Normen und Regelwerke

Die DIN 4108 beinhaltet den Mindestwärmeschutz und den klimabedingten Feuchteschutz. Hierin werden die Mindestanforderungen definiert, um hygienisch einwandfreie Verhältnisse zu gewährleisten. Ziel ist dabei die Erhaltung der Bausubstanz. Dabei regelt sie die Anforderungen zur Vermeidung von Tauwasserausfall und Schimmelpilzbildung. Sie beinhaltet jedoch keine Anforderungen an den Wohnkomfort bzw. ein angenehmes Raumklima.

In Beiblatt 2 zur DIN 4108 werden Ausführungsbeispiele von Wärmebrücken zusammengestellt. Werden die Anforderungen nach diesem Beiblatt eingehalten, kann ein vereinfachter Nachweis zur Wärmebrückenberechnung geführt werden, bei dem geringe Wärmeverluste angenommen werden. Insgesamt gibt es drei verschiedene Ansätze, nach denen Wärmebrücken berücksichtigt werden können, diese sind im Gebäudeenergiegesetz (GEG) dargelegt.

Seit Juni 2019 gilt das neue Beiblatt 2. Dieses ist mit dem Inkrafttreten des GEG am 1. November 2020 nicht mehr nur privatrechtlich relevant, sondern bauaufsichtlich eingeführt.

Im Beiblatt 2 der DIN 4108:2019-06 wird nun die Wärmedämmqualität in zwei Klassen unterschieden. Die Kategorie A ist die „alte“ Klasse mit einem Wärmebrückenzuschlag von ∆U_WB = 0,05 W/(m²K). Kategorie B wird eine neue „bessere“ Klasse werden mit ∆U_WB = 0,03 W/(m²K). Dadurch kann der Planer auch bei energetisch hochwertigen Gebäuden auf eine pauschale Berücksichtigung zurückgreifen.

Im Folgenden ist die Anforderung nach Beiblatt 2 der DIN 4108:2019-06 beispielhaft für Balkone bei zweischaliger Bauweise dargestellt:

Das GEG 2020 vereint das Energieeinspargesetz (EnEG), die Energieeinsparverordnung (EnEV) und das EEWärmeG (Erneuerbare Energien Wärmegesetz).

Das GEG beinhaltet sowohl bauliche Anforderungen als auch heizungs- und anlagentechnische Anforderungen für Wohn- und Nichtwohngebäude.

Grund für die Einführung der EnEV war seinerzeit die Absenkung der CO₂-Emissionen bis 2005 um 25 % gegenüber 1990 und das Ziel des ressourcenschonenden Energieverbrauchs. Dem vorausgehend wurde 1982 die Wärmeschutzverordnung eingeführt und 1995 überarbeitet. Hierbei war zuletzt der Jahres-Heizwärmebedarf die für den Wärmeschutz relevante Kenngröße.

Mit der EnEV wurden weitere Kenngrößen wie der Jahres-Primärenergiebedarf sowie der spezifische Transmissionswärmeverlust ergänzt.

Nach dem GEG sind heute für Neubauten Anforderungen an den Jahres-Primärenergiebedarf, die spezifischen Transmissionswärmeverluste und den Sommerlichen Wärmeschutz einzuhalten sowie die Erstellung eines Energieausweises erforderlich.

Mit dem GEG kommt nun der CO₂-Bewertung eine größere Bedeutung zu. CO₂-Angaben auf dem Energieausweis sind nun verpflichtend. Bereits heute kann bei der Gebäudebilanzierung in bestimmten Fällen die Primärenergie- durch eine CO₂-Betrachtung ersetzt werden.

Die Mindestanforderungen an Wärmebrücken sind in DIN 4108-2 geregelt, die Bilanzierung ist im Gebäudeenergiegesetz festgelegt. Danach sind Wärmebrücken so zu dämmen, dass der Einfluss konstruktiver Wärmebrücken auf den Jahres-Heizwärmebedarf nach den Regeln der Technik und den im jeweiligen Einzelfall wirtschaftlich vertretbaren Maßnahmen so gering wie möglich gehalten wird. Im Gebäudeenergiegesetz werden drei Möglichkeiten zur Wärmebrückenbemessung angegeben:

Pauschale Methode

Bei dieser Berechnung werden die Wärmebrücken am Gebäude nicht gedämmt oder nicht nachgewiesen, so muss auf den berechneten Gesamtwärmeverlust des Gebäudes ein Wärmebrückenzuschlag in Form einer Erhöhung des mittleren U-Wertes dazugerechnet werden. Für Außendämmung beträgt dieser ΔU_WB = 0,1 W/(m²K). Bei Gebäuden mit Innendämmung gilt gar ein höherer Zuschlag von ΔU_WB = 0,15 W/(m²K). Die Verwendung eines solch hohen Pauschalzuschlags ist energetisch und ökonomisch nicht empfehlenswert. Zudem muss auch bei diesen Wärmebrücken die Einhaltung der Anforderungen an den hygienischen Wärmeschutz nachgewiesen werden.

Vereinfachte Methode

Alternativ zur Einfachen Methode kann die Wärmebrückenberechnung auch nach Beiblatt 2 zur DIN 4108 erfolgen (dem sog. Gleichwertigkeitsnachweis). Werden die Wärmebrücken nach den Ausführungsbeispielen des Beiblattes 2 zur DIN 4108 gedämmt, so können geringere Wärmeverluste angenommen werden.

Seit Juni 2019 gilt das neue Beiblatt 2. Dieses ist mit dem Inkrafttreten des GEG am 1. November 2020 nicht mehr nur privatrechtlich relevant, sondern bauaufsichtlich eingeführt.

Im Beiblatt 2 der DIN 4108:2019-06 wird nun die Wärmedämmqualität in zwei Klassen unterschieden. Die Kategorie A ist die „alte“ Klasse mit einem Wärmebrückenzuschlag von ∆U_WB = 0,05 W/(m²K). Kategorie B wird eine neue „bessere“ Klasse werden mit ∆U_WB = 0,03 W/(m²K). Dadurch kann der Planer auch bei energetisch hochwertigen Gebäuden auf eine pauschale Berücksichtigung zurückgreifen.

Zur Anwendung dieser Methode müssen die Wärmebrücken den Ausführungsbeispielen des Beiblattes entsprechen. Weicht die Konstruktion von dem vorgegebenen Ausführungsbeispiel ab, ist ein entsprechender Nachweis der Gleichwertigkeit zu führen. D.h. beim Gleichwertigkeitsnachweis ist das Projektdetail für die objektbezogene Konstruktion in einer detaillierten Wärmebrückenberechnung nachzurechnen. Für die Wärmebrücke Balkon bzw. Laubengang beispielsweise ist die Verwendung eines tragenden Wärmedämmelementes vorgegeben.

Die genauen Anforderungen an Balkone und Attiken sowie das Vorgehen bei der Nachweisführung nach dem neuen Beiblatt 2 des DIN 4108 werden in der Technischen Information Bauphysik auf Seite 15 erläutert.

Detaillierte Methode

Die dritte Methode ist der genaue Nachweis der Wärmebrücken. Hierbei werden nur die tatsächlichen Wärmeverluste berücksichtigt. Durch die detaillierte Betrachtung der Wärmebrücken ist ihre Ausführung besonders wichtig. Bei dieser Methode werden energetisch effiziente Lösungen belohnt und das Risiko für Bauschäden reduziert.

Weiterführende Informationen zum Wärmebrücken-Nachweis unter Transmissionswärmeverluste.

Die DIN EN ISO 10211 beschreibt die Anforderungen und Grundlagen zur numerischen Berechnung von Wärmebrücken. Sie bietet die theoretischen Grundlagen für detaillierte 2- oder 3-dimensionale Wärmebrückenberechnungen mittels Finite-Element-Methode (Lösungsverfahren für Differenzialgleichungen).

Dabei regelt sie die Berechnung der folgenden bauphysikalischen Kenngrößen:

Längenbezogener und punktbezogener Wärmedurchgangskoeffizient
Zwei- und dreidimensionaler thermischer Leitwert
Temperaturfaktor

Der Passivhaus-Standard stellt sehr hohe Anforderungen an Qualität und Energieeffizienz von Gebäuden. Dabei ist die sicherlich wichtigste Eigenschaft eines Passivhauses die Anforderung an den Heizwärmebedarf, der nicht mehr als 15 kWh/m² betragen darf. Das entspricht etwa 1,5 l Heizöl pro m² und Jahr.

Diese Anforderung kann nur umgesetzt werden, indem besonders viel Aufmerksamkeit auf die Detailausführung gelegt wird. Neben dem sehr guten Dämmstandard der Regelquerschnitte muss besonders auf die Luftdichtigkeit und die Ausführung von Wärmebrücken geachtet werden (siehe dazu Wärmebrücken im Passivhaus), indem Wärmeverluste durch Undichtigkeiten vermieden werden und gleichzeitig passivhausgeeignete Komponenten wie hochwertige Wand- und Fensterbauteile verwendet werden. Um die Wärmeverluste durch Lüftung zu reduzieren verfügen Passivhäuser über mechanische Lüftungsanlagen mit Wärmetauscher. D.h. die Wärme wird der Abluft entzogen und der Frischluft zugeführt.

Durch die energiesparende Bauweise ist der Energiebedarf eines Passivhauses somit sehr gering. Die energetischen Gewinne in einem Passivhaus werden durch große Fensterflächen, interne Gewinne wie elektrische Geräte, die Bewohner und eine kleine Zusatzheizung verursacht. Um den sommerlichen Wärmeschutz gewährleisten zu können, müssen ausreichend Verschattungsmöglichkeiten bzw. Sonnenschutzeinrichtungen für die Fensterflächen eingeplant werden. Damit kann zu jeder Zeit ein behagliches Raumklima gewährleistet werden.

Zusammenfassung:

• Hohe Anforderungen an den U-Wert (Wärmedurchgangskoeffizient) aller Bauteile
• Vermeidung von Wärmebrücken durch sorgfältige Ausführung
• Große Fensterflächen Richtung Süden ermöglichen hohe solare Gewinne
• Anlagentechnik zur Lüftungswärmerückgewinnung reduzieren Wärmeverluste durch Lüftung
• Die Luftdichtheit der Gebäudehülle verhindert Wärmeverluste durch Fugen und Spalten

Die KfW fördert energetisch hochwertige Neubauten und Sanierungen. Dabei werden die Gebäude anhand ihres Jahres-Primärenergiebedarfs und des spezifischen Transmissionswärmeverlustes H´_T der Gebäudehülle in die KfW-Effizienzhaus-Förderstandards eingestuft.

Die Berücksichtigung von Wärmebrücken im KfW-Effizienzhausantrag gestaltet sich häufig als schwierig, da der Antrag schon vor der Detailplanung eingereicht wird. Somit liegt oftmals noch kein genauer Wärmebrücken-Nachweis vor.

Daher gibt es nach der KfW, zusätzlich zu den Vorgaben aus dem GEG, zwei weitere Methoden Wärmebrücken zu berücksichtigen: den erweiterten Gleichwertigkeitsnachweis und das Wärmebrückenkurzverfahren.

Die Vorgehensweisen für die möglichen Methoden werden anschließen kurz dargestellt, eine ausführliche Anleitung ist im "Infoblatt KfW-Wärmebrückenbewertung" der KfW zusammengestellt.

Detaillierter Wärmebrückennachweis

Der tatsächliche Energieverlust durch Wärmebrücken kann im Vergleich mit einem pauschalen Ansatz um mehr als das zweifache kleiner sein. Auch ist es gerade in den hohen KfW-Effizienzhaus-Klassen nicht wirtschaftlich, mit einem pauschalen Zuschlag zu rechnen.

In der Sanierung kann der detaillierte Nachweis häufig das Mittel der Wahl sein, wenn Nachweis (1) und (2) nicht möglich sind. Im Formblatt C "Detaillierter Wärmebrückennachweis" können die einzelnen Wärmebrücken aufgelistet und dokumentiert werden. Allgemein ist hierbei auf eine vollständige und nachvollziehbare Dokumentation aller Wärmebrücken zu achten.

Balkonanschlüsse und Attiken können detailliert mit dem Wärmebrücken-Rechner nachgewiesen werden. Dazu erklärt die KfW die mögliche Vorgehensweise:

Schöck Isokorb® im detaillierten KfW-Nachweis:

Die KfW weist in ihrem Leitfaden darauf hin, dass die Ψ-Werte für Einbausituationen mit dem Wärmedämmelement Isokorb® mit λ_eq gerechnet werden dürfen. Für den Nachweis kann also ein rechteckiger Dämmblock mit dem λ_eq-Wert des verwendeten Produkts in das Berechnungsmodell eingesetzt werden.

Hier ein Auszug aus der "Anlage zum Merkblatt - Liste der technischen FAQ" S. 20:

Hier werden Anforderungen an den R_eq-Wert gestellt und damit an die Dicke und den λ_eq-Wert des thermischen Trennelements. Als Mindestproduktstärke ist für diese vereinfachte Nachweismethode 120 mm vorgeschrieben. Die Anforderung R_eq ≥ 1,0 m²K/W bedeutet also bei einer Produktstärke von 120 mm einen λ-Wert ≤ 0,12 W/mK. Des Weiteren gibt es eine Anforderung R_eq ≥ 1/5 R1, die sich auf die Dämmdicke R1 des WDVS bezieht. Produktkennwerte R_eq und λ_eq zu den Schöck Isokorb® Typen finden Sie hier.

Mit dieser vereinfachten Methode kann also wesentlich schneller als beim "Detaillierten Nachweis" die Wärmebrücke nachgewiesen werden, weil hier nur Produktkennwerte mit den Anforderungen abgeglichen werden müssen und dabei ein niedriger pauschaler Zuschlag geplant werden kann. Die Methode zur Dokumentation des Verfahrens findet sich im "Formblatt D Wärmebrückenkurzverfahren".