So sieht der Wandaufbau aus Bestandswand und neuem SF-Element aus. Quelle: IZES gGmbH, Arbeitsfeld Technische Innovationen, Dr.-Ing. Christoph Schmidt
So sieht der Wandaufbau aus Bestandswand und neuem SF-Element aus. Quelle: IZES gGmbH, Arbeitsfeld Technische Innovationen, Dr.-Ing. Christoph Schmidt

Gebäude + Energie

07. July 2021 | Teilen auf:

Minimalinvasiv energetisch sanieren

Gemeinsam mit Partnern aus Forschung, Industrie und Ausbildung will die Saarbrücker IZES gGmbH im Rahmen des im Mai gestarteten Projekts „LEXU_PLUS“ die Idee der außenliegenden Wandtemperierung zur Anwendungsreife bringen. Dabei sollen Bestandsbauten von außen mit vorgefertigten Sandwich-Fassaden-Elementen energetisch wirksam saniert werden.

Um die Nutzung von regenerativen Energien insbesondere in Bestandsgebäuden zu steigern, soll in dem Projekt eine Technik zur Integration von Flächentemperierungen in Bestandsgebäude entwickelt werden. Das Projektkonsortium greift dabei die Idee der außenliegenden Wandtemperierung von IZES auf und stützt sich auf die Ergebnisse der Vorprojekte „LEXU“ und „LEXU II“, indem es das Konzept um die folgenden Ansätze erweitert: Integrieren der thermischen Funktion in Sandwich-Fassaden-Elemente und Erhöhen des Vorfertigungsgrads dieser zentralen Bauteile, um die Wirtschaftlichkeit zu verbessern.

Die Idee der außenliegenden Wandtemperierung bietet mehrere Vorteile: Sie ermöglicht die thermische Sanierung von Bestandsgebäuden minimalinvasiv „von außen“ – also auch im bewohnten Zustand. Zudem können durch die Applikation von Flächentemperierungen an Bestandsgebäuden und die Lage der Temperierungsebene im Wandquerschnitt sehr niedrige Vorlauftemperaturen nutzbar gemacht werden. Insofern eignet sich eine außenliegende Wandtemperierung insbesondere für den Einsatz mit Wärmepumpen und ist damit ein möglicher Lösungsweg für die Wärmewende im Gebäudebestand.

Ein Ziel des Projekts ist es, die Sandwich-Fassaden-Elementen (SF-Elemente) multifunktional auszugestalten, sodass diese neben einem Fassaden- beziehungswiese Massivabsorber zum Gewinnen von Umweltwärme auch eine Wärmedämmschicht und eine Wandtemperierung enthalten. Damit erfüllen die Bauteile neben den statischen Funktionen auch die folgenden energetischen Funktionen: Energiegewinnung und -speicherung sowie Temperierung und Dämmung.

TU Kaiserslautern übernimmt die statische Entwicklung von Betonfertigbauteilen

„In ihrem vollen Funktionsumfang bestehen die SF-Elemente jeweils aus zwei dünnen faserkunststoffbewehrten Betondeckschichten aus Hochleistungsfeinbeton mit integrierter thermischer Aktivierung für Wandtemperierung und Fassadenabsorber sowie einer mittig angeordneten Kerndämmung“, erläutert Prof. Dr.-Ing. Matthias Pahn vom Fachgebiet Massivbau und Baukonstruktion der TU Kaiserslautern (TUK), die universitärer Forschungspartner im Projektverbund ist und unter anderem die statische Entwicklung der mehrschichtigen Betonfertigbauteile übernimmt, die sich an Bestandsfassaden befestigen lassen. „Durch die Weiterentwicklung zum voll vorgefertigten SF-Element sind zudem geeignete Verbindungs- sowie Befestigungsmittel notwendig, um die SF-Elemente kraftschlüssig mit den Betondeckschichten zu verbinden und in der Bestandswand zu verankern.“

Als Verbindungs- sowie Befestigungsmittel nutzen die Forscher faserverstärkten Kunststoff (FVK), da im Gegensatz zu Befestigungen aus Stahl bei FVK keine Korrosionsgefahr besteht. Zudem ermöglicht die geringe Wärmeleitfähigkeit eine nahezu wärmebrückenfreie und damit energieeffiziente Verbindung der Komponenten. Das Befestigungsmittel fixiert das SF-Element mit möglichst wenig Aufwand, unter Berücksichtigung der Montage auf der Baustelle, an der Bestandswand.

Neben der IZES gGmbH sind die TUK, die Schöck Bauteile GmbH und das Berufsförderungswerk der südbadischen Bauwirtschaft GmbH (Komzet Bau Bühl) Teil des Projektkonsortiums von „LEXU_PLUS“. Das Projekt wird im Rahmen des 7. Energieforschungsprogramms vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert. Die Projektbegleitung erfolgt durch den Projektträger Jülich (PtJ). Die Projektlaufzeit beträgt 3 Jahre.

Außenliegende Wandtemperierung beschäftigt IZES bereits 15 Jahre

Bei der außenliegenden Wandtemperierung handelt es sich um eine Flächentemperierung für Bestandsgebäude, die zwischen der Bestandswand und einem neuen Wärmdämmverbundsystem aufgebracht wird. Im Projekt „LEXU“ erarbeitete IZES von 2006 bis 2009 die Grundlagen der außenliegenden Wandtemperierung. Es wurden Muster- und Laborwände erstellt und auch Systemkosten für verschiedene Umsetzungsvarianten ermittelt. Im Nachfolgerprojekt „LEXU II“ von 2012 bis 2019 konnte unter anderem eine Feldtestfläche mit der außenliegenden Wandtemperierung umgesetzt werden. Die Feldtestfläche ermöglichte die wissenschaftliche Begleitung und Auswertung der Anbringung, die Ermittlung einer Vielzahl von Kennzahlen aus dem realen Betrieb, inklusive der Systemkosten und im Endeffekt auch die Zusammenstellung von Optimierungspotentialen auf dem Weg in die Baupraxis. Weitere Informationen sind verfügbar auf der Website der Vorgänger-Projekte respektive der Website von „LEXU_PLUS“.