Interdisziplinäres Planen im Neubau und Bestand

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Grundlagen

2.1 Ökologische und ökonomische Notwendigkeit des Energiesparens

2.1.1 Energieverbrauch und Ressourcen

2.1.2 Der Treibhauseffekt

2.1.3 Reduzierung der CO –Emissionen

2.2 Wärmeschutz von Gebäuden

2.2.1 Begriffe und Definitionen

2.2.1.1 Kenngrößen zur Berechnung der bauphysikalischen Eigenschaften von Bauteilen

2.2.1.2 Wärmetransport

2.2.1.3 Wärmebrücken

2.2.1.4 Wärmegewinne

2.2.1.5 Wärmeverluste

2.2.1.6 Luftdichtheit

2.2.1.7 Energiekennwerte

2.2.1.8 Bauteilkenngrößen stationärer und instationärer Wärmebewegungen

2.2.2 Aktuelle Vorschriften zum Wärmeschutz von Gebäuden

2.2.2.1 Energieeinsparverordnung (EnEV)

2.2.2.2 DIN 4108

2.2.3 Gebäudestandards mit niedrigem Heizwärmebedarf

2.2.3.1 Das Niedrigenergiehaus (NEH)

2.2.3.2 Das 3-Liter-Haus

2.2.3.3 Das Passivhaus

2.2.3.4 Das Plusenergiehaus

2.2.3.5 Tabellarische Übersicht der Kennwerte der Gebäudestandards

2.3 Wärmeabhängiger Feuchteschutz von Gebäuden

2.3.1 Begriffe und Definitionen

2.3.1.1 Luftfeuchte

2.3.1.2 Wasserdampfdiffussion

2.3.1.3 Tauwasserbildung

2.3.1.4 Kapillare Wasseraufnahme

2.3.1.5 Tauwasserfreiheit

2.3.2 Aktuelle Vorschrift zum bauphysikalischen Feuchteschutz - DIN 4108-3

2.4 Der Baustoff Holz

2.4.1 Eigenschaften

2.4.2 Vorteile

2.4.3 Holzschutz

2.4.4 Holzbauweisen

2.4.4.1 Der Blockbau

2.4.4.2 Der Fachwerkbau

2.4.4.3 Die Skelettbauweise

2.4.4.4 Der Holzrahmenbau

2.4.4.5 Holztafelbau

2.4.4.6 Mischbauweisen

2.4.4.7 Zusammenfassung

2.5 Die Passivhausbauweise

2.5.1 Definition

2.5.2 Verschiedene Passivhausbauweisen

2.5.2.1 Massivbau

2.5.2.2 Holzbau

2.5.3 System Naumann und Stahr

2.6 Statische Nachweise nach Grenzzuständen

2.6.1 Erläuterungen zum semiprobabilistischen Bemessungskonzept

2.6.2 Erläuterungen zur Bemessung nach E DIN 1052:2000-05

2.6.2.1 Einwirkungen

2.6.2.2 Tragwiderstand

2.6.2.3 Grenzzustände der Tragfähigkeit

2.6.2.4 Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit

2.6.2.5 Nutzungsklassen

2.6.2.6 Klassen der Lasteinwirkungsdauer

2.6.3 Erläuterungen zur DIN 1045:2001-07

2.6.3.1 Bemessungswert des Tragwiderstandes

2.6.3.2 Grenzzustände der Tragfähigkeit

2.6.3.3 Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit

3 Altbausanierung

3.1 Istanalyse Altbaubestand

3.1.1 Wärme- und Feuchteschutz

3.1.2 Schallschutz

3.1.3 Brandschutz

3.1.4 Statik

3.1.5 Zusammenfassung (Problembenennung)

3.2 Zielstellung

3.2.1 Wärme- und Feuchteschutz

3.2.2 Schallschutz

3.2.3 Brandschutz

3.2.4 Statik

3.2.5 Haustechnik

3.3 Lösungsansätze

3.3.1 Wärmeschutz unter Beachtung des Feuchteschutzes

3.3.1.1 Dach

3.3.1.4.1 Decke gegen unbeheizte Dachgeschosse

3.3.1.4.2 Kellerdecken

3.3.1.4.3 Fußböden gegen Erdreich

3.3.1.5 Haustüren

3.3.1.6 Reduzierung von Wärmebrücken

3.3.2 Schallschutz

3.3.2.1 Dach

3.3.2.2 Außenwände

3.3.2.3 Wohnungstrennwände

3.3.2.4 Fenster

3.3.2.5 Decken

3.3.2.5.1 Massivdecken

3.3.2.5.2 Holzbalkendecken

3.3.2.6 Treppen

3.3.2.7 Türen

3.3.3 Brandschutz

3.3.4 Statik

4 Stahlbetongebäude aus 3-Schicht-Platten

4.1 System 3-Schicht-Platte

4.2 Istanalyse

4.2.1 Wärme- und Feuchteschutz

4.2.2 Schallschutz

4.2.3 Brandschutz

4.2.4 Statik

4.2.5 Zusammenfassung

4.3 Zielstellung

4.4 Lösungsansätze

4.4.1 Wärmeschutz unter Beachtung des Feuchteschutzes

4.4.2 Schallschutz

4.4.3 Brandschutz

4.4.4 Statik

5 Neuentwicklungen von Passivhauskomponenten

5.1 Weiterentwicklung eines Passivhaus- bzw. Nullheizenergiehaus tauglichen Kastenfensters

5.1.1 Passivhausgeeignete Fenster

5.1.2 Weiterentwicklung des Kastenfensters von Naumann & Stahr

5.2 Entwicklung einer Solarfassade

6 Weiterentwicklung des Passivhauses zum Nullheizenergiehaus

7 Projektbeispiel Arnoldstraße 26

7.1. Analyse des Gebäudebestandes

7.1.1 Bauzustandsbericht

7.1.2 Haustechnische Ausstattung

7.1.3 Problemstellung

7.2 Darstellungen und Berechnungen zum Wärmeschutz des bestehenden Gebäudes

7.2.1 Beschreibung und Berechnung bauphysikalischer Kennwerte der Hüllbauteile

7.2.2 Berechnung des Jahresheizwärmebedarfs

7.2.3 Einstufung des Wärmeschutzes nach Energiekennzahl für das bestehende Gebäude

7.2.4 Berechnung ausgewählter Wärmebrücken

7.3 Beschreibung und Berechnung der verbesserten Hüllbauteile mit Nachweis der Tauwasserfreiheit

7.3.1 Dach

7.3.2 Außenwände

7.3.3 Fenster

7.3.4 Kellerdecke

7.4 Nachweis des erreichten Passivhausstandards

7.5 Brandschutz

7.5.1 Brandschutznachweis der Bauteile des Anbaues

7.5.2 Brandschutznachweis der Bauteile des Bestandsgebäudes

7.5.3 Weitere Anforderungen zum baurechtlichen Brandschutz

7.6 Schallschutznachweise

7.6.1 Nachweise der Bauteile des Anbaues

7.6.2 Nachweise der Bauteile des Bestandsgebäudes

7.7. Statische Nachweise

7.7.1 Lastannahmen

7.7.2 Zulässige Schnittgrößen der Tragprofile

7.7.3 Dachdecke Anbau

7.7.4 Geschossdecke Anbau

7.7.5 Holzbalkendecke Bestandsgebäude

7.7.6 Kellerdecke Bestandsgebäude

7.7.7 Bodenplatte Anbau

7.7.8 Außenwände Anbau

7.7.9 Bundwände des Bestandsgebäudes

7.8 Ökologische Bewertung der Baustoffe

7.9 Haustechnikkonzept

7.9.1 Heizwärmeversorgung

7.9.2 Warmwasserversorgung

7.9.3 Lüftung

Zielsetzung & Themen

Die Arbeit befasst sich mit dem interdisziplinären Planen bei der energetischen Sanierung von Gebäuden im Bestand. Das Ziel ist es, Altbauten, insbesondere unter Denkmalschutz stehende Gründerzeithäuser, planerisch so vorzubereiten, dass sie den Passivhausstandard erreichen, wobei der Erhalt der Bausubstanz im Vordergrund steht.

• Energetische Altbausanierung von Gründerzeithäusern und Plattenbauten zum Passivhausstandard.
• Optimierung des Wärme-, Schall- und Brandschutzes im Zusammenspiel mit Statik und Haustechnik.
• Konstruktive Lösungsansätze unter Berücksichtigung von Denkmalschutzauflagen und ökologischer Bewertung.
• Weiterentwicklung von Passivhaus-Komponenten wie Kastenfenstern und Solarfassaden.
• Statische Nachweise und Instandsetzungsverfahren für Holz- und Stahlbetonbauteile.

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

1 Einleitung: Die Arbeit beleuchtet die Notwendigkeit der energetischen Sanierung im Gebäudebestand, da der Neubau nur einen kleinen Teil ausmacht und das Potenzial zur Energieeinsparung bei Altbauten enorm ist.

2 Grundlagen: Hier werden bauphysikalische Begriffe und Kennwerte sowie gesetzliche Vorschriften (EnEV, DIN) erläutert, die für die Planung von Passivhausprojekten und Holzbauweisen essenziell sind.

3 Altbausanierung: Analysiert den Zustand von Gründerzeithäusern und entwickelt interdisziplinäre Lösungsansätze für Wärme-, Schall- und Brandschutz sowie Statik.

4 Stahlbetongebäude aus 3-Schicht-Platten: Untersucht die energetische Sanierung von Plattenbauten der Serie WBS 70, die einen bedeutenden Teil des Wohnungsbestandes ausmachen.

5 Neuentwicklungen von Passivhauskomponenten: Dokumentiert die Weiterentwicklung von Kastenfenstern und die Entwicklung von Solarfassaden zur Erreichung des Nullheizenergie-Standards.

6 Weiterentwicklung des Passivhauses zum Nullheizenergiehaus: Fasst die Möglichkeiten zusammen, Passivhäuser durch solare Unterstützung weiter in Richtung Nullenergiebilanz zu optimieren.

7 Projektbeispiel Arnoldstraße 26: Ein konkretes Fallbeispiel einer Sanierung eines unter Denkmalschutz stehenden Wohnhauses, das sämtliche theoretischen Ansätze der Arbeit praktisch umsetzt.

Schlüsselwörter

Altbausanierung, Passivhaus, Energieeinsparung, Wärmeschutz, Schallschutz, Brandschutz, Holzbau, 3-Schicht-Platte, WBS 70, Gebäudehülle, Nachhaltigkeit, Statik, Haustechnik, Thermowood, Energiebilanz

Häufig gestellte Fragen

Worum es in der Arbeit grundsätzlich geht

Die Arbeit behandelt die interdisziplinäre Planung bei der energetischen Sanierung von Bestandsgebäuden, insbesondere von Gründerzeithäusern und Plattenbauten, um Passivhausstandards zu erreichen.

Was die zentralen Themenfelder sind

Zentrale Themen sind der Wärme-, Schall- und Brandschutz, die Statik der Bauteile, haustechnische Konzepte sowie die ökologische Bewertung der eingesetzten Materialien.

Was das primäre Ziel oder die Forschungsfrage ist

Das primäre Ziel ist die planerische Vorbereitung der Sanierung eines denkmalgeschützten Gründerzeithauses zum Passivhaus unter Einbeziehung ökonomischer und ökologischer Kriterien.

Welche wissenschaftliche Methode verwendet wird

Es werden bauphysikalische Berechnungen, statische Nachweise sowie Simulationen mittels Software (HEAT, Bautherm, PHPP) angewandt, um den Energiebedarf und die Standsicherheit zu prüfen.

Was im Hauptteil behandelt wird

Der Hauptteil erstreckt sich von den theoretischen Grundlagen der Bauphysik über Sanierungsansätze für Altbauten und Plattenbauten bis hin zur detaillierten Projektierung des Objekts Arnoldstraße 26.

Welche Schlüsselwörter die Arbeit charakterisieren

Die Arbeit wird durch Begriffe wie Altbausanierung, Passivhaus, Energieeinsparung, Holzbau, WBS 70, Gebäudehülle und Nachhaltigkeit charakterisiert.

Wie geht die Arbeit mit dem Kapseleffekt bei Brandschutzkonzepten um?

Der Kapseleffekt wird genutzt, um bei Holzbalkendecken und Wänden im Brandfall eine Entzündung brennbarer Konstruktionsteile zu verhindern, indem diese durch nichtbrennbare Bekleidungen eingekapselt werden.

Welche Rolle spielt die thermische Solarfassade für das Nullheizenergiehaus?

Die Solarfassade nutzt solare Strahlung zur Erwärmung der Luft in einem Zwischenraum, wodurch die Wand thermisch entlastet und ein Beitrag zur Raumheizung geleistet wird, ohne opake Bauteile durch Fenster zu schwächen.