Experten-Ratgeber zur Entstehung und Vermeidung von Wärmebrücken

Wärmebrücken erhöhen den Heizenergieverbrauch, sie verschlechtern die Behaglichkeit im Raum und können in extremen Fällen eine Schädigung der Bausubstanz mit sich bringen. Der verstärkte Wärmeabfluss führt zu höheren Umweltbelastungen und erhöht die Heizkosten für den Nutzer.

Durch den erhöhten Wärmefluss im Bereich einer Wärmebrücke sinkt dort auch die innere Oberflächentemperatur des Außenbauteils im Winter. Kalte Oberflächen haben wiederum zur Folge, dass der Bewohner einen „Zug“ zu spüren vermeint. In Wirklichkeit wird ihm wesentlich mehr Strahlungswärme entzogen als bei höheren Oberflächentemperaturen. Um dieser Unbehaglichkeit zumindest teilweise entgegenzuwirken, wird der Bewohner die Heizung höher stellen, um die Raumlufttemperatur zu erhöhen. Dadurch steigt der Heizenergieverbrauch noch mehr.

Die niedrige innere Oberflächentemperatur im Bereich einer Wärmebrücke kann zu Tauwasserausfall führen. Tauwasser bildet sich dann, wenn warme, feuchte Luft auf eine kalte Oberfläche trifft und dort unter den so genannten Taupunkt abgekühlt wird. An den dann feuchten Stellen sammelt sich Staub und bildet in Verbindung mit Tapetenkleister und Anstrich einen idealen Nährboden für die Sporen von teils gesundheitsschädlichen Schimmelpilzen.

Der Tauwasserniederschlag im Bereich von Wärmebrücken kann bei längerer Durchfeuchtung zu Bauschäden führen. Dies wird durch die Tatsache noch verstärkt, dass die einmal durchfeuchtete Wand aufgrund der dadurch erhöhten Wärmeleitfähigkeit innen weiter abkühlt und so die Wärmebrückenwirkung erhöht wird.

Zur Vermeidung bzw. Verringerung von Wärmebrücken unterliegen diese daher folgenden regulatorischen Anforderungen:

• Zum einen müssen die Mindestanforderungen an den Feuchteschutz nach DIN 4108-2 eingehalten werden: Die minimale Oberflächentemperatur θmin der Innenräume darf 12,6 Grad Celsius nicht unterschreiten.
• Zum anderen gibt das aktuelle Gebäudeenergiegesetz GEG - früher: EnEV - vor, dass der Einfluss der Energieverluste durch Wärmebrücken auf den Jahres-Heizwärmebedarf so niedrig wie möglich gehalten werden muss.

Konstruktiv bedingte Wärmebrücken liegen vor, wenn Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit konstruktionsbedingt ein Außenbauteil mit besserem Wärmeschutz durchstoßen bzw. zu Veränderungen des Querschnitts in der Dämmebene führen, sodass sich die Störzone einer Wärmebrücke (Bereich der Temperaturabsenkung) auch noch in das umgebende Bauteil hinein. Das Einbringen von Bauteilen in die Außenhülle, beispielsweise durch einen Bauteilwechsel wie eine das Außenmauerwerk unterbrechende Stahlbetonstütze oder Ringanker, ein unzureichend gedämmter Fenstersturz, eine auskragende Stahlbetonplatte (Balkon) oder ein Stahlbetondeckenauflager, unterscheidet sich dabei jedoch kaum von materialbedingten Wärmebrücken.

Die durch Wärmebrücken verursachten Wärmeverluste H_WB sind ein Teil der Transmissionswärmeverluste H_T der Gebäudehülle. Um diesen Gesamtverlust zu ermitteln, werden

• die Energieverluste aller flächigen Bauteile und
• die energetischen Verluste durch Wärmebrücken

addiert. Die Transmissionswärmeverluste der flächigen Bauteile ergeben sich jeweils aus dem Produkt U-Wert mal Fläche.

Für die Ermittlung der Wärmeverluste durch Wärmebrücken gibt es drei gesonderte Verfahren:

• Planer können einen pauschalen Wärmebrückenzuschlag ΔU_WB von 0,1 W/(m²K) berechnen. Dabei werden die Wärmebrücken weder ermittelt noch gedämmt.
• Auf Basis von Beiblatt 2 zur DIN 4108 werden die einzelnen Wärmebrücken einem Ausführungsbeispiel zugeordnet. Erfolgt dieser vereinfachte Nachweis nach Kategorie A, werden geringere Wärmeverluste angesetzt und der pauschale Wärmebrückenzuschlag beträgt nur noch 0,05 W/(m²K).
• Mit einem detaillierten Nachweis aller Wärmebrücken nach Kategorie B wird der energetische Verlust der Gebäudehülle mit 0,03 W/(m²K) wesentlich niedriger angesetzt als bei einem Verfahren mit Pauschalzuschlag. Dazu werden von allen Wärmebrücken die jeweiligen längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten Ψ nach DIN EN ISO 10211 ermittelt und summiert. Um diesen ΔU_WB von 0,03 W/(m²K) zu erreichen, müssen diese Wärmebrücken zudem wesentlich aufwändiger gedämmt werden.

Bleibt zwischen Fenster- oder Türrahmen und Außendämmung eine Lücke mit ungedämmtem Mauerwerk, so entsteht eine Wärmebrücke, Laibung und Rahmen bleiben kalt und werden oft feucht. Der Wärmeverlust in der Fensterlaibung steigt dann deutlich an. Um den Wärmeverlust zu begrenzen, kann man die Fensteröffnung von außen rundum mit Dämmstoffbis zum Fensterrahmen dämmen. Um die Wärmebrücke zu beseitigen, sollte man die Fenster außenbündig ins Mauerwerk setzen und die Außendämmung über den Fensterrahmen ziehen.

Eine weitere wichtige den Fenstern zuzuordnende Wärmebrücke gibt es dann noch beim zweischaligen Mauerwerk an den Fenstermauernasen, also den Vorsprüngen der inneren Mauerschale in den Schalenzwischenraum hinein, die extra zur Befestigung der Fenster hergestellt werden und gegenüber der sonst reinen Dämmstoff-Füllung des Schalenzwischenraums eine deutlich erhöhte Wärmeableitung von der warmen Innenmauer nach außen bewirken.

Eine typische Wärmebrücke bilden auskragende Stahlbetonplatten wie sie häufig bei Balkonen vorkommen. Dabei wird die die Dämmung durch die sehr gut wärmeleitende Stahlbetonplatte durchstoßen, sodass Wärme über die große Oberfläche des Balkons wie eine Kühlrippe an die Außenluft abgeführt wird. Dies führt zu einer Auskühlung der Raumdecke und nachfolgend zu Feuchteschäden.

Um derlei Wärmebrücken zu verhindern, kann der Balkon auf Konsolen aufgelagert werden. Diese Konsolen stellen zwar ebenfalls Wärmebrücken dar, jedoch wird die Dämmung nur auf einer kleineren Fläche unterbrochen. Noch effektiver sind hingegen speziell gedämmte Tragelemente oder der Balkon wird völlig getrennt vor die Fassade gestellt. Zudem gibt es für Neubauten oder Sanierungen von Balkonenspezielle Bauteile, die eine nahezu vollständige thermische Trennung des Balkons bewirken können.

Gerade bei der Einbindung von Geschossdecken besteht ein erhöhtes Wärmebrückenrisiko. Damit über diese Brücken keine Wärme verloren geht, werden Deckenrandschalungen zur Dämmung von WDVS-, mehrschaligen und monolithischen Wandkonstruktionen sowie Haustrennwänden eingesetzt.

Solche ie bestehen aus speziell vorgeformtem, häufig mit Nut und Federausgeführten Dämmstreifen und dienen zum einfachen, seitlichen Abschalen von Stahlbetondecken (Ortbeton-, Hohldielen- oder Elementdecken) im Mehrgeschossbau.

Häufig stellt der Sockelanschluss an WDVS mit Aluminiumprofilen insbesondere, wenn der Anschluss von Wand- zu Perimeterdämmung im warmen Bereich (z.B. bei beheiztem Keller oder hohem Sockel) liegt, eine erhebliche Wärmebrücke dar. Zur thermischen Entkopplung werden spezielle Sockelanschlusselemente eingesetzt, die ohne metallische Durchdringung auskommen.

Diese Elemente werden dann entlang des Schnurschlags mit Klebemörtel auf die Wand geklebt und bilden somit bereits eine saubere, schnurgerade untere Dämmstoffreihe, auf die problemlos aufgebaut werden kann. So reduziert sich die Wärmebrückenwirkung beim Sockelanschluss an ein WDVS auf einen vernachlässigbaren Wert.

Wärmedämmverbundsysteme werden häufig zusätzlich zum Kleber von Dübeln und Schrauben durchstoßen. So entstehen viele kleine, sogenannte punktuelle Wärmebrücken, die nicht nur den Wärmeschutz verschlechtern, sondern dadurch, dass der Putz über der warmen Schraube schneller trocknet als über dem kalten Dämmstoff, auch eine ungleichmäßige Verschmutzung der Oberfläche und ein Abzeichnen der Schrauben von außen resultiert. Um Wärmebrücken durch Dübel und Schrauben bei WDVS zu vermeiden, sollten in den Dübeln keine Metallschrauben mehr eingesetzt werden, sondern faserverstärkte Kunststoffe mit geringerer Wärmeleitfähigkeit eingesetzt werden. Daneben hilft es, die Dübel einige Zentimeter tief im Dämmstoff zu versenken, indem entweder ein Senkloch eingefräst wird, oder der Dübel sich in den weichen Dämmstoff einschneidet. Zudem bieten sich „Ankerdübel“ an, die den Dämmstoff gar nicht durchdringen, sondern unabhängig von der möglicherweise schadhaften Putzschicht dem Kleber Halt bieten.

Um Wärmebrücken zu entdecken und örtlich zu lokalisieren, führen u.a. Energieberater sogenannte Infrarot-Thermografien durch. Mit wärmeempfindlichen Infrarotkameras werden Wärmeverluste an der Gebäudehülle und im Innenbereich eines Gebäudes aufgespürt. Die farbliche Darstellung im Display der Messkamera zeigt dabei die unterschiedlichen Oberflächentemperaturen an. Auffälligkeiten geben Hinweise auf eventuelle Schäden und unerwünschte Wärmebrücken, selbst wenn diese sich unter der Fassadenoberfläche befinden. Wichtig: Die Untersuchung klappt aber nur bei der richtigen Witterung im Winter.

Werden dabei Wärmebrücken entdeckt, so sollten folgende Punkte bei der Beseitigung der Wärmebrücke grundsätzlich bedacht werden:

• Die Dämmstofflagen verschiedener Bauteile sollten an den Stoßstellen lückenlos ineinander übergehen (z. B. die Außenwanddämmung in die Dämmung der Dachschräge)
• Wenn an Anschlüssen unterschiedlich starke Dämmungen aneinander grenzen, so sollten die Mittellinien der Dämmlagen ineinander übergehen (z. B. wird ein Fenster optimal im Zentrum der Außenwanddämmung eingebaut). Eine mögliche (teurere) Alternative ist die Überlappung der Dämmstofflagen.
• Die Winkel, unter denen Außenbauteile aneinander stoßen, sollten möglichst stumpf sein. Winkel kleiner als 90° bringen hohe Wärmebrückenwirkung.

Wenn Bauteile, welche die dämmende Hülle durchstoßen, nicht vermieden werden können, so sollten folgende Regeln zur Verringerung von Wärmebrücken versucht werden:

• Thermische Trennung mit hochwertigem Dämmstoff (z. B. durch gedämmte Kraganker). Dies ist eine sehr gute, aber häufig teure Lösung.
• Verwendung von Materialien mit möglichst geringer Wärmeleitfähigkeit für das durchstoßende Bauteil (z. B. Gasbetonstein, Leichtbeton, Porenziegel o. ä.). Nach Möglichkeit sollte die Wärmeleitfähigkeit 0,25 W/mK nicht überschreiten.
• Wenn die beiden vorausgehenden Regeln nicht angewendet werden können, so lässt sich als Notbehelf ein durchstoßendes Bauteil auch zusätzlich über eine gewisse Ausdehnung vom Durchstoßpunkt hinaus dämmen. Dieser Notbehelf ist aber weniger wirkungsvoll und im Allgemeinen vergleichsweise teuer.