Im Juni 2019 ist das neue Beiblatt 2 der DIN 4108 „Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden“ erschienen. Es enthält eine Vielzahl an Planungsbeispielen zur Reduzierung der Wärmebrückenwirkung bei Bauteilanschlüssen.
Bei der Aktualisierung wurde das Augenmerk vor allem auf die heutigen Anforderungen an den Wärmeschutz gelegt. Daher finden sich im neuen Wärmebrückenbeiblatt ausschließlich Anschlusssituationen, welche die heutigen gehobenen Anforderungen an die Energieeinsparung einhalten. Zusätzlich wurde das Beiblatt um zeitgemäße Konstruktionen ergänzt und im Vergleich zur Fassung aus dem Jahr 2006 um circa 300 neue Planungsbeispiele und fehlende Rechenrandbedingungen ergänzt. Im neuen Beiblatt 2 erfolgt außerdem die Einteilung von Bauteilanschlüssen in zwei Kategorien, A und B, wobei Kategorie B ein energetisch hochwertigeres Niveau beschreibt. Bei der Planung von Gebäuden ermöglicht dies den Ansatz eines verminderten pauschalen Wärmebrückenzuschlags UWB = 0,03 W/(m2·K).
Bei der energetischen Bewertung von Gebäuden spielen Wärmebrücken eine wesentliche Rolle; der Anteil der Transmissionswärmeverluste eines Gebäudes über Bauteilanschlüsse, vor allem bei erhöhten Wärmedämmniveaus, ist erheblich. Zugleich beeinträchtigen Wärmebrücken auch das Raumklima, denn Bauteiloberflächen mit niedrigen Oberflächentemperaturen werden in der Regel als unbehaglich empfunden.
Hinzu kommen potenzielle negative Auswirkungen auf die Innenraumhygiene: Eine anhaltend erhöhte Raumluftfeuchte in Verbindung mit niedrigen Oberflächentemperaturen erhöhen das Risiko für Bauschäden durch Tauwasserausfall und Schimmelpilzbildung. Typische Wärmebrücken an Gebäuden sind in diesem Kontext zum Beispiel Gebäudeaußenecken, Fensteranschlüsse sowie auskragende Balkone. Um Wärmebrücken zu vermeiden, müssen Anschlussdetails daher konsequent geplant und ausgeführt werden.
Berücksichtigung von Wärmeverlusten über Bauteilanschlüsse
Nach dem Gebäudeenergiegesetz (GEG) muss bei Neubauten der Einfluss von Wärmebrücken auf den Energiebedarf von Gebäuden berücksichtigt werden. DIN V 18599-2 und DIN V 4108-6 bilden dabei die Grundlage für die Ermittlung der Wärmeverluste über die Gebäudehülle. Der im Rahmen der energetischen Bilanzierung anzusetzende Wärmebrückenzuschlag muss prinzipiell alle Wärmebrücken berücksichtigen, zum Beispiel Gebäudekanten, Sockelanschlüsse, Fenster- und Fenstertüranschlüsse, Fassadenanschlüsse, Dachanschlüsse, Wand- und Deckeneinbindungen, Deckenauflager sowie Balkonplatten und sonstige auskragende Bauteile. Ohne Nachweis können Wärmeverluste über Bauteilanschlüsse pauschal über einen Wärmebrückenzuschlag UWB = 0,10 W/(m2·K) (beziehungsweise 0,15 W/(m2·K) bei innen gedämmten Bauteilen) berücksichtigt werden. Bei Ansatz eines verminderten Wärmebrückenzuschlags sind die Anschlussdetails nach den Vorgaben des Beiblatts 2 der DIN 4108 auszuführen. Alternativ kann der Wärmebrückenzuschlag projektbezogen über die Ermittlung der längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten jeder Anschlusssituation ermittelt werden.
Einführung zweier energetischer Qualitäten
Mit der Neufassung des Beiblatts 2 der DIN 4108 werden Wärmebrücken in zwei energetische Niveaus, Kategorie A und B, eingeteilt. Kategorie B ist hierbei energetisch und oftmals auch feuchtetechnisch höherwertig. Sofern bei der Planung alle Anschlussdetails nach den Planungsvorgaben des neuen Beiblatts ausgeführt werden, darf im energetischen Nachweis nach DIN V 18599 vom UWB = 0,10 W/(m²∙K) (für Außenbauteile mit innen liegender Dämmschicht und einbindender Massivdecke UWB = 0,15 W/(m²∙K)) abgewichen werden. Für den pauschalen Wärmebrückenzuschlag UWB können stattdessen reduzierte Wärmebrückenzuschläge (0,05 W/(m²∙K) bei ausschließlicher Verwendung von Kategorie A-Details (beziehungsweise 0,03 W/(m²∙K) bei Kategorie B-Details) angesetzt werden. Hierbei müssen die entsprechenden Anschlüsse jedoch dem konstruktiven Grundprinzip des Beiblatts 2 entsprechen. Das heißt, dass sowohl die Bauteilabmessungen als auch die Baustoffeigenschaften die Vorgaben des Beiblatts einhalten müssen. Nachfolgend werden am Beispiel eines Kellerbodenanschlusses in außen gedämmter Bauweise die planerischen Unterschiede zwischen Kategorie A und B verdeutlicht: So muss in Kategorie B bei der aufgehenden Wand ein Wärmedämmstein verbaut werden. Für Kategorie A ist dies nicht erforderlich. Bei anderen Ausführungsarten sind beispielsweise für die Einhaltung der Ausführung nach B zusätzliche Flanken- und Stirndämmungen, höhere Dämmstärken im Bereich von Attiken und Ortgängen sowie eine stärkere thermische Entkopplung von auskragenden Balkonen erforderlich. Anschlussdetails in Holzbauweise fallen grundsätzlich in die Kategorie B.
Planungsbeispiele im Fokus
Das Beiblatt 2 gliedert sich in insgesamt sieben Abschnitte, wobei das Hauptaugenmerk auf den Planungsbeispielen liegt. Im Zuge der Neufassung wurden diese von 95 auf 399 erweitert. Es werden 27 unterschiedliche Anschlussarten, die sich zusätzlich in weitere Ausführungsarten unterteilen, beschrieben. Neu hinzugekommen sind unter anderem Kellerwandeinbindungen, Anschlusssituationen in Tiefgaragen, Gebäudetrennwände, Firstanschlüsse und Pfosten-Riegel-Konstruktionen. Zusätzlich wird der Umgang mit den dargestellten Planungsbeispielen beschrieben. Dabei wird insbesondere auf die zwei Kategorien sowie auf die Führung des Gleichwertigkeitsnachweises und das Vorgehen zur rechnerischen Bewertung von Wärmebrücken eingegangen. Des Weiteren enthält das Beiblatt, neben einer Erläuterung der zugrunde liegenden Verweise und Begrifflichkeiten, allgemeine Planungsempfehlungen für die Ausbildung von Anschlüssen. Hierzu gehören zum Beispiel das Vermeiden von stark gegliederten Baukörpern, das Vorsehen einer wärmetechnischen Trennung bei auskragenden Bauteilen und das Herstellen einer durchgehenden Dämmebene. Die Rechenrandbedingungen wurden (von 26 im alten Beiblatt) auf 51 erweitert. Hinzugekommen sind dabei unter anderem Randbedingungen für neue Anschlussdetails, zum Beispiel Horizontalschnitte, Innenwandanschlüsse und Lichtkuppeln. Als Grundlage dient die DIN V 18599-1 mit den Angaben zur Bestimmung der wärmeübertragenden Umfassungsfläche. Das Beiblatt wird durch zusätzliche (informative) Anhänge vervollständigt, beispielsweise die neuen Formblätter für den Nachweis der Gleichwertigkeit oder die Ermittlung des projektbezogenen Wärmebrückenzuschlags.
Bei der Erarbeitung des Beiblatts und vor allem der Anschlussdetails wurde darauf geachtet, dass ein aktuell üblicher energetischer Standard eingehalten wird. Um dabei Spielraum für die Bewertung zukünftiger verbesserter Wärmeschutzniveaus zu lassen, wurde bei den Planungsbeispielen mit Mindestdicken bei der Dämmung gearbeitet. Zur Ermittlung der Referenzwerte des längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten (Psi) erfolgte die Berechnung der Anschlussdetails mit variierenden Werten, beispielweise für die Dicke der Dämmung oder des Mauerwerks, je nach Anschlusssituation. In der Regel wurde hierbei der aus der Berechnung hervorgegangene jeweils höchste Wert als Referenzwert für die Kategorien A und B festgelegt. Um die vorgesehenen Wärmebrückenzuschläge zu verifizieren, wurden Berechnungen an beispielhaften Ein- und Mehrfamilienhäusern sowie Nicht-Wohngebäuden – jeweils in monolithischer, außen und kerngedämmter Bauweise sowie im Holzbau – durchgeführt.
Alternative Nachweismethoden der Gleichwertigkeit
Bei Abweichung von den im Beiblatt 2 aufgeführten Planungsbeispielen stehen weitere Möglichkeiten der Nachweisführung zur Ermittlung der Gleichwertigkeit zur Verfügung. Zum einen kann bei abweichender Wärmeleitfähigkeit der Materialien über den Wärmedurchlasswiderstand R der einzelnen Schichten die Gleichwertigkeit nachgewiesen werden. Zum anderen ist es möglich, den Nachweis detailliert über den längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten zu erbringen. Unter Berücksichtigung der Rechenrandbedingugen ist hier der jeweilige Referenzwert des Beiblatts 2 einzuhalten. Weiterhin besteht die Möglichkeit, bei der Bewertung auf längenbezogene Wärmedurchgangskoeffizienten aus Veröffentlichungen, Wärmebrückenkataloge oder Herstellernachweise zurückzugreifen. Diese müssen jedoch auf der Grundlage der Rechenrandbedingungen des Beiblatts 2 ermittelt worden sein.
Führung des Gleichwertigkeitsnachweises für Perinsul HL
Für das Produkt „Perinsul HL“ der Deutschen Foamglas erfolgte die Führung des Gleichwertigkeitsnachweises – abhängig von der Elementhöhe – bildlich oder rechnerisch. Das Mauerfußelement kommt bei Außen- und Innenwänden unter anderem im Bereich von Geschoss-, Keller- und Tiefgaragendecken zum Einsatz. Es weist eine hohe Druckfestigkeit auf und trägt zugleich zur Vermeidung von Wärmebrücken am Mauerfuß bei. Erhältlich ist Perinsul HL in den Höhen 50 und 115 mm. In der Ausführung mit einer Elementhöhe von 115 mm hält das Produkt die Vorgaben des Beiblatts 2 ohne weitere Nachweisführung ein. Dagegen kann bei Verwendung mit einer Höhe von 50 mm kein bildlicher Gleichwertigkeitsnachweis anhand der in Beiblatt 2 der DIN 4108 aufgeführten Planungsbeispiele geführt werden, da bei den entsprechenden Anschlussdetails ein Wärmedämmstein mit einer Mindesthöhe von 113 mm vorgesehen ist. Daher erfolgte die Führung des Gleichwertigkeitsnachweises mithilfe von Wärmebrückenberechnungen nach DIN EN ISO 10211 unter Verwendung der tatsächlichen Abmessung und Wärmeleitfähigkeit des Produkts. Die sich einstellenden längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten wurden mit den im Beiblatt 2 angegebenen ref-Werten verglichen und geprüft, ob der Nachweis der rechnerischen Gleichwertigkeit erbracht werden kann. Zukünftig kann bei der Verwendung von Perinsul HL mit einer Höhe von 50 mm bei der Bewertung nach DIN 4108 Beiblatt 2 auf die bereits geführten Nachweise des Herstellers zurückgegriffen werden. Eine individuelle Berechnung für die dargestellten Anschlussdetails entfällt.
Mit einer Vielzahl an Planungsbeispielen inklusive Referenzwerten vereinfacht das neue Beiblatt 2 der DIN 4108 die Bewertung des baulichen Wärmeschutzes. Es bildet zeitgemäße Konstruktionen und Dämmstoffdicken ab, welche den aktuellen Anforderungen gerecht werden. Zugleich kann das Beiblatt auch als Konstruktionshilfe dienen, um Anschlussdetails schon im Voraus energetisch effizient zu planen.
