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Projekttitel: Nachhaltige Nutzung durchfeuchteter Gebäude durch gesteuerte Belüftung der innenliegenden Grenzflächen

Ideengeber*in:

Potenzielle Projektpartner*innen

• Dr. Jörg Walther, Grünhainichen, Bauplanung, hygrothermische bauphysikalische Untersuchungen und Simulationen
• Dr. Frank Grassert, SENEON, Rostock, Produktentwicklung Hardware und Software
• Prof. Joachim Seifert, Prof. Alf Perschk, Technische Universität Dresden, Professur für Gebäudeenergietechnik
• Prof. Pascal Brinks, Fachhochschule Wismar, Professur für Bauphysik/Ressourcenschonendes Planen und Bauen, 
• Ramona JaronIsover, Saint-Gobain, Düsseldorf, Leiterin Systementwicklung
• Patrick Jacobi, Building Performance GmbH, Siniat, Ratingen Gebietsleitung
• Daniela Lonsdorfer, IRES Infrarot Energiesysteme GmbH, Karlsruhe,, Entwicklung
• Harry Keller, Helios Ventilatoren GmbH & Co KG, Villingen-Schwenningen, Entwicklung, Normungsausschuss NA 041-02-51-AA Lüftung von Wohnungen

Abstract

Nachhaltige Nutzung durchfeuchteter Gebäude durch gesteuerte Belüftung der innenliegenden Grenzflächen, da zunehmend Gebäude durch zyklische Überschwemmungen in Flusstälern, Niederungen oder in Küstennähe feuchte- und schadstoffbelastet werden und nutzbar bleiben bzw. kurzfristig wieder einer Nutzbarkeit zugeführt werden sollen. Zum Feuchtemanagement werden hier vorzugsweise Sanierputze, mitunter auch mineralische oder kapillaraktive Innendämmungen zur Raumseite bevorzugt, die aber Schadstoffeinträge in den Innenraum nicht oder nur unvollständig verhindern können. Die bevorstehende Ausweisung von Radonvorsorgegebieten in weiteren Bundesländern erfordert bauliche Maßnahmen an bestehenden Gebäuden, um dessen Eintritt in die Räume zu unterbinden. In diesem Zusammenhang überwiegend praktizierte Flächenabdichtungen verursachen einen unkontrollierten Eingriff in den hygrischen und somit in den bauklimatischen Haushalt eines Gebäudes und unterbinden eine Trocknung durchfeuchteter Bauteile. Durch die Kombination des Monitorings eines Trocknungs- und Trockenhaltungsprozesses mit einer konstruktiven Lösung für ein belüftetes Trockenbausystem zum Feuchte- und Schadstoffabtransport aus durchfeuchteten erd- oder außenluftberührten Bauteilen bei gleichzeitiger Dämmung und Klimastabilisierung des Innenraumes unter Nutzung natürlicher thermischer Auftriebskräfte wurde ein Lösungsansatz gefunden

Innovationsgrad

Es wird die konstruktive Ausführung einer tragenden dämmenden und dampfdichten Luftspaltkonstruktion an der Innenseite des gefährdeten Bauteils mit einer messwertbasierten Überwachung und autarken Ansteuerung von für den Trocknungsprozess eingesetzten oder nutzbaren Aktoren in Sanierungsmaßnahmen kombiniert. Damit kann der Grad der Innovation als zweckinduziert bewertet werden. Es werden zum Zweck der Nutzbarmachung schadstoffbelasteter oder durchfeuchteter Innenraume Trockenbauelemente mit Lüftungssystemen und Mess- und Steuerungstechnik kombiniert.

Welche Situation liegt aktuell wie vor?

Der aktuelle Gebäudebestand allein in Deutschland umfasst etwa 19 Mio. Wohn- und 21 Mio. Nichtwohngebäude mit einer Gesamtwohnfläche von ca. 4.150.000.000 m². Wenn angenommen wird, dass davon nur ca. 2 % der Fläche nicht oder nur eingeschränkt nutzbar ist, weil bisherige Maßnahmen zur Feuchtesanierung nicht oder ohne befriedigendes Resultat durchgeführt wurden, wären mit geeigneten Maßnahmen 83.000.000 m² Wohnnutzfläche zusätzlich erschließbar. Die Annahme beruht auf ersten Befragungen von Anbietern von Trockenlegungen und soll durch eine Befragung des Deutschen Energieberaternetzwerkes weiter gesichert werden.

Welche Bedarfe und Lösungen (aktueller Stand der Wissenschaft und Technik) liegen bei welchen Marktteilnehmern*innen vor?

Bedarfe:

Es wird davon ausgegangen, dass weitere Gebäude durch zyklische Überschwemmungen in Flusstälern, Niederungen oder in Küstennähe zunehmend feuchte- und schadstoffbelastet werden und nicht genutzt werden können, aber einer kurzfristigen und nachhaltigen Nutzbarkeit zugeführt werden sollen. Auch wird ein Bedarf bei denkmalgeschützten Gebäuden gesehen, die an der Außenseite nicht verändert werden können, aber dennoch kostengünstig getrocknet, trockengehalten und nutzbar gemacht werden sollen. Die aktuelle Kostenentwicklung der Energiepreise wird besonders in der Wohnungswirtschaft zunehmend Mieter veranlassen, die Raumbeheizung und die Raumlüftung zu reduzieren, so dass es in Größenordnungen zu Taupunktunterschreitungen kommen wird.

Lösungen:

Es werden einzeln oder kombiniert Verfahren wie Horizontal- und Vertikalsperren, dauerhafter Einsatz von Lüftern, Trocknern oder Heizungen einzeln oder kombiniert eingesetzt.   Zum Feuchtemanagement werden bisher vorzugsweise Sanierputze, mitunter auch mineralische oder kapillaraktive Innendämmungen zur Raumseite bevorzugt.

Weshalb sind diese vorhandenen Lösungen nicht hinreichend genug?

Bisherige Verfahren wie Horizontal- und Vertikalsperren, Dauereinsatz von Trocknern und Heizungen sind nur eingeschränkt nutzbar, zu kosten- und zeitaufwändig oder werden zu oft fehlerhaft ausgeführt. Sanierputze und Innendämmungen können Schadstoffeinträge in den Innenraum nicht oder nur unvollständig verhindern. Die bevorstehende Ausweisung von weiteren Radonvorsorgegebieten erfordert bauliche Maßnahmen an bestehenden Gebäuden, um dessen Eintritt in die Räume zu unterbinden. Die in diesem Zusammenhang überwiegend praktizierten Flächenabdichtungen verursachen einen unkontrollierten Eingriff in den hygrischen und somit in den bauklimatischen Haushalt eines Gebäudes und unterbinden eine Trocknung durchfeuchteter Bauteile.

Was ist der Fortschritt Ihrer Idee gegenüber dem Stand von Wissenschaft und Technik?

Es wird die konstruktive Ausführung einer tragenden dämmenden und dampfdichten Luftspaltkonstruktion an der Innenseite des gefährdeten Bauteils mit einer messwertbasierten Überwachung und autarken Ansteuerung von für den Trocknungsprozess eingesetzten oder nutzbaren Aktoren in Sanierungsmaßnahmen kombiniert. Dazu werden natürliche hygrische und thermische Antriebskräfte zur Trocknung, Trockenhaltung und Klimatisierung der Innenräume genutzt und die Ökobilanz des Gebäudes signifikant verbessert. Damit erfolgt als Innovation eine Verbindung von konstruktiver Lösung mit einem Monitoring des Trocknungsprozesses

Welche themenverwandten Standards, technische Regeln, Normenausschüsse, Gremien, Foren und Konsortien sind Ihnen bekannt bzw. existieren bereits?

Als Beispiel kann die DIN EN 13830 Vorhangfassaden genannt werden. Diese europäische Norm legt die Anforderungen an Vorhangfassadenbausätze fest, die zur Verwendung als Gebäudehülle vorgesehen sind, um Witterungsbeständigkeit, Nutzungssicherheit, Energieeinsparung und Wärmeschutz zu ermöglichen, und enthält Prüf-, Bewertungs-, Berechnungsverfahren und Konformitätskriterien für die entsprechenden Leistungen. Eine Vorhangfassade nach dieser Norm verfügt über ihre eigene mechanische Stabilität und Standsicherheit. Sie trägt aber nicht zur Lastabtragung oder Stabilität des Hauptbaukörpers bei und kann unabhängig von diesem ersetzt werden.

Beschreibung der Vorarbeiten: Welche Vorarbeiten sind vor einer möglichen Standardisierung Ihrer Idee noch zu leisten und mit welchem zeitlichen Faktor rechnen Sie hierbei?

Die Standardisierung erfolgt durch eine Innovationspartnerschaft mit dem Ziel der Entwicklung einer nachhaltigen wissenschaftlich begleiteten und normativ gestützten komplexen Bauleistung aus Trockenbauelementen, Mess- und Steuerungstechnik, Flächenheizung sowie Lüftung und soll durch ein interessiertes Bauunternehmen in den Markt eingeführt werden. Dazu erfolgt die Erstellung eines Testaufbau im Objekt Augustusburg, die Durchführung einer Marktrecherche mit Unterstützung DEN Deutsches Energieberater-Netzwerk, die Bildung einer DIN SPEC Gruppe zur gemeinsamen Entwicklung von Standards mit den potentiellen Partnern

Welchen Zusammenhang gibt es zwischen Ihrer Idee und dem von Ihnen ausgewählten DIN-Connect Themenschwerpunkt?

Unter dem Blickwinkel zunehmender Materialkosten und Materialverknappung gewinnt die Erhaltung der Gebäudesubstanz in der Ökobilanzierung von Gebäuden eine wesentliche Rolle. Eine Studie der Deutschen Gesellschaft für nachhaltiges Bauen DGNB ergab, dass bei Annahme einer 50-jährigen Nutzung etwa 65 % der Treibhausgasemissionen im Betrieb von Gebäuden und etwa 35 % bei Herstellung und Rückbau von Gebäuden. Klimaschutzbedingtes Energiesparen am Gebäude verlangt, bislang ignorierte natürliche Antriebskräfte, die zuvor keine Rolle zu erkennen, zu erschließen, deren Funktionalität an Pilotprojekten zu demonstrieren und in eine anerkannte Regel Technik zu überführen.

Nutzen und Ziele

Welches Ziel verfolgen Sie mit Ihrer Idee?

Aus der Transformation der Idee einer Trocknung und Trockenhaltung von Gebäuden durch die Führung eines Luftstromes über die innenraumseitige Oberfläche eines durchfeuchteten und ggf. schadstoffbehafteten Bauteils soll über eine Innovationspartnerschaft ein nachhaltige wissenschaftlich begleitete und normativ gestützte marktfähige komplexe Bauleistung aus Trockenbauelementen, Mess- und Steuerungstechnik, Flächenheizung sowie Lüftung entstehen, das durch ein interessiertes Bauunternehmen in den Markt eingeführt wird und zunächst angenommene 83.000.000 m² Wohnnutzfläche zusätzlich erschließt.

Welchen Nutzen generiert Ihre Innovation für welche Zielgruppen?

Für Gebäudeeigentümer kann zusätzlich kurzfristig und kostengünstig vermietbarer Wohnraum in bereits bestehender Bausubstanz geschaffen werden, was durch bisher angewendete Verfahren nicht oder nur sehr kosten-, zeit- und energieintensiv oder gar nicht möglich war. Ebenfalls können denkmalgeschützte Gebäude bei Beibehaltung entsprechender Auflagen in höherer Nutzungsqualität erhalten werden. Für die Nutzer der Gebäude erhöht sich damit das potentielle Angebot gerade in den Innenstädten, was eine Verringerung der Mietkosten auch in bevorzugter Lage bewirken sollte. Bisherige Beeinträchtigungen der Innenluftqualität entfallen. Die Energiekosten und die Flächenversiegelungen durch den Entfall von Neubauten werden reduziert. Weiterhin ist von einer Kostensenkung für die Versicherungen auszugehen, da Sanierungsmaßnahmen kostengünstiger oder auch überhaupt ermöglicht werden.

Wer profitiert von Ihrer Idee und dem daraus entwickeltem Standard?

Neben den schon beschriebenen Zielgruppen Gebäudeeigentümer, Nutzer und Versicherungen wird für Unternehmen wie Hersteller von Trockenbauelementen, Mess- und Steuerungstechnik, Flächenheizung und Lüftungsanlagen das Marktsegment für entsprechende Handwerksbetriebe erweitert. Ganz besonders profitiert der Klimaschutz. So bedingt der Neubau von 400 000 Wohnungen etwa 25 Mio. Tonnen CO2 durch die Herstellung der Baustoffe wie Zement; je nach Bauweise könnte es sogar doppelt so viel sein. Auch unter dem Blickwinkel zunehmender Materialkosten und Materialverknappung gewinnt die Erhaltung der Gebäudesubstanz in der Ökobilanzierung von Gebäuden eine wesentliche Rolle. Eine Studie der Deutschen Gesellschaft für nachhaltiges Bauen DGNB ergab, dass bei Annahme einer 50-jährigen Nutzung etwa 65 % der Treibhausgasemissionen im Betrieb von Gebäuden und etwa 35 % bei Herstellung und Rückbau von Gebäuden.

Wie werden die Ergebnisse nach Projektabschluss verwertet?

Durch die Bereitstellung einer nachhaltigen normativ gestützten Bauleistung aus Trockenbauelementen, Mess- und Steuerungstechnik, Flächenheizung sowie Lüftung über interessierte Bauunternehmen sollen zunächst mit Schwerpunkt der Überschwemmungsgebiete durchfeuchtete und schadstoffbelastete Gebäude wieder erschlossen werden. Durch die normativen Vorgaben werden eine entsprechende Qualitätssicherung als Regel Technik organisiert und gleichzeitig Impulse für die Weiterentwicklung des Stands Technik und Erweiterung des Marktes generiert. Dabei wird die Nutzung der durch die eingesetzte Messtechnik generierten Daten eine signifikante Rolle bei der Qualitätssicherung der Gebäude und Weiterentwicklung des Produktes spielen.

Skizzieren Sie bitte die europäische/internationale Bedeutung

Die Situation in Deutschland ist auf europäische oder auch internationale Märkte übertragbar. Die Faktoren der Kostensenkung, Bestandsnutzung, des Klimaschutzes, der Vermeidung zusätzlicher Flächenversiegelung, die wachsende Nachfrage nach bezahlbarem, energieeffizient und gesundheitlich unbedenklich nutzbarem Wohnraum werden als analog gesehen, so dass die innovative Bauleistung auf diese Märkte übertragen werden kann.

Skizzieren Sie bitte die Markt- und gesellschaftliche Relevanz

Bauleistungen zur Nutzung des Gebäudebestandes bei verbesserter Energieeffizienz vereinigen die Ziele der Nachhaltigkeit und des Klimaschutzes durch Vermeidung von Neubau und Abriss, der Senkung der Kosten für die Schaffung von dringend benötigtem Wohnraum und der Vermeidung zusätzlicher Flächenversiegelung. Die Integration von Mess- und Analysetechnik wie thermische und hygrische Simulationen ermöglicht die Datenbereitstellung für das Monitoring von Bau und Betrieb des Gebäudes als wesentliches Element der Qualitätssicherung. Weiterhin werden durch die Kooperation die Kompetenzen von Trockenbau Industrie und Handwerk, Messtechnik, Steuerungstechnik erweitert sowie die Ressourcen der beteiligten Unternehmen besser genutzt.

Kompetenzen und Ressourcen

Trockenbau Industrie und Handwerk, Messtechnik, Steuerungstechnik, Thermische und Hygrische Simulationen

Standardisierungsscope/Anwendungsbereich

Der geplante Standard definiert die Anforderungen an die konstruktiven Trockenbaukomponenten, ihren funktionsgerechten Einbau, die Kriterien der Regelstrecken für die einzusetzende Mess- und Steuerungstechnik sowie die Lüftungs- Trocknungs- und Heizaggregate als kombiniertes Produkt.