IDsolutions - Lösungen für die Sanierung mit Innendämmung im mehrgeschoßigen Gebäude­bestand

Status

abgeschlossen

Ausgangssituation/Motivation

Ab 2020 wird die Bauwirtschaft eine weiter zunehmende starke Umstrukturierung hin zur
Gebäudesanierung erleben. Der Energiebedarf für Raumwärme und Brauchwassererwärmung in österreichischen Gebäuden erreichte im letzten Jahrzehnt sein Maximum und kann lt. [1] unter der Annahme von qualitativ hochwertigen Sanierungen bis 2050 um 50 % reduziert werden. Die Sicherstellung hoher Sanierungsqualität ist jedoch einer der wesentlichsten Punkte, da sonst schlecht sanierte, bis etwa 2050 konservierte Gebäude zum „Lock in Effekt" führen. Zur Erreichung der Klimaschutzziele scheint es notwendig, neben den üblichen Sanierungsstrategien (z.B. Sockelsanierung) zusätzliche Werkzeuge zu entwickeln, um auf diesem Sektor mehr Einzelinitiative zu ermöglichen. Im Rahmen dieses Projekts wurden für mehrgeschoßige Bestandsgebäude unterschiedlicher Bauepochen konkrete Lösungen entwickelt. Dadurch können Qualitätsstandards gesetzt werden, die Dauerhaftigkeit und Schadensfreiheit sichergestellt sowie die Nutzerakzeptanz für hochwertige Sanierungsmaßnahmen gesteigert werden. Durch das Angebot solcher Muster-Sanierungs-Lösungen, welche hinsichtlich Kosten, Nutzen, Risiko und Aufwand optimiert, leicht kalkulierbar und wirtschaftlich umsetzbar sind, kann die Sanierungsbereitschaft maßgeblich gesteigert werden und so zur Erhöhung der Marktdurchdringung und Steigerung der Energieeffizienz des Gebäudebestandes entscheidend beigetragen werden. Die Programmziele, eine wirtschaftliche Umsetzbarkeit, die Erhöhung der Energieeffizienz sowie eine möglichst geringe Eingriffsintensität in die vorhandene Bausubstanz, werden bestmöglich verfolgt und erfüllt. Eine bessere Strukturierung der Leitungsführungen, Straffung des Zeitplans für die Dauer der Arbeiten, eine Qualitätssicherung von der Planung bis zur Ausführung und eine weitest mögliche Vermeidung von Stemmarbeiten und statischen Eingriffen sowie formal überzeugende Detaillösungen auch in Hinblick auf Gestaltung und Denkmalschutz realisiert werden. Neben rein technisch-wirtschaftlichen finden auch ökologische und gesundheitliche Aspekte durch den Einsatz entsprechender Baustoffe umfassend Berücksichtigung.

Inhalte und Zielsetzungen

Die Entwicklung von Muster-Lösungen für die energetische Sanierung von Nutzungseinheiten ist das konkrete Ziel dieses Projekts. Einzelne Systeme, Komponenten und Maßnahmen einer Sanierung (Innendämmung, Heizung, Lüftung, Anschlüsse u.ä.) sollen gemeinsam gedacht werden, um Sanierungs-Lösungen aus einem Guss zur Verfügung zu stellen. Es ist zwar nicht möglich, eine Universal-Lösung bzw. ein Patentrezept für Sanierungen mit Innendämmungen zu entwickeln, es ist jedoch möglich und auch zielführend, für verschiedene Gebäudetypologien konkrete Muster-Sanierungs-Lösungen zu entwickeln. Im Rahmen dieses Projekts werden für mehrgeschoßige Bestandsgebäude unterschiedlicher Bauepochen konkrete Lösungen entwickelt. Durch geeignete Adaption der Randbedingungen sind die entwickelten Lösungen auch auf den Gebäudebestand anderer Regionen bzw. Städte mit ähnlicher Baugeschichte übertragbar. Die Muster-Sanierungs-Lösungen werden für definierte Gebäudetypologien und Musterräume entwickelt und u.a. hinsichtlich Kosten, Nutzen, Risiko und Aufwand analysiert und optimiert. Die Sanierungsziele werden vom hygienisch erforderlichen Mindeststandard bis Passivhausniveau variiert. Die Ansprüche von NutzerInnen (Energieverbrauch, Behaglichkeit, Hygiene, Ökologie, Nachhaltigkeit, Architektur,...) sollen in Abstimmung mit bautechnischen, bauphysikalischen, denkmalpflegerischen und rechtlichen Anforderungen einer optimalen, auf den jeweiligen Kontext abgestimmten (Innendämm-)Lösung zugeführt werden. Die Muster-Sanierungs-Lösungen sollen leicht kalkulierbar und wirtschaftlich umsetzbar sein und den AnwenderInnen die Angst vor der Komplexität der Aufgabenstellung nehmen. Eine bessere Strukturierung der Leitungsführungen, Straffung des Zeitplans für die Dauer der Arbeiten, eine Qualitätssicherung von der Planung bis zur Ausführung und eine weitest mögliche Vermeidung von Stemmarbeiten und statischen Eingriffen sowie formal überzeugende Detaillösungen auch in Hinblick auf Gestaltung und Denkmalschutz können so realisiert werden. Neben rein technisch-wirtschaftlichen finden auch ökologische und gesundheitliche Aspekte durch den Einsatz entsprechender Baustoffe umfassend Berücksichtigung.

Methodische Vorgehensweise

Die energetische Sanierung des Gebäudebestandes erfordert u.a. Lösungen auf Ebene der Nutzungseinheit. Muster-Sanierungs-Lösungen auf Ebene der Nutzungseinheit stellen auf den jeweiligen Kontext, hier den mehrgeschoßigen Gebäude-Bestand abgestimmte System-Lösungen dar. Ansprüche von NutzerInnen bzgl. Energieverbrauch, Behaglichkeit, Hygiene, Ökologie, Nachhaltigkeit und Architektur werden mit bautechnischen, bauphysikalischen, denkmalpflegerischen und rechtlichen Anforderungen abgestimmt und optimiert. 

Aus einer bauepochenbezogenen Analyse relevanter Rahmenbedingungen und Einflussgrößen werden in AP1 repräsentative Modellgebäude und Modellräume für den mehrgeschoßigen Gebäudebestand entwickelt.

Ausgehend von dieser Kategorisierung und Grundlagenermittlung erfolgt in AP2 über eine bauepochenbezogene Abstimmung von Ansprüchen und Anforderungen eine Festlegung von Sanierungszielen und -strategien sowie Bewertungskriterien. Für die einzelnen Systemkomponenten (Wärmedämmung, Lüftung, Heizung) werden in AP3 Konzepte erstellt und in Gesamtkonzepte überführt und Lösungsansätze abgeleitet und Bauepochenbezogene Muster-Sanierungs-Lösungen entwickelt.

Eine Abschätzung der Möglichkeiten und Grenzen des Zusammenwirkens der Einzelkomponenten (Innendämmung, Heizung, Klima, Lüftung u.ä.), die Entwicklung von bauphysikalisch, bautechnisch und architektonisch ansprechenden Detaillösungen für Anschlussbereiche und Systemschnittstellen sowie die bauphysikalische Analyse, Systemoptimierung und Nachweisführung mittels mehrdimensionaler Wärmebrückenberechnung (Simulationspaket Antherm), bauphysikalische Systemanalyse und Systemoptimierung mittels instationärer hygrothermischer 2d-Simulation (Simulationspaket WUFI 2D) erfolgen im Rahmen von AP4. Ein Katalog bauepochenbezogener Muster-Sanierungs-Detail-Lösungen mit zertifizierten bauepochen- und systembezogenen Detaillösungen ist Ziel dieses Arbeitspakets.

Umfassend analysiert werden die Muster-Sanierungs-Lösungen hinsichtlich Praxistauglichkeit, Gesundheit, Hygiene, Komfort, Bauphysik, Brandschutz, Schallschutz, Wirtschaftlichkeit, Energieeffizienz, Ökologie, Betreiber/Nutzer/ Nachbar in AP5. Eine modellhafte Abbildung der Muster-Sanierungs-Lösungen für die Abstimmung des Verhaltens als Gesamtsystem erfolgt mittels Simulationspaket-TRNSYS. Dadurch ist eine detaillierte Systemanalyse (z.B. sommerliches Temperaturverhalten, Wärme- u. Feuchtelasten im Raum, Behaglichkeitskriterien,...) sowie eine Systemabstimmung und Optimierung (AP7) möglich.

Nach einer System- und Objektauswahl werden in AP6 Muster-Sanierungs-Lösungen in Form von Testaufbauten umgesetzt, wobei die in AP4 erarbeiteten Detaillösungen zur Anwendung kommen und ggf. auf die jeweiligen Testräume und Umgebungsbedingungen zu adaptieren sind. Im Zuge der Ausführung können ggf. auftretende Probleme bei der Umsetzung von Details in die Praxis analysiert und im Zuge der Systemoptimierung (AP7) ausgeräumt werden. Eine messtechnische Begleitung ist integraler Bestandteil dieser Muster-Sanierungs-Lösungen. Sie ist erforderlich, um steuernd und regelnd auf das Gesamtsystem einwirken zu können, um kritische Zustände zu vermeiden. Weiter dient die messtechnische Begleitung der Überprüfung/Kalibrierung der Simulationsergebnisse (AP4, AP5) sowie der Qualitätssicherung. Zugleich liefert sie die erforderlichen Daten zur Systemoptimierung (AP7).

Die Ergebnisse aus praktischer Umsetzung (AP6), Systemanalyse (AP5) und Detaillösungen (AP4) werden in AP7 zusammengeführt. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse erfolgt eine Anpassung bzw. Optimierung der Muster-Sanierungs-Lösungen (Schnittstellen, Komponenten, Gesamtsystem). Anhand der Messdaten aus der Praktischen Umsetzung (AP6) können die Berechnungen der modellhaft abgebildeten Muster-Sanierungs-Lösungen (AP5) validiert werden. Durch Parameterstudien können die in AP5 modellhaft abgebildeten Muster-Sanierungslösungen mittels Simulation (TRNSYS) optimiert werden, bzw. die optimalen Einsatzbereiche unterschiedlicher Systeme definiert werden.

Im Rahmen von Workshops, Arbeitsgruppensitzungen und Expertengesprächen werden in AP8 die Projektinhalte laufend reflektiert und abgestimmt. Durch Gremien- und Netzwerkarbeit fließen die Projekt-Ergebnisse in die aktuelle Richtlinien- und Regelwerkentwicklung ein. Die Marktgerechte Aufarbeitung und Verbreitung der Projektergebnisse erfolgt durch Zusammenstellung von Planungsempfehlungen (Planungsleitfaden – IDsolutions), Publikationen in Fachzeitschriften und Fachvorträge.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen

Durch die im Projekt entwickelten Muster-Sanierungs-Lösungen für den mehrgeschoßigen Gebäude-Bestand auf Ebene der Nutzungseinheit können u.a. eine bessere Strukturierung der Leitungsführungen, Straffung des Zeitplans für die Dauer der Arbeiten, eine Qualitätssicherung von der Planung bis zur Ausführung und eine weitest mögliche Vermeidung von Stemmarbeiten und statischen Eingriffen sowie formal überzeugende Detaillösungen auch in Hinblick auf Gestaltung und Denkmalschutz realisiert werden. Neben rein technisch-wirtschaftlichen finden auch ökologische und gesundheitliche Aspekte durch den Einsatz entsprechender Baustoffe umfassend Berücksichtigung.

Hochwertige Sanierungen auf Basis von Muster-Sanierungs-Lösungen können somit maßgeblich zur Erreichung der Programmziele beitragen.

Ausblick

Auf Basis der im Forschungsprojekt gewonnenen Erkenntnisse und erweiterten Kompetenz werden vom Projektkonsortium u.a. weiterführende F&E-Aktivitäten angestrebt:

• Weiterführung des Prüfstands Innendämmung mit verschiedenen Temperatur- und Feuchtelastgängen sowie deren messtechnischer Begleitung und Auswertung.
• Weiterführende messtechnische Projektbegleitung und Auswertung von Demonstrationsprojekten.
• Weiterführende Projektbegleitung von in Realisierung befindlichen Demonstrationsprojekten, deren Umsetzung außerhalb der Projektlaufzeit liegt.
• Weiterführende Entwicklungsarbeit im Bereich des Bauteil- und Energie-Monitorings für den Sanierungsbereich, u. A. die Adaptierung des im Rahmen des Forschungsprojekts Schimmelpilz-Warnsystem entwickelten Monitoring-Systems um eine Erweiterungsmöglichkeit zur Integration von Temperatur- und Feuchtefühlern zum Bauteil-Monitoring.
• Weiterführende Forschung im Bereich der Bauteilsimulation hinsichtlich hygrothermischer Nachweisführung.
• Weiterführende Forschung im Bereich der Gebäudesimulation hinsichtlich des hygrischen und thermischen Raumkomforts.
• Weiterführende Forschung im Bereich der Lebenszyklusbetrachtung von Maßnahmen im Sanierungsbereich.

Weitere Publikationen

Heizen 2050 - Systeme zur Wärmebereitstellung und Raumklimatisierung im österreichischen Gebäudebestand: Technologische Anforderungen bis zum Jahr 2050, Wien 2010. (pdf)