BVZi Studie: Zukunft von Bauweisen mit höheren Rohdichten

(4.10.2024) Ein Forschungsteam der TU München hat unter Beteiligung des Bundesverbandes der Deutschen Ziegelindustrie e.V. (BVZi) untersucht, wie sich unterschiedliche Rohdichten verschiedener Bauweisen auf den sommerlichen und winterlichen Wärmeschutz auswirken. Die Ergebnisse sollen als Grundlage für ein Bewertungsverfahren zur Priorisierung standortspezifischer Lösungen dienen.

(Foto: BVZi) 

Bei der Entwicklung energieeffizienter Gebäudehüllen in den letzten Jahrzehnten standen Außenwandkonstruktionen mit geringeren Wärmedurchgangskoeffizienten im Vordergrund. Dazu wurden massive Wandkonstruktionen entweder durch Baustoffe mit geringerer Wärmeleitfähigkeit oder durch zusätzliche Dämmschichten angepasst. Durch die Reduzierung der Rohdichte erwärmen sich die Gebäude jedoch potentiell leichter, da die Speichermasse der Außenwand reduziert wurde.

Simulationen zeigen Einfluss der Rohdichte

Um zu untersuchen, wie sich diese Veränderungen auf den sommerlichen Wärmeschutz bei mehrgeschossigen Gebäudetypen auswirken, wurden die Wärmespeichereigenschaften verschiedener Baustoffe mit höheren Rohdichten untersucht und mit Leichtbaukonstruktionen in Holzrahmenbauweise verglichen. In Simulationen wurden sowohl Szenarien unter winterlichen wie auch sommerlichen Bedingungen betrachtet, um den Einsatz der Materialien künftig angemessen bewerten zu können.

Die Ergebnisse sollen als Grundlage für ein Bewertungsverfahren zur Priorisierung standortspezifischer Lösungen dienen. Dazu wurden drei verschiedene Standorte mit unterschiedlichen klimatischen Bedingungen definiert. Als Modellgebäude wurde ein kleiner Geschosswohnungsbau gewählt, der den deutschen Mietwohnungsbau repräsentiert, aber auch für Büro- oder Mischnutzungen geeignet ist. Parameter wie Schallschutz und Tragfähigkeit wurden ebenso in die Untersuchung einbezogen, wie der Einsatz unterschiedlicher regenerativer Energiequellen und ökobilanzielle Aspekte.

Ergebnisse: Speichermassen haben primär Einfluss auf sommerlichen Wärmeschutz

Die Ergebnisse zeigen, dass die Speichermassen der Gebäudekonstruktion keinen signifikanten Einfluss auf den winterlichen Wärmeschutz haben, jedoch für die Vermeidung von Überhitzung von größerer Bedeutung seien. Für die kalte Jahreszeit gilt, dass größere Außenwandflächen, insbesondere mit schlechteren Fenstern, den Heizenergiebedarf erhöhen. Darüber hinaus haben die Raumorientierung und die Raumhöhe einen erheblichen Einfluss auf den Heizwärmebedarf. Eine Optimierung dieser Parameter nur für den Heizwärmebedarf, kann im Sommer jedoch kontraproduktiv sein. 

Die Wahl der Konstruktion beeinflusst die Leistung des Gebäudes, insbesondere in Bezug auf den Sommer und den möglichen Anteil der Fensterflächen. Die Häufigkeit von Überhitzungsereignissen wird maßgeblich durch den Fensterflächenanteil, Sonnenschutzmaßnahmen und die Rohdichte der Baustoffe in den Außenwänden beeinflusst, wobei letztere den größten Einfluss hat. 

Wohngebäude ohne außenliegenden Sonnenschutz sollten einen Fensterflächenanteil von ca. 25% nicht überschreiten. Ein höherer Anteil ohne zusätzlichen Sonnenschutz erfordert entweder eine höhere Dichte der Außenwand oder den Einsatz aktiver Kühlsysteme. Durch die Kombination der berechneten Ergebnisse mit maßgeblichen Kenngrößen werden Zusammenhänge aufgezeigt, die bei der Materialauswahl für Bauvorhaben hilfreich sein können. 

Das Tool veranschaulicht die Ergebnisse für den sommerlichen Wärmeschutz unter Berücksichtigung unterschiedlicher Rohdichten der Baustoffe durch grafische Darstellungen. Der Anwender kann die Auswirkungen auf die Übertemperaturstunden und wichtige Entwurfsparameter wie Schalldämmmaß, Wärmedurchgangskoeffizient und Druckfestigkeit nachvollziehen.

Nutzen des entwickelten Tools

Mit dem entwickelten Tool können Gebäude an die jeweiligen standortspezifischen klimatischen Rahmenbedingungen angepasst werden. 

Die Kernaussage lautet: Weder aufwendig optimierte Häuser noch energetisch ineffiziente Gebäude sind ideale Lösungen. Optimale Ergebnisse werden vielmehr durch die Kombination moderater technischer Maßnahmen wie gutem Wärmeschutz, einfachen Solaranlagen, natürlicher Kühlung und ausreichend nutzbarer Speichermassen erreicht.

Die Studie kann auf der offiziellen Webseite des BVZi Direktlink als kostenloser PDF-Download heruntergeladen werden.

Weitere Informationen können per E-Mail an den BVZi angefordert werden.