Wärmedämmung denkmalgeschützter Gebäude

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1 Wärmedämmung denkmalgeschützter Gebäude Prof. Dr. Christoph Geyer Kompetenzbereich Bauphysik und Energie

2 Projekte zu Bauen im Bestand und Denkmalpflege Ø Fenster Energetische Sanierung historisch wertvoller Fenster, gefördert von Stiftung zur Förderung der Denkmalpflege Schallschutz und Luftdichtheit historischer Fenster, gefördert von Stiftung zur Förderung der Denkmalpflege Ø Wände CCEM SurHiB Nachhaltige Erneuerung historisch wertvoller Bauten - Arbeitspaket 5: Innenliegende Wärmedämmung gefördert von BFE, UVEK Wasseraufnahmekoeffizienten historischer Aussenputze gefördert von Stiftung zur Förderung der Denkmalpflege Monitoring des Feuchtehaushaltes innengedämmter Bauteile gefördert vom BFE Ø Gebäudehülle Energetische und schalltechnische Sanierung von Wohngebäuden der 1950er bis 1970er Jahre gefördert von Stiftung zur Förderung der Denkmalpflege 2

3 Motivation des Forschungsprojekts Ø Innenliegende Wärmedämmung erfordert robuste Lösungen bezüglich der Feuchtegehalte des Wandaufbaus nach der Sanierung Ø Prognose dieser Feuchtegehalte durch Berechnung der gekoppelten Wärme- und Feuchteströme mit numerischen Programmen z. B. wufi Pro Ø Wie zuverlässig sind diese Prognosen? Ø Sensitivitätsanalyse der Parameter der Aussenwand Ø Monitoringprojekt, bei dem an drei Objekten Historische Aussenwände innen gedämmt Feuchtegehalte und Temperaturen im Wandquerschnitt über mehr als 2 Jahre gemessen Messwerte mit numerischen Programmen nachgerechnet wurden 3

4 Projekt 1 in Aarwangen Ø P Nordwestwand Südwestwand Bauteil Dicke Material Aussenputz Aussenwand ca. 1 cm k.a. ca. 30 cm Hochlochziegel im Verbund Wärmedämmung 8 cm Flumroc Dämmplatte 1, Wärmeleitfähigkeit = W/(m*K) (siehe Anhang D2) Dampfbremse Wärmedämmung Verkleidung Innen - Feuchtevariable Dampfbremse pro clima Intello, Sd-Wert 0.25 bis 25 m (siehe Anhang D4) 4 cm Flumroc Dämmplatte 3 in Installationsebene, Wärmeleitfähigkeit = W/(m*K) (siehe Anhang D3) 1.5 cm Fermacell Gipsfaser-Platte (Produktdatenblatt siehe Anhang D5) 4

5 Lage der Sensoren Aarwangen 5

6 Projekt 2 in Brüttelen Westecke Südecke Bauteil Dicke Material Aussenputz Aussenwand Wärmedämmung Wärmedämmung ca. 2 cm Zementputz mit Silikonharzanstrich ca. 50 cm Bruchstein 4 cm Isover PB M 035, Wärmeleitfähigkeit = W/(m*K) (Produktdatenblatt siehe Anhang D1) 10 cm Installationsebene mit Isover PB M 035 und feuchteadaptiver Dampfsperre Vario Xtra auf der Innenseite, s d -Wert 0.3 bis 20 m Wärmedämmung 3 cm Installationsebene mit Isover PB M 035 Verkleidung Innen 1.5 cm Fermacell Gipsfaser-Platte (Produktdatenblatt siehe Anhang D5) 6

7 Lage der Sensoren Brüttelen 7

8 Projekt 3 in Bütschwil Nordostecke Bauteil Dicke Material Aussenputz ca cm k.a. Aussenwand ca. 35 cm Backstein Innenputz ca cm k.a. Wärmedämmung 14 cm Isofloc LM (Produktdatenblatt siehe Anhang D6) Verkleidung Innen 1.5 cm Fermacell Gipsfaser-Platte (Produktdatenblatt siehe Anhang D7) 8

9 Lage der Sensoren Bütschwil 9

10 Hygrothermische Simulationen mit WUFI Pro Brüttelen Neuer Materialdatensatz auf Basis der Kennwerte des IBP Berücksichtigung des Fugenanteils d.h. Berücksichtigung des Mörtels über Anpassung Materialdatensatz des Mauerwerks Anpassung über - Flüssigtransportkoeffizient Saugen - Flüssigtransportkoeffizient Weiterverteilung 10

11 In situ Messungen im Vergleich mit Simulationen Alter Verlauf Relative Feuchte in Brüttelen Nord-West Position NW-7 (Übergang Mauerwerk/Dämmung) Abbildung 1: Gemessener und simulierter Temperatur- A 11

12 In situ Messungen im Vergleich mit Simulationen Neuer Verlauf Relative Feuchte in Brüttelen Nord-West Position NW-7 (Übergang Mauerwerk/Dämmung) 12

13 In situ Messungen im Vergleich mit Simulationen Alter Verlauf Relative Feuchte in Brüttelen Süd-West Position SW-7 (Übergang Mauerwerk/Dämmung) Abbildung 1: Gemessener und simulierter Temperatur- A 13

14 In situ Messungen im Vergleich mit Simulationen Alter Verlauf Relative Feuchte in Brüttelen Süd-West Position SW-7 (Übergang Mauerwerk/Dämmung) 14

15 Vergleich In situ Messungen mit Simulationen Brüttelen Ø Mittlere Abweichung zwischen Mess- und Simulationswerten an der Grenzschicht Wärmedämmung/Mauerwerk Nordwest-Wand Temperatur (-0,3 3,0) K Relative Feuchte (-1,3 6,2) % r. F. Südwest-Wand Temperatur (-1,3 1,9) K Relative Feuchte (0,5 5,2) % r. F. 15

16 Hygrothermische Simulationen mit WUFI Pro Bauteileingabe Bütschwil (Isofloc) Bauteilaufbau (Norden) Nr. Bauteilaufbau WUFI Pro Material Dicke [m] 1 Aussenputz Mineralischer Aussenputz Aussenwand Kellerziegel Innenputz Innenputz (Gips) Wärmedämmung Isofloc L Verkleidung Innen FERMACELL Gipsfaser-Platte

17 Hygrothermische Simulationen mit WUFI Pro Anpassungen Bütschwil (Isofloc) Änderung des Materialdatensatzes des Aussenputzes alt: Zementputz mit w-wert: 0,51 kg/(m 2 h) neu: Mineralischer Aussenputz mit w-wert: 0,1 kg/(m 2 h) Anpassung der Anfangsbedingungen - Anfangsfeuchte neu: 65% relative Feuchte - Anfangstemperatur: 20 C 17

18 Hygrothermische Simulationen mit WUFI Pro Anpassungen Bütschwil (Isofloc) Verschiebung der Monitorposition in der Dämmung (N-8) nach aussen um ca. 2 cm wg. sichtbarer Verschiebung des Sensors aufgrund des Einblasens der Flocken 18

19 In situ Messungen im Vergleich mit Simulationen Alter Verlauf Relative Feuchte in Bütschwil Norden Position N-8 (Dämmung) 19

20 In situ Messungen im Vergleich mit Simulationen Neuer Verlauf Relative Feuchte in Bütschwil Norden Position N-8 (Dämmung) 20

21 In situ Messungen im Vergleich mit Simulationen Neuer Verlauf Relative Feuchte in Bütschwil Norden Position N-6 (Mauerwerk) 21

22 Vergleich In situ Messungen mit Simulationen Bütschwil Ø Mittlere Abweichung zwischen Mess- und Simulationswerten am Übergang Wärmedämmung/Mauerwerk Nord-Wand Temperatur (1,0 1,2) K Relative Feuchte (-2,5 8,2) % r. F. 22

23 Ergebnisse des Forschungsprojekts Ø Messungen belegen: innen liegenden Wärmedämmsysteme sind bez. Feuchtegehalte robust, wenn sie fachgerecht hergestellt werden Ø Sehr hohe Feuchtegehalte der Wärmedämmung konnten auf Undichtigkeiten der Fassade Einbringen zusätzlicher Baufeuchte bei der Sanierung zurückgeführt werden Ø hygrothermische Simulationen reproduzieren Temperaturen und Feuchtegehalte im Bauteil gut Ø Allerdings muss eine individuelle Anpassung der Materialdaten des Mauerwerks durchgeführt werden, um Feuchtetransport über Mauerwerksmörtel zu berücksichtigen dies erfolgt für jedes Mauerwerk individuell unbefriedigend, da es keine allgemein gültige Regel für diese Anpassung gibt Ø Die festgestellten Abweichungen sollten künftig als Sicherheitsbeiwerte für die Beurteilung der Simulationsergebnisse verwendet werden 23

24 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 24