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Baustoffe und Bauweisen

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Kompaktheit und Ausrichtung

Kompaktheit:

Kompakt zu bauen bedeutet nicht, klein zu bauen!

Der Begriff der „Kompaktheit“ hat eine andere Bedeutung. Wärmeverluste von Gebäuden werden in erster Linie durch Wärmeleitung auf Ebene der Gebäudehülle verursacht. Daraus folgt, dass die Wärmeverluste bei gleichem Gebäudevolumen mit zunehmender Fläche der Gebäudehülle (die auch als Verlustfläche bezeichnet wird) zunehmen. Dieses Verhältnis zwischen der Verlustfläche und dem Volumen (A/V) wird als Kompaktheit bezeichnet. Aus energetischen Gründen wird der Architekt versuchen die Verlustfläche zu minimieren und gleichzeitig die bewohnbare Fläche zu maximieren, was große Kompaktheit bedeutet.

Die Sonne spendet Licht und Wärme:

Eine an die Beanspruchung des Gebäudes angepasste Ausrichtung ermöglicht die Senkung des Energieverbrauchs für Heizung und Beleuchtung. Allgemein ausgedrückt, wird das Fenster, das auf der Südseite als Wärmekollektor fungiert, auf der Nordseite zur Verlustfläche. Dies stimmt nur in einigen Fällen und hängt von zahlreichen Parametern wie der Verglasungsart, der Dämmung der Wände, der thermischen Trägheit, usw. ab.

Die Ausrichtung eines Gebäudes oder eines Raums ist an dessen Zweckbestimmung geknüpft: Der Bedarf an Tageslicht, die Nutzung oder Nichtnutzung der Sonneneinstrahlung, usw. Aus diesem Grund bietet es sich an das Gebäude in Zonen einzuteilen um die unbeheizten Räume (Abstellraum, Vorraum, Toiletten, usw.) im Norden vorzusehen. Diese Räume dienen auf diese Weise als Pufferräume. Die Planung der Wohnräume (Wohnzimmer, Küche, Badezimmer, usw.) im Süden ermöglicht während der Heizperiode die Nutzung der Sonneneinstrahlung. Wichtig ist es, eine Beschattung der Fenster auf der Süd‐, Ost‐ und Westseite vorzusehen.

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Holz‐, Massiv‐ oder Hybridhaus

  Sommerlicher Wärmeschutz (Trägheit) Dicke der Wände Bauzeit
Holzbauweise      
Massivbauweise      
Hybridbauweise (**)   (**)
Bauweise mit Dämmblock      

(*) bei gleichem U‐Wert

(**) je nach Art der Hybridbauweise

  • Holzbau: Massivholz und Dämmung oder Holzständerbauweise (mit Dämmstoff gefülltes Holztragwerk)
  • Massivbau: Herkömmliche Bauweise mit Betonblock oder Beton und Außendämmung.
  • Hybridbau: Einsatz mehrerer Baustoffe. Z.B. Holzwand und Fußboden aus Beton, Holz und Stahl, usw.
  • Bauweise mit Dämmblock: Wie der Massivbau, jedoch mit einem dünneren (oder gar keinem) Dämmstoff als mit einem Betonblock.
  • Sommerlicher Wärmeschutz (Trägheit): Schutz gegen Überhitzung im Sommer.
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Beschattung und Sonnenschutz

Die Sonneneinstrahlung über die Fenster kann (besonders im Sommer) von sehr großer Bedeutung sein, insbesondere, wenn die Gebäude über große Fensterflächen verfügen. Zur Gewährleistung einer angenehmen Raumtemperatur sind externe Sonnenschutzsysteme vorzusehen. Externer Sonnenschutz ist deutlich wirksamer als interner Sonnenschutz.

Arten von Sonnenschutz:

  • Fester Sonnenschutz: Vordächer, Pergola mit ausgerichteten Lamellen, vertikaler Sonnenschutz, Dachüberstand, Balkon, …
  • Mobiler Sonnenschutz: Rollos, Fensterläden, Sonnenschutzsegel,…
  • Pflanzenverkleidung: Bäume, Sträucher,… (*)

(*) Die Pflanzenverkleidung verändert sich in Abhängigkeit von der Jahreszeit, der Ausästung,…

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Passivhaus: Grundprinzipien

  • Besonders wirksame Wärmedämmung
  • Fenster mit positiver Energiebilanz
  • Bauweise ohne Wärmebrücken
  • Luftdichte Gebäudehülle
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Thermische Gebäudehülle

5.1. Wärmedämmung:

Die gute Wärmedämmung der AAA‐Häuser, einschließlich der Mauern, der Fenster, der Türen, des Dachs und des Bodens, verringert Wärmeverluste. Dies erklärt, warum die Körperwärme der Bewohner, die von den Haushaltsgeräten ausgestrahlte Wärme und die Sonne zumeist ausreichen, um eine angenehme Raumtemperatur zu gewährleisten.

Thermische Gebäudehülle:

Die thermische Hülle eines Gebäudes ist die Fläche, die das beheizte Innenvolumen des Gebäudes von der unbeheizten Umgebung trennt. Der Wärmeaustausch erfolgt rund um diese Hülle. Der Heizbedarf hängt von der Dämmqualität der thermischen Gebäudehülle ab. Die Gewährleistung einer durchgehenden Dämmung ist dabei von großer Bedeutung.

a. Mauer: 

Holzbau, Massivbau, Massivbau mit Dämmblock

b. Dach: 

Das Dach besteht größtenteils aus Holz oder aus Beton. Betondächer haben den Vorteil einer guten thermischen Trägheit (Komfort in den Sommermonaten) und können leichter luftdicht gemacht werden.

c. Dämmstoffe:

Es gibt drei Dämmstoffgruppen: Synthetische Dämmstoffe, mineralische Dämmstoffe und Dämmstoffe pflanzlichen Ursprungs.

- Synthetische Dämmstoffe:

Die synthetischen Dämmstoffe umfassen die Polyurethan- und die Polystyrolschäume. Sie stammen aus der Chlor und Erdölchemie.

Z.B. Polyurethanschaum (PUR); expandierter Polystyrolschaum (EPS), extrudierter Polystyrolschaum (XPS); …

- Mineralische Dämmstoffe:

Sie werden aus vorhandenen Rohstoffen (vulkanische Gesteine und Sand) hergestellt. Sie bestehen häufig aus Recyclingmaterial.

Z.B. Mineralwolle (MW); Glaswolle (GW); Schaumglas (CG); Blähperlit (EPB); …

- Dämmstoffe pflanzlichen Ursprungs:

Z.B. Zelluloseplatten; Zelluloseflocken; Flachswolle; Hanfwolle; Filzholzplatten; …

5.2. Fenster

Gedämmte Fensterrahmen und Dreifachverglasung

Die Fenster haben mehrere Aufgaben:

  • Begrenzung der Wärmeverluste
  • Sonneneinstrahlung
  • Helligkeit des Hauses
  • Luftdichtheit, …

Nutzung der Solarenergie: Die Sonnenstrahlen dringen über die Fenster in das Innere der Räume ein und helfen bei deren Erwärmung. Die eingedrungene Wärme kann allein für nach Süden ausgerichtete Fenster bis zu 40% des Heizbedarfs (im Winter) decken.

5.3. Bauweise ohne Wärmebrücken

Was ist eine Wärmebrücke?

Wärmebrücken sind Schwachstellen der Wärmedämmung, die Wärmeverluste und folglich höhere Heizkosten nach sich ziehen. Die Flächen auf Höhe der Wärmebrücken sind kälter, was zur Kondensation der Raumluftfeuchtigkeit führt und Schimmelbildung fördert.

Wärmebrücke befinden sich für gewöhnlich an den Verbindungspunkten der verschiedenen Bauteile wie an Kellermauern oder an Verbindungsstellen von Fenstern und Balkonen.

5.4. Luftdichte Gebäudehülle

Die Luftdichtheit ist aus den nachstehenden Gründen eine wesentliche Voraussetzung für das AAA‐Haus:

  • Nichtvorhandensein von Luftzügen und eindringender Luft
  • Schutz der Baustoffe
  • Energieeinsparungen
  • Verringerung externer Gerüche
  • Verringerung der von außen eindringenden Geräusche
  • Steigerung der Wirksamkeit der Lüftungsanlage,…

Der Blower‐Door‐Test (Differenzdruck‐ Messverfahren)ermöglicht die Überprüfung der Luftdichtheit des gesamten Gebäudes.

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Lüftungsanlage

In Neubauten ist die Lüftung erforderlich um eine gute Luftqualität zu gewährleisten. Da Neubauten zunehmend luftdichter sind, ist ein kontrollierter Luftaustausch unerlässlich um:

  • den Co2‐Gehalt zu senken
  • die im Haus abgegebene Feuchtigkeit zu beseitigen (Bewohner, Tiere, Küche, WC, Dusche/Bad, Pflanzen,…)
  • Gerüche zu beseitigen (Küche, von den Möbeln abgegebene Dämpfe,…)

Die Luft wird in den feuchten Räumen (Badezimmer, Küche, WC,...) abgesaugt und in die anderen Räume (Wohnzimmer, Schlafzimmer,…) eingeblasen.

Es gibt 2 Hauptarten von Lüftungsanlagen: Die zentralen und die dezentralen Systeme.

  • Zentrales System: Das gesamte Volumen der ausgetauschten Luft (Zufuhr der Frischluft und Abtransport der Abluft) passiert einen zentralen Wärmetauscher.
  • Dezentrales System: In jedem Raum werden unabhängige Einheiten mit oder ohne Wärmetauscher eingebaut die kein Lüftungskanalnetz erfordern.

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Heizbedarf

Heizbedarf: Jedes Haus benötigt unabhängig von seiner Dämmqualität ein Heizsystem. Die Heizleistung und der Energiebedarf hängen von der Dämmqualität ab.

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Begriffsbestimmungen

Graue Energie (Quelle): Darunter ist die Energiemenge zu verstehen, die für den Lebenszyklus eines Materials oder eines Produktes benötigt wird: Für die Herstellung, die Gewinnung, die Verarbeitung, die Fertigung, den Transport, den Einbau, die Nutzung, die Wartung und schließlich für die Wiederverwertung.

U‐Wert (Quelle): Der Wärmedurchgangskoeffizient einer Wand ist die Wärmemenge, die diese Wand pro Zeiteinheit, pro Flächeneinheit und pro Einheit des Temperaturunterschieds zwischen den auf beiden Seiten der Wand gelegenen Atmosphären permanent durchfließt. Der Wärmedurchgangskoeffizient ist der Kehrwert des Wärmedurchgangswiderstands (RT) der Wand. Je niedriger der Wärmedurchgangskoeffizient ist, desto besser ist der Bau gedämmt.

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