Energetische Sanierung von Fachwerkgebäuden

Sanierung von Fachwerkgebäuden - Demonstrationszentrum für Energie und Bau

© Fraunhofer IBP

Außenansicht der mit Ziegeln ausgefachten Remise.

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Innenansicht mit Sensorik für Oberflächentemperatur und Wärmefluss.

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Holzfeuchtemessung - ein Beispiel für die eingesetzte Messtechnik

Fachwerkhäuser wirken meist heimelig, mit ihren dunklen Holzbalken strahlen diese eine urige Gemütlichkeit aus. Möchte man die historischen Gemäuer allerdings energetisch sanieren, stellen sich einige Herausforderungen – die Fachleute brauchen spezielles Know-How.

So darf beispielsweise keine Feuchtigkeit in die Holzkonstruktionen hineinkriechen – sie würde das Holz und damit das gesamte Gebäude auf Dauer zerstören. Doch welche Dämmstoffe eignen sich fürs Fachwerk? Dies untersuchen Forscher des Fraunhofer IBP im »Demonstrationszentrum für Bau und Energie«. Das Zentrum entstand im Jahr 2004 bei der Handwerkskammer Münster, mithilfe des Fraunhofer IBP. Es besteht aus mehreren Gebäuden unterschiedlichen Charakters sowie einem Ausstellungs- und Unterrichtsgebäude, vor einigen Jahren kam noch die Hofstelle Haus Kump dazu. Während einige Häuser der Hofstelle abgerissen und durch neue ersetzt wurden, erhielt man den denkmalgeschützten Bereich – und schuf mit ihm ein spezielles Demonstrationszentrum für die energetische Fachwerksanierung. Für die Sanierung der Fachwerkaußenwände des alten Wirtschaftsgebäudes – auch Remise genannt – haben die Forscher verschiedene Wandaufbauten entwickelt, sie wählten eine Bandbreite an möglichen Sanierungsvarianten aus. Doch bevor die Dämmmaterialien an der Hauswand zeigen durften, was sie können, überprüften die Wissenschaftler sie mit einer speziellen Software. Eignen sich die jeweiligen Materialien generell für ein Fachwerkhaus? Dazu nutzen sie das Programm WUFI® Pro, das sie vor Jahren entwickelten und das weltweit verkauft und eingesetzt wird. Die Forscher verwendeten Klimasätze, wie sie für den Landstrich üblich sind, und simulierten, wie sich das Dämmmaterial über mehrere Jahre hinweg auswirkt. Zu welchen Zeiten gibt es Schwierigkeiten? Schaukeln sich diese im Laufe der Zeit auf? Anhand dieser Daten optimierten die Mitarbeiter des Fraunhofer IBP die Systemaufbauten entsprechend und passten sie an die Gegebenheiten an.

Härtetest für verschiedene Dämmstoffe

Im Anschluss an diese Simulationen folgte der reale Testlauf an der Fassade des Demonstrationszentrums. Als Innendämmungen verwendeten die Forscher sowohl einen Mineralschaum, einen neu entwickelten, hochdämmenden Dämmstoff auf Basis von Aerogel, nachwachsende Dämmstoffe wie Zellulosefaser- bzw. Holzfaserdämmstoff sowie das neu entwickelte, magnesitgebundene Typhaboard. Zusätzlich zu diesen Innendämmungen haben sie ein System mit Gefach- und Innendämmung aus Typha in der Fassade verbaut sowie mehrere außen gedämmte Varianten aus Typha bzw. Mineralfaser mit außenseitiger Verschieferung.

Besonderes Innovationspotenzial bietet dabei der Dämmstoff aus Typha, den die Wissenschaftler am Fraunhofer IBP mit der Firma typha technik entwickelt haben: Den Rohstoff liefern Rohrkolben – die dicken braunen Pfeifenputzer, die man häufig am Ufer von Seen findet. Allerdings verwendet man nicht die puscheligen Bürsten selbst, sondern die bis zu drei Meter hohen Blätter der Pflanze. Sie verfügen über ein Schwammgewebe, das als Dämmstoff dient, sowie über ein Stützgewebe, das die Festigkeit des Materials bewirkt. Die Blätter werden mit mineralischem Kleber zu einem Baustoff verarbeitet, der eine geringe Wärmeleitfähigkeit hat und sehr stabil ist. Ein weiterer Vorteil: das Material brennt nicht.

Bauphysikalische Vorgänge genau erfassen

Messfühler in den Dämmstoffen erfassen die Temperatur, die Feuchte, den Wärmestrom und vor allem die Holzfeuchte der Balken. Sie messen also die bauphysikalischen Vorgänge in den unterschiedlich sanierten Wänden des Gebäudes, die dann für die weitere Untersuchung in einer Datenbank gespeichert werden. Wie verhalten sich die einzelnen Sanierungsvarianten energetisch und bauphysikalisch? Um die äußeren Randbedingungen zu erfassen, wird auch die Außentemperatur, die Luftfeuchte, der Schlagregen und die solare Einstrahlung analysiert – und zwar über das webbasierte Messdatenerfassungs- und Auswertesystem mit dem Namen IMEDAS™, das ebenfalls die Mitarbeiter des Fraunhofer IBP entwickelt haben. Das System besteht aus mehreren Programm-Modulen, die zur Datenerfassung, Messwert-Überwachung, Auswertung sowie Visualisierung dienen. Die gesammelten Daten ermöglichen es, die dauerhafte Funktion der Dämmstoffe zu überprüfen. Bleiben sie schadensfrei? Zudem können Mitarbeiter des Handwerkskammer Bildungszentrums Münster (HBZ) mit dem webbasierten Auswerteprogramm von IMEDAS™ auf die Daten zugreifen – sie haben somit ein praxisnahes Informationssystem, um Kunden der Handwerkskammer auszubilden. Besucher des Demonstrationszentrums können auf Bildschirmen Online-Visualisierungen der gerade laufenden Prozesse ansehen, diese vorkonfigurierten Graphiken stehen auch im HBZ-Intranet zur Verfügung.  

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