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Einschalig energiesparend

Industrie- und Gewerbebau mit Porenbeton
Einschalig energiesparend

Bei der Neubauplanung sind nutzungsspezifische, technische und rechtliche Aspekte in eine ansprechende Form zu bringen und mit den Anforderungen der derzeit gültigen Energieeinsparverordnung (EnEV) abzustimmen. Der vorgeschriebene Nachweis des Jahresprimärenergiebedarfs ist komplex, beinhaltet aber für Industrie- und Gewerbebau eine gravierende Erleichterung.

Dipl.-Ing. Jola Horschig | be

Bei Ein- oder Mehrfamilienhäusern ist es notwendig, den Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Wert) eines jeden Bauteils zu ermitteln und mit den Vorgaben des Referenzgebäudes abzugleichen. Für Nichtwohnbau hingegen verlangt der Gesetzgeber für sämtliche lichtundurchlässige Teile der Gebäudehülle nur einen Wert, den so genannten mittleren U-Wert. Um ihn zu berechnen, benötigt man die Summe aller opaken Außenflächen – von der Bodenplatte über Wände, Türen und Tore bis hin zum Dach – sowie ihre jeweiligen U-Werte. Lediglich für die Bodenplatte sind drei Aspekte zu berücksichtigen:
  • Der U-Wert von Bauteilen, die an das Erdreich grenzen, wird bei der Berechnung durch den Temperaturkorrekturfaktor 0,5 halbiert.
  • Ist der umlaufende Randbereich in einer Breite von mehr als 5 m gedämmt, geht der U-Wert des gedämmten Bereiches mit seiner Fläche in die Berechnung ein.
  • Ist die Bodenplatte komplett gedämmt, ist es möglich, die gesamte Fläche in die Berechnung einzubeziehen. Dies kann sich vorteilhaft auf den mittleren U-Wert auswirken.
Die Höchstwerte des mittleren U-Wertes sind in der EnEV 2009 in Anlage 2, Tab. 2, festgelegt und orientieren sich an den Temperaturen, die im beheizten Innenraum erreicht werden sollen. Für Gebäude, in denen diese Temperaturen zwischen 12 und 19 °C liegen, beträgt der maximal zulässige mittlere U-Wert 0,50 W/(m²K). Für Bereiche, die auf über 19 °C beheizt werden, darf der mittlere U-Wert 0,35 W/(m²K) nicht überschreiten.
Zwei Beispiele für Energieeffizienz
Wirtschaftlichkeit und kurze Bauzeiten zählen im Industrie- und Gewerbebau zu den grundlegenden Planungskriterien. Großformatige Montagebauteile aus Porenbeton unterstützen dieses Ziel in mehrfacher Hinsicht. Sie sorgen für schnelle, rationelle Baufortschritte, denn sie werden projektbezogen werkseitig in den statisch und bauphysikalisch entsprechenden Formaten produziert, just-in-time zur Baustelle geliefert und montiert. Weiterhin ermöglichen sie aufgrund ihrer bauphysikalischen Eigenschaften einschalige Wandaufbauten ohne zusätzliche Dämmmaßnahmen, die die Anforderungen der EnEV 2009 erfüllen.
Die Beispielermittlung des mittleren U-Werts für eine 50 m lange und 30 m breite Lagerhalle verdeutlicht die Energieeffizienz von Hebel-Porenbeton. Für das Gebäude, dessen Innenraumtemperaturen im beheizten Zustand zwischen 12 °C und 19 °C liegen, werden folgende Baustoffe eingesetzt.
  • Bodenplatte: 1500 m², Stahlbeton 200 mm, λ = 2,5 W/mK, am Rand 5 m umlaufend 40 mm Perimeterdämmung, λ = 0,040 W/(mK); U-Wert: 0,80 W/(m²K)
  • Außenwände: 662 m², Hebel-Wandplatten, Dicke: 250 mm, λ = 0,14 W/(mK); U-Wert: 0,51 W/(m²K)
  • Tore: 48 m², Industrie-Sektionaltore aus Stahlblech; U-Wert: 2,9 W/(m²K)
  • Dach: 1500 m², Hebel-Dachplatten, Dicke: 200 mm, λ = 0,14 W/(mK), mit 60 mm Dämmung, λ = 0,040 W/mK; U-Wert: 0,32 W/(m²K).
Die Summe der Außenflächen beträgt 3710 m². Die Fensterflächen werden separat in der Berechnung für transparente Bauteile berücksichtigt.
Der mittlere U-Wert dieser mit Porenbeton erstellten Lagerhalle beträgt 0,42 W/(m²K) und liegt damit unter dem in der EnEV 2009 festgelegten mittleren U-Wert von 0,50 W/(m²K). Selbst mit einer nur 200 mm dicken Außenwand aus Hebel-Montagebauteilen (U-Wert: 0,63 W/(m²K)) bleibt die Lagerhalle mit einem mittleren U-Wert von 0,44 W/(m²K) unter den Vorgaben des Referenzgebäudes.
Auch Berechnungen für eine eingeschossige Fertigungshalle mit einem zweigeschossigen Büro- und Sozialtrakt belegen, dass Hebel-Wandplatten ohne zusätzliche Dämmung die Anforderungen der EnEV 2009 erfüllen. Sie ergeben für den Hallenbereich (12 °C bis < 19 °C) einen mittleren U-Wert von 0,34 W/(m²K) und für den Bürotrakt (≥ 19 °C) einen mittleren U-Wert von 0,31 W/(m²K).
Wärmebrückenarm und luftdicht
Weitere Aspekte, die bei der Erstellung einer energieeffizienten Gebäudehülle und später bei den Betriebskosten eine wichtige Rolle spielen, sind wärmebrückenarme Konstruktionen sowie hohe Luftdichtheit. Hebel-Porenbeton ist ein massiver, monolithischer Baustoff.
Daraus erstellte Konstruktionen gelten aufgrund ihrer homogenen Struktur als nahezu wärmebrückenfrei. Da dies rechnerisch nachgewiesen wurde, brauchen Energie-Verluste nach DIN 4108, Beiblatt 2, bei Hebel-Montagebauteilen nur mit dem geringeren Zuschlag von 0,05 W/(m²K) berechnet zu werden.
Aufgrund ihrer energieeffizienten Eigenschaften halten Gebäudehüllen aus Porenbeton die Wärme im Gebäude und sorgen in der Nutzungsphase für niedrigere Betriebskosten. Auf bis zu 6 % pro Jahr können sich die Einsparungen gegenüber Leichtbauweisen belaufen. Die EnEV 2009 schreibt Luftdichtheit für Gebäude zwingend vor – und zwar dauerhaft. Der Nachweis erfolgt mit einem Blower-Door-Test, der jedoch nicht durchgeführt werden muss. Verzichtet man darauf, sind zwei Dinge zu beachten: Bei Berechnung der Gesamtenergieeffizienz verdoppelt sich die Luftwechselrate von 2 auf 4 h-1, für Gebäudebereiche mit raumlufttechnischen Anlagen von 1 auf 2 h-1. Da mögliche Leckagen nicht aufgespürt werden, kann sich der Jahresprimärenergiebedarf gegenüber dem Nachweis deutlich erhöhen.
Bei Gebäuden, deren Hülle aus Montagebauteilen besteht, empfiehlt sich grundsätzlich ein Blower-Door-Test, denn die Fugen zwischen und der Anschluss an andere Bauteile lassen sich einfach ausführen und schaffen ein rundum dichtes Gebäude. Das Ergebnis einer Luftdichtigkeitsprüfung, die an einer Einfeld-Sporthalle in Bergisch-Gladbach vorgenommen wurde, verdeutlicht eindrucksvoll die energetische Effizienz. Die Halle wurde aus Hebel-Wand- und Dachplatten errichtet, verfügt über eine Nettogrundfläche von 602 m² sowie ein Gebäudevolumen von 3534 m² und ist mit einer Lüftungsanlage ausgestattet. Die gemessene Luftwechselrate n50, die im Beisein von Planer, Architekten und Bauunternehmern durchgeführt wurde, betrug 0,18 h-1. Sie lag damit deutlich unter den Anforderungen von 1,5 h-1, die die EnEV 2009 an Gebäude mit raumlufttechnischen Anlagen stellt.

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