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Wärmeschutz im Holzbau

Holztafelbauweise, Massivholzbauweise, Berechungsbeispiele

Die Mindestanforderungen an den Wärmeschutz von Gebäuden unterteilen sich in den winterlichen und sommerlichen Wärmeschutz. Dabei wird der bauliche Mindestwärmeschutz nach DIN 4108-2 geregelt und durch die Anforderungen im Gebäudeenergiegesetz (GEG) ergänzt. Die im GEG formulierten Grenzwerte für den Mindestwärmeschutz werden durch den Wärmedurchlasskoeffizienten U-Wert (W/m²K) beschrieben.

Beim Holztafelbau (s. Zeichnung a) liegt die Dämmebene innerhalb der eigentlichen Tragkonstruktion und wird in vielen Fällen mit einer zusätzlichen durchgehenden Außendämmung kombiniert. Mit dieser Konstruktionsweise können U-Werte < 0,15 W/m²K umstandslos erreicht werden. Abweichend davon liegt die Dämmebene bei der Massivholzbauweise (s. Zeichnung b) außerhalb der eigentlichen Tragkonstruktion. Die geforderten Grenzwerte können auch mit dieser Bauweise problemlos erfüllt werden.

^{Abbildung: Max Köhnken (HDI)}

Der Holzanteil in der Dämmebene hat wesentlichen Einfluss auf die thermische Hülle und muss in der U-Wert-Berechnung prozentual berücksichtigt werden. Er kann beispielsweise aufgrund des Achsabstandes der tragenden Bauteile variieren. Denn je höher der Holzanteil desto schlechter der U-Wert. Daraus resultiert auch die Anordnung einer zusätzlichen homogenen Außendämmung. Im Holzbau kommen unter anderem folgende Dämmstoffe zum Einsatz:

Im nachfolgenden Beispiel soll die thermische Hülle bezüglich des Holzanteils untersucht werden. Die Berechnung erfolgt nach der Berechnungsmethode für Bauteile mit inhomogenen Schichten.

Berechnungsbeispiel – Außenwandaufbau

Wärmedurchgang durch ein Bauteil mit inhomogenen Schichten
Die Konstruktion wird bezogen auf den Mindestwärmeschutz nach DIN 4108-2:2013-2 Abs. 5.1.3 hin berechnet.

^{Abbildung: Max Köhnken (HDI)}

Berechnung der Flächenanteile der einzelnen Abschnitte

Bereich 1) Gefach:
Bereich 2) Rahmen:

Berechnung Oberer Grenzwert des Wärmedurchgangswiderstandes R'_T des Bauteils

Hierbei werden die einzelnen Abschnitte senkrecht zur Bauteiloberfläche betrachtet.

mit

Materialien und Kennwerte zur Berechnung von R_a (Gefach):

Materialien und Kennwerte zur Berechnung von R_b (Rahmen):

Berechnung:

Mittlerer Wärmedurchgangskoeffizient U des Bauteils

Anmerkung

Die Mindestanforderungen an den Passivhaus-Standard werden mit einem für den Holztafelbau üblichen Standard-Außenwandaufbau erreicht. Weitere Anforderungen sind eine wärmebrückenfreie und wärmebrückenoptimierte Gestaltung von Anschlussdetails, sowie die Ausführung einer luftdichten Gebäudehülle. Leckagen in der Gebäudehülle werden mit Hilfe eines Blower-Door-Tests (Differenzdruckverfahren) nach DIN EN 13829 lokalisiert. Die Analyse der Gebäudehülle soll Feuchteschäden durch Leckagen verhindern.