Wärmebrücken: Gefahren erkennen, Schäden vermeiden
Was sind Wärmebrücken? Wie lassen Sie sich erkennen? Welche Gefahren lauern? Wie lassen sie sich vermeiden und reduzieren? Hier kommen Antworten zu den wichtigsten Fragen rund um die Wärmebrücke.
Mit Hilfe der Wärmethermografie lassen sich die Energieschlupflöcher am Haus sichtbar machen.
Foto: Panthermedia.net/AndreyPopov
Wärmebrücken sorgen dafür, dass wertvolle Heizenergie verloren geht. Sie sind aber auch für allerlei Feuchteschäden verantwortlich – von Schimmelbildung bis Schäden an der Tragkonstruktion des Gebäudes. Eine Wärmebrücke ist daher etwas, das keiner haben möchte. Erfahren Sie in diesem Beitrag, wie sie sich vermeiden lässt und wo besondere Gefahren lauern.
Was sind Wärmebrücken?
Wärmebrücken stellen vereinfacht gesagt „Energieschlupflöcher“ dar, die im Vergleich zur übrigen Gebäudehülle eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Sie entstehen immer zwischen den beheizten Innenräumen und der Außenluft oder unbeheizten Räumen. Mit anderen Worten verbinden sie beheizte Gebäudebereiche mit unbeheizten Bereichen oder der Außenluft. Diese Definition verdeutlicht sofort, warum der Begriff „Wärmebrücke“ und nicht „Kältebrücke“ verwendet wird. Kältebrücken gibt es im eigentlichen Sinne nicht, da keine Kälte eindringt, sondern Wärme abfließt.
Das Problem der Wärmebrücken trat erst mit dem Aufkommen des Massivbaus auf. Insbesondere die Kombination aus Mauersteinen und gut wärmeleitenden Betondecken ist davon betroffen. Solche Störstellen im Wärmeschutz führen im Winter zu einem erhöhten Wärmeverlust, zu abgesenkten Temperaturen an den Innenoberflächen und bergen das Risiko von Feuchtigkeits- und Schimmelschäden. Zudem verstärken sie die Erwärmung von Gebäuden im Sommer.
Seit 2003 werden Wärmebrücken umfassend in der DIN 4108-2 berücksichtigt. Technisch ausgedrückt handelt es sich dabei um örtlich begrenzte Störungen in (Außen)Bauteilen. Wärmebrücken können in puncto Form punktförmig, linienförmig oder flächig auftreten. Beispielsweise fungiert die Fläche eines Außenbauteils immer dann als Wärmebrücke, wenn während der Heizperiode mehr Wärme durch sie abfließt als durch eine ungestörte, ausgedehnte Fläche.
Welche Arten von Wärmebrücken gibt es?
Wärmebrücke ist nicht gleich Wärmebrücke, grundsätzlich lassen sich diese drei Arten unterscheiden:
- Geometrisch bedingte Wärmebrücken
- Konstruktiv bedingte Wärmebrücken
- Wärmebrücken durch unsachgemäße Ausführung
Darüber hinaus treten Wärmebrücken noch häufig bei Fenster- und Türanschlüssen auf, bei Deckenanschlüssen oder bei Durchdringungen wie Rohrdurchführungen, Lüftungsöffnungen oder anderen Durchbrüchen in der Gebäudehülle. Wir wollen uns an dieser Stelle zunächst einmal auf die drei oben genannten Arten von Wärmebrücken konzentrieren.
Fall #1: Geometrisch bedingte Wärmebrücken
Geometrisch bedingte Wärmebrücken entstehen an Stellen, wo die wärmeaufnehmende Innenoberfläche kleiner ist als die wärmeabgebende Außenoberfläche. Ein typisches Beispiel hierfür sind Gebäudekanten und -ecken. Oft handelt es sich um flächenförmige Wärmebrücken, wie beispielsweise an den Kanten oder Außenecken der Außenwände.
Dort steht die kleine wärmeaufnehmende Fläche an der Innenkante einer deutlich größeren, nach außen gerichteten Abkühlfläche gegenüber. Folglich geht an der Kante mehr Wärme verloren als in einem ungestörten Bereich der Wandfläche. Als Ergebnis ist die innere Oberflächentemperatur entlang der gesamten Kante spürbar niedriger als die der übrigen Wandfläche.
Solche Störungen führen zu einer Abweichung der Isothermen, also den Linien gleicher Temperatur. Nehmen wir an, die innere Oberflächentemperatur einer ungedämmten Wand beträgt im ungestörten Bereich 15 Grad Celsius. Mit zunehmender Nähe zur Kante nimmt diese Temperatur kontinuierlich ab, zum Beispiel auf unter 10 Grad Celsius.
Wenn solch niedrige Temperaturen über einen längeren Zeitraum auftreten, wird dies zwangsläufig zu Schimmelbildung führen. Der Grund hierfür liegt darin, dass je nach relativer Luftfeuchtigkeit und Raumtemperatur der Taupunkt erreicht und unterschritten wird, sodass der in der Luft vorhandene Wasserdampf in der Gebäudeecke oder -kante kontinuierlich kondensiert.
Fall #2: Konstruktiv bedingte Wärmebrücken
Konstruktiv bedingte Wärmebrücken treten auf, wenn Bauteile mit hoher Wärmeleitfähigkeit das Wärmedämmniveau eines Außenbauteils durchdringen. In diesem Fall spricht man von material- oder stoffbedingten Wärmebrücken, die linien- oder punktförmig auftreten können. Einige Beispiele dafür sind:
- Betondeckenauflager
- Fensteranschlüsse mit gedämmter Außenwand
- Ungedämmte Fensterstürze
- Fensterbänke
- Betonstützen oder Ringanker, die das Außenmauerwerk unterbrechen
- Auskragende Vordächer
- Bauteile wie metallische Maueranker, die die Dämmung durchdringen
- Balkone als auskragende Betonplatten
Geometrisch und konstruktiv bedingte Wärmebrücken können sowohl isoliert voneinander auftreten als auch an derselben Stelle zusammenwirken.
Fall #3: Wärmebrücken durch unsachgemäße Ausführung
Eine unsachgemäße Ausführung ist eine häufige Ursache von Wärmebrücken. Sie können in verschiedenen Situationen entstehen. Zum Beispiel, wenn eine Dachdämmung nicht das gesamte Gefach vollständig ausfüllt oder wenn es Lücken in der Dämmung gibt. Auch verrutschte Dämmschichten können Wärmebrücken verursachen. Ein weiterer häufiger Grund ist eine mangelhafte Ausführung von Luftdichtungen oder Anschlüssen zwischen der Außenwand und dem Fensterrahmen.
Welche Folgen haben Wärmebrücken?
Wärmebrücken verursachen verschiedene Probleme, angefangen von Gebäudeschäden bis hin zu gesundheitlichen Risiken:
- Erhöhter Heizenergieverbrauch: Wärmebrücken führen zu einem verstärkten Wärmeabfluss, was zu höheren Heizkosten führt.
- Beeinträchtigung der thermischen Behaglichkeit: Durch den verstärkten Wärmeabfluss sinkt die innere Oberflächentemperatur, was dazu führt, dass den Benutzern oder Bewohnern mehr Wärme entzogen wird. Dies beeinträchtigt den Komfort in den betroffenen Bereichen.
- Feuchtigkeitsprobleme: Niedrige Oberflächentemperaturen an Wärmebrücken können zur Bildung von Tauwasser (Wasserdampfkondensation) führen. Langfristige Durchfeuchtung kann Bauschäden und Schimmelbildung verursachen. In extremen Fällen können sogar tragende Bauteile beschädigt werden.
Bei nicht gedämmten Altbauten haben Wärmebrücken energetisch gesehen kaum Auswirkungen in Bezug auf erhöhten Energieverlust. Allerdings besteht die Gefahr, dass sich durch die extrem niedrigen Temperaturen an den Wandoberflächen an den Wänden Tauwasser bildet, was wiederum zu Schimmel führen kann.
Bei Gebäuden mit hervorragender Dämmung, wie beispielsweise beim KfW-Effizienzhaus 55 oder Passivhaus, führen alle Wärmebrücken zu nennenswerten zusätzlichen Energieverlusten. Etwa ein Drittel aller Transmissionswärmeverluste über die gesamte Außenbauteilfläche sind im engeren Sinne Wärmebrückenverluste, basierend auf den typischen geometrischen Verhältnissen im Hochbau.
Wärmebrücken sichtbar machen und dokumentieren
Die Thermografie ist ein nützliches Werkzeug, um Wärmebrücken sichtbar zu machen. Die erzeugten Bilder ermöglichen es, Schwachstellen in der Gebäudehülle und Unregelmäßigkeiten in den Bauteilen einfach zu erkennen.
Eine sorgfältige Planung berücksichtigt die genaue Bilanzierung der Wärmebrücken gemäß der DIN 4108-6:2000-11 in Verbindung mit anderen anerkannten Regeln der Technik. In der Regel wird diese Arbeit von einem Fachplaner durchgeführt. Wenn es um den Neubau geht, sollte der Bauherr Informationen von den Planern einholen, wie die Wärmebrücken bilanziert und minimiert wurden.
Bei Altbauten gelten spezielle Regeln für die Berechnung von Wärmebrücken. Insbesondere bei Betonbauten mit vielen Versprüngen und auskragenden Bauteilen können Wärmebrücken mehr als 20 Prozent der gesamten Wärmeverluste ausmachen. Wenn solche Gebäude gedämmt werden, ohne die Wärmebrücken zu beseitigen, steigt der relative Anteil dieser Verluste sogar noch weiter an. Zudem besteht ein erhöhtes Risiko für Bauschäden aufgrund von Kondensation.
Wo treten Wärmebrücken besonders häufig auf?
Wie gerade erläutert, treten Wärmebrücken bei energetisch sanierten Gebäuden stärker in Erscheinung als bei nichtgedämmten Altbauten. Die Unterschiede in den Wandoberflächentemperaturen, die wie „Kühlrippen“ wirken, sind dort besonders spürbar. Zudem steigt der Anteil der Wärmeverluste durch Wärmebrücken in gedämmten Gebäuden erheblich an.
Auch Altbauten aus den 1950er- bis 1970er-Jahren weisen spezifische Schwachstellen auf, die das Auftreten von Wärmebrücken begünstigen:
- Auskragende Balkonplatten: Balkone und Loggien, bei denen die Geschossdecke zur Balkonplatte wird und in den kalten Außenraum hineinragen, sind typische konstruktiv bedingte Wärmebrücken in Gebäuden aus den 1950er- bis 1970er-Jahren. Die Dämmung wird durch die stark wärmeleitende Stahlbetonplatte durchbrochen, wodurch im Winter kontinuierlich Wärme nach außen verloren geht. Die Folgen sind eine starke Abkühlung der Decke in den Räumen und häufig auftretende Feuchteschäden. Eine ideale Lösung besteht darin, die Balkone völlig getrennt von der Fassade zu positionieren.
- Rollladenkästen: In den 1960er-Jahren waren ungedämmte Rollladenkästen typisch, die zu Wärmebrücken wurden. Hier wird der Außenwandquerschnitt geschwächt, und die Undichtigkeit, der Hohlraum und das Fehlen von Wärmedämmung verschlimmern den Effekt zusätzlich.
- Heizkörpernischen: Viele in den 1960er-Jahren errichtete Häuser verfügten über Heizkörpernischen. Durch die Schwächung der Außenwand und die hohen Temperaturen des Heizkörpers im Winter entsteht hier ein ständiger Wärmestrom nach außen – eine klassische Wärmebrücke.
- Attikakonstruktionen aus vergangenen Jahrzehnten: In den 1960er- und 1970er-Jahren wurde die Attika eines Flachdachs oft durch die über das Flachdach hinausragende Außenwand gebildet. Wenn sie bei einer Sanierung nicht umlaufend und in Verbindung mit der Dachfläche gedämmt wird, stellt sie eine Wärmebrücke dar.
- Anschluss Fenster/gedämmte Außenwand: Wenn zwischen Fensterrahmen und Außendämmung eine Lücke mit ungedämmtem Mauerwerk besteht, geht in der Fensterlaibung viel Wärme verloren. Die Laibung und der Rahmen bleiben kalt und werden häufig feucht.
- Regenfallrohre in Außenwänden: Regenfallrohre, die in den Außenwänden verlegt sind (typisch für die 1960er- und 1970er-Jahre), schwächen die ohnehin schon geringen Querschnitte der Außenwände.
Beispiele für Wärmebrücken
Auf den folgenden Zeichnungen sehen Sie typische Wärmebrücken und Lösungen, wie sich die Energieschlupflöcher beseitigen lassen:
Fall #1: Auskragende Balkonplatten
Bei einem ungedämmten Balkon kann die Wärme ganz einfach über die Betonplatte nach draußen gelangen.
Foto: ingenieur.de
Wird lediglich die Fassade gedämmt, bleibt die Wärmebrücke weiterhin bestehen.
Foto: ingenieur.de
So ist es richtig: Unterbrechung der Betonplatte durch ein spezielles Dämmelement, den Isokorb mit durchgehender Stahlbewehrung.
Foto: ingenieur.de
Fall #2: Wohnraum zu unbeheiztem Keller
Wird lediglich der Fußboden im Wohnraum gedämmt, gibt es zahlreiche Wärmebrücken.
Foto: ingenieur.de
So ist es richtig: Dämmung der Kellerdecke bis hin zur Fassaden- bzw. Perimeterdämmung.
Foto: ingenieur.de
Fall 3: Fenster
Idealerweise sollten Fenster in der gleichen Ebene wie die Dämmung montiert werden (Grafik Mitte). Alternativ muss die Laibungsfläche bis auf etwa Mitte des Blendrahmens gedämmt werden (Grafik rechts).
Foto: ingenieur.de
Wie lassen sich Wärmebrücken reduzieren?
Geometrisch bedingte Wärmebrücken können theoretisch vermieden werden, indem die Gebäudeform einer Kugel annähernd ähnelt, wie es beispielsweise Eskimos mit ihren Iglus geschafft haben. In der Praxis wird versucht, Wärmebrücken durch kompakte Baukörper zu reduzieren. Dabei spielt das sogenannte A/V-Verhältnis eine Rolle. Je kleiner das Verhältnis der wärmeübertragenden Hüllfläche A zur Nutzfläche oder zum Gebäudevolumen V ist, desto geringer ist der Wärmeverlust eines Gebäudes – vorausgesetzt, die Wärmedämmung bleibt gleich. Der Wärmeverlust nimmt also ab.
Selbst bei zerklüfteten Baukörpern werden geometrisch bedingte Wärmebrücken jedoch bedeutungslos, sobald eine gute Wärmedämmung um das gesamte Gebäude herum angebracht ist. In diesem Fall erreichen die Oberflächentemperaturen selbst an den Kanten einer Gebäudeecke nahezu Raumtemperatur.
Durch die Wärmedämmung verschieben sich die Isothermen aus der Wand heraus (die warm bleibt), und die Temperatur in der Ecke und an der Kante nähert sich fast dem Niveau der Wandtemperatur an. Dadurch wird die Erreichung der Taupunkttemperatur und somit die Schimmelbildung nahezu unmöglich. Allerdings haben konstruktiv bedingte und unsachgemäß ausgeführte Wärmebrücken einen verstärkten Wärmeabfluss und wirken sich daher umso stärker aus.
Wie lassen sich Wärmebrücken vermeiden?
Durch eine sorgfältige Planung und Ausführung nach dem Stand der Technik lassen sich nahezu alle Wärmebrücken vermeiden oder zumindest stark reduzieren. Dabei sollten folgende Punkte beachtet werden:
- Vermeiden Sie potenzielle Wärmebrücken, wo immer es geht (zum Beispiel durch das separate Positionieren des Balkons vor dem Gebäude anstelle einer auskragenden Platte).
- Sorgen Sie dafür, dass Dämmstofflagen verschiedener Bauteile an den Stoßstellen lückenlos ineinander übergehen (zum Beispiel die nahtlose Verbindung der Außenwanddämmung mit der Dämmung der Dachschräge).
- Wenn unterschiedlich starke Dämmungen an den Anschlüssen angrenzen, sollten die Mittellinien der Dämmlagen ineinander übergehen (zum Beispiel die optimale Positionierung eines Fensters im Zentrum der Außenwanddämmung).
- Stumpfe Winkel (größer als ein rechter Winkel von 90 Grad) sollten bei der Anordnung von Außenbauteilen bevorzugt werden. Winkel kleiner als 90 Grad haben eine höhere Wärmebrückenwirkung.
- Falls Bauteile, die die dämmende Hülle durchdringen, unvermeidbar sind, sollte ein hochwertiger Dämmstoff zur thermischen Trennung verwendet werden (zum Beispiel gedämmte Kraganker). Zudem sollten Materialien mit möglichst geringer Wärmeleitfähigkeit für das durchdringende Bauteil genutzt werden.
Wärmebrücken bei der Befestigung von Dämmstoffen
Wenn ein Gebäude rundum gut wärmegedämmt ist, ist es wichtig, die Dämmstoffe möglichst wärmebrückenfrei anzubringen. Alle Befestigungselemente, die die Dämmung durchstoßen, sollten nicht aus Metall bestehen. Metalle wie Edelstahldübel haben einen mehr als 1000-mal höheren Transmissionswärmeverlust auf ihrer Querschnittsfläche im Vergleich zum durchstoßenen Dämmstoff mit dem gleichen Querschnitt.
Besonders betroffen sind metallische Konsolen, Halterungen, Anker und Schienen, die entweder vermieden oder durch Kunststoffprodukte ersetzt werden sollten. Das Gleiche gilt für Dübel: Kunststoffdübel sind den metallischen Varianten vorzuziehen.
Konstruktive Alternativen gibt es beispielsweise bei der Außenwanddämmung mit Wärmedämmverbundsystemen, die bis zu einer Höhe von fünf Geschossen geklebt werden können, ohne jeden Dübel, und vom Hersteller mit einer 10-Jahres-Garantie versehen sind.
In der Praxis hat sich die zweilagige Verlegung von Dämmmaterial bewährt, nicht nur zur Vermeidung von Wärmebrücken durch Befestigungen, sondern auch zur Vermeidung von Fugen zwischen Dämmstoffplatten oder Dämmstoffbahnen, die durch unsachgemäße Ausführung oder langfristiges Verrutschen der Dämmung entstehen können.
Ein Beitrag von:
