_Bauphysik

Wärmebrücken: Grundlagen

Als Wärmebrücken werden örtlich begrenzte Bereiche in der wärmeübertragenden Hülle eines Bauwerks bezeichnet, die eine höhere Wärmestromdichte als die benachbarten ungestörten Bauteile aufweisen. Daher werden Wärmebrücken auch als gestörte Bauteile bezeichnet. Diese Bereiche sind hinsichtlich der Wärmedämmung eine Schwachstelle in der Konstruktion, da es hier zu erhöhten Wärmeverlusten aus Transmission kommt.

Gallerie

Wärmeverluste im Mauerfuß, an Stürzen und Fenstersimsen

Bild: Foamglas, Hilden

01|09

Stoffliche, materialbedingte Wärmebrücken

Bild: Foamglas, Hilden

02|09

Innenseite, geometrische Wärmebrücke im Bereich der Hausecke

Bild: Foamglas, Hilden

03|09

Vermeidung einer Wärmebrücke durch Schaumglas-Dämmung bei einer Kellerdecke und außengedämmtem Mauerwerk

Bild: Foamglas, Hilden

04|09

Vermeidung einer Wärmebrücke durch Schaumglas-Dämmung bei einer Kellerdecke und kerngedämmtem Mauerwerk

Bild: Foamglas, Hilden

05|09

Vermeidung einer Wärmebrücke durch Schaumglas-Dämmung bei einer Kellerdecke (beheizter Keller) und kerngedämmtem Mauerwerk

Bild: Foamglas, Hilden

06|09

Vermeidung einer Wärmebrücke durch Schaumglas-Dämmung bei einem nicht unterkellerten Gebäude mit einschaligem Mauerwerk

Bild: Foamglas, Hilden

07|09

Vermeidung einer Wärmebrücke durch Schaumglas-Dämmung bei einem nicht unterkellerten Gebäude: 1- oder 2-schalige Trennwand; Decke über Außenluft oder unbeheiztem Raum

Bild: Foamglas, Hilden

08|09

Vermeidung einer Wärmebrücke durch Schaumglas-Dämmung beim Flachdach und Wand aus kerngedämmtem Mauerwerk

Bild: Foamglas, Hilden

09|09

Mit den wachsenden Anforderungen an die Dämmung der Hüllflächen eines Gebäudes erkannte man die besondere Bedeutung der Wärmebrücke als wärmetechnische Schwachstelle. Um insgesamt eine hohe Qualität eines gedämmten Gebäudes sicherzustellen, muss der Wärmebrücke eine besondere Aufmerksamkeit gelten. Dies geschieht nicht nur unter den energetischen Aspekten, ebenso haben Wärmebrücken unmittelbaren Einfluss auf die hygienischen Bedingungen im Innenraum.

Aufgrund der höheren Wärmestromdichte im Bereich von Wärmebrücken verringern sich die Oberflächentemperaturen des Bauteils auf der Rauminnenseite. Dies hat unterschiedliche Folgen:

Die stärkere Abkühlung auf der Raumseite der Konstruktion; dadurch kann es zu Einschränkungen bei der Behaglichkeit kommen, da das Bauteil als kalt empfunden wird. Zusätzlich kann es zu Strahlungsasymmetrien zwischen anderen angrenzenden Bauteilen kommen, die als unbehaglich empfunden werden.
Die höhere Wärmestromdichte der Wärmebrücke bedeutet auch höhere energetische Verluste in diesem Bereich.
Durch das geringere Temperaturniveau des kalten Bauteils kommt es in der Grenzschicht der Luft zu einer Erhöhung der relativen Luftfeuchte und dem Ausfall von Tauwasser auf dem Bauteil. Ab einer relativen Luftfeuchte von 80% besteht die Gefahr eines Schimmelpilzbefalls. Wärmebrücken führen häufig zu einem hygienischen und ggf. gesundheitlichen Problem.

Wärmebrücken lassen sich nach drei üblichen Arten einteilen:

materialbedingte Wärmebrücken
konstruktionsbedingte Wärmebrücken
geometriebedingte Wärmebrücken

An Gebäuden finden sich Wärmebrücken am häufigsten an folgenden Bauteilen:

Fensteranschlüsse
Innenwandanschlüsse an Außenwand, Boden oder Decke
Bodenplatte an Außenwand und Fundamenten
Deckenplatten in Außenwände einbindend
Innen- und Außenecken von Fassaden
Anschlüsse auskragender Bauteile, wie z. B. Balkone oder Vordächer
Eckausbildung von Außenwand an Decke und Dach
Durchdringungspunkte von Versorgunsgleitungen

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Bild: Thomas Duzia, Wuppertal

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Bild: Baunetz (us), Berlin

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Bild: Thomas Duzia, Wuppertal

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Wärmebrücken und GEG

Wie die Energieeinsparverordnung legt das seit November 2020 gültige Gebäudeenergiegesetz fest, dass der Einfluss konstruktiver Wärmebrücken auf den Jahres-Heizwärmebedarf nach den Regeln der Technik und den im Einzelfall wirtschaftlich vertretbaren Maßnahmen so gering wie möglich gehalten wird.

Bild: Baunetz (np), Berlin

Über die Vorgaben des im November 2020 in Kraft getretenen Gebäudeenergiegesetzes in Bezug auf den Einfluss von Wärmebrücken.

Wärmebrücken: Arten

Materialbedingte WärmebrückenMaterialbedingte Wärmebrücken entstehen bei zusammengesetzten Bauteilen, wie z.B. einer Fachwerkwand...

Wärmebrücken: Grundlagen

Als Wärmebrücken werden örtlich begrenzte Bereiche in der wärmeübertragenden Hülle eines Bauwerks bezeichnet, die eine höhere...

Wärmebrücken: Planungshinweise

Wie lassen sich Wärmebrücken vermeiden bzw. deren Einfluss in der energetischen Bilanzierung reduzieren?

Wärmebrückenbilanzierung nach DIN 4108 Beiblatt 2

Neben dem pauschalen Ansatz, Wärmebrücken ohne Nachweis über einen Zuschlag von ∆WB 0,10 W/(m²K) auf die gesamte Hüllfläche zu berücksichtigen, oder einen detaillierten Nachweis mittels Simulationen zu erstellen, besteht nun die Möglichkeit, relativ effizient einen Gleichwertigkeitsnachweis zu führen.

Bild: Baunetz (us), Berlin

Das 2019 veröffentlichte Beiblatt ermöglicht einen Gleichwertigkeitsnachweis auf Grundlage von Bildvorlagen aus der Norm. Dazu wurden die Kategorien A und B für Wärmebrücken eingeführt.

Wärmetransportmechanismen

Bei einem Gebäude treten Wärmeströme vom beheizten zum unbeheizten Innenraum bzw. dem Außenraum auf (Abb.: ehem. Zollverein School of Management and Design in Essen, Sanaa, 2006).

Bild: Baunetz (us), Berlin

Da Baustoffe luftgefüllte Kammern bzw. Poren besitzen, überlagern sich die unterschiedlichen Wärmetransportmechanismen.

Winterlicher Wärmeschutz: Grundlagen und Ziele

Bei zerklüfteten Bauten steigt neben der Erhöhung der Hüllfläche auch der Einfluss von Wärmebrücken bzw. Durchdringungspunkten an Fassaden und Dächern (Abb.: Bürogebäude am Potsdamer Platz, Berlin).

Bild: Baunetz (us), Berlin

Über die Ausrichtung, das Verhältnis der Flächen, den Öffnungsanteil und die Hüllfläche beeinflussen Planerinnen und Planer bereits beim Entwurf eines Gebäudes den Heizenergiebedarf.