten, Wärmebrücken zu vermeiden, denn diese führen in der Regel zu feuchtetechnischen Schwachstellen, die auf raumseitigen Oberflächen und ggf. im Inneren der Fassade ein erhöhtes Risiko für die Bildung von Kondensat darstellen. Die Dampfdurchlässigkeit der einzelnen Komponenten sowie insbesondere die Ausführung von Dichtmaßnahmen im Bereich von Fugen und Befestigungsmitteln bestimmen das Kondensatrisiko innerhalb von Außenwänden. Ein wirksamer Tauwasserschutz ist die grund legende Voraussetzung für die Langlebigkeit der Fassade und für ein gesundes Innenraumklima. Da sich Schimmelpilze nach heutigem Wissensstand bereits bilden, wenn noch kein sichtbares Tauwasser auftritt, wurden in DIN 4108-8 die kritischen Oberflächentemperaturen neu definiert. In Mitteleuropa gilt für Konstruk tion und Ausführung der Grundsatz: innen dampfdichter als außen. Bei feuchtwarmem Klima muss dieser Grundsatz umgekehrt werden: außen dampfdichter als innen. Bei mehrschaligen Glasfassaden kann sich darüber hinaus Kondensat bilden, wenn feuchte Raumluft im Fassadenzwischenraum auf kalte Oberflächen trifft. Dieses Risiko reduziert sich mit der Qualität der Wärmedämmung der äußeren Ebene und der Durchlüftung des Zwischenraums [5]. Die Anforderungen an den Feuchteschutz der Fassade hängen auch wesentlich von der Gebäudenutzung und der technischen Ausstattung ab. So stellen sich z. B. in Schwimmbädern grundsätzlich (zudem im Winter zusätzlich in klimatisierten Gebäuden) höhere Raumluftfeuchten ein, die das Tauwasserrisiko steigern.