energie apÉro schwyz denkmalschutz und energie

24. Oktober 2011

Nicole MüllerDipl. Arch. FH

Projektleiterin Nachhaltiges BauenLehrbeauftragte BFH-AHB

ENERGIE APÉRO SCHWYZDenkmalschutz und Energie

Denkmalpflege und energetischeSanierungen aus Sicht der Bauphysikerin

www.csd.ch 24. Oktober 2011 | 2

Inhalt des Kurzreferates

Nicole Müller dipl. Architektin FH NDK Bau+Energie, CAS Minergie-ECO

CSD Ingenieure AG Fachbereich Nachhaltiges Bauen Energie und Denkmalpflege

Spezialgebiete: Energie, Nachhaltiges Bauen, Bauphysik, Umbauten

Fachdozentin BFH-AHB Burgdorf Bauphysik, Energie und Nachhaltigkeit

Vorstellung


Die CSD Gruppe: Im Team zu starken Lösungen

Ingenieur- und Beratungsfirma Regional verankert: 30 Niederlassungen in der

Schweiz, Deutschland, Frankreich, Italien, Belgien und Litauen Interdisziplinär: ca. 400 Mitarbeitende der verschiedensten

Fachrichtungen arbeiten in projektangepassten Teams über Fachgebieteund Sprachgrenzen hinweg Erfahrung in Projektierung, Realisierung, Bewirtschaftung Gesamtlösungen: Praxisnahe Gesamtlösungen durch Verbindung von

Spezialisten- und Generalistenleistungen Unabhängig: Aktien befinden sich im Besitz der Mitarbeitenden QS-zertifiziert nach ISO 9001 Umweltmanagementsystem nach ISO 14001

Vorstellung


Die Geschäftsbereiche der CSD-Gruppe

Umwelt Geologie und Geotechnik Ingenieurwesen und Energie (Nachhaltiges Bauen)

Abfall und AltlastenWasser und Abwasser

Hochwasserschutz Aareufer bei Worblaufen Umweltbegleitung Umbau Von-RollFelssicherung am Viadukt der Rhätischen Bahn

Vorstellung


Inhalte

Ausgangslage Baudenkmal und Energie Sanierungsstrategien bei Denkmälern Rechtliche Situation Chancen und Gefahren verschiedener Detaillösungen Vorgehensweise am konkreten Beispiel Fragen und Diskussion

Stadelhof in Oberburg, Ständerbau Sandsteinmauerwerk

Ablauf


Ausgangslage

Energetischer Zustand Gebäudepark Basel

Heizenergieverbrauch der bestehenden Bausubstanz ist zu hoch Dies betrifft alle Altbauten, auch Baudenkmäler Jeder Liegenschaft hat einen Unterhaltsbedarf CO2-Problematik versus Kulturgütererhalt?

Heizenergieverbrauch Wohnbauten Kanton Basel-Landschaft und Basel-Stadt


Baudenkmal und Energie

Energie sparen und Baudenkmäler erhalten

Ein Widerspruch? Ein Ärgernis? Wieso? Problematik: Es herrscht eine grosse Unsicherheit und es ist zu wenig

gegenseitiges, praxisorientertes Wissen vorhanden, sowohl auf SeiteDenkmalpflege, wie bei Planer, Handwerker und Bauherren Lösungsansatz: Gegenseitige Wissensvermittlung / Handbuch B+E

Zürich, Kreisgebäude 3, geplante Innendämmung



Eine Nachhaltigkeitsbetrachtung

Wo stehen die Themen Baudenkmal und Energie? Beides sind wichtige Aspekte der Nachhaltigkeitsdiskussion! Es ist das gleiche Ziel: Schaffen und Erhalten einer Baukultur für die

nächste Generation!

Betriebsenergie

Mobilität

Grauenergie

Energiekosten

Grundversorgung füralle

RäumlicheIdentität,Wiedererkennung

SozialeKontakte

IndividuelleGestaltung

Bausubstanz mitlangerLebensdauerWertbeständig

GeringeUmweltbelastung derBaustoffe Quelle: CSD Ingenieure AG



Wo brauchen wir die Energie und wie viel?

Eine Gesamtenergiebetrachtung:

RaumwärmeWarmwasser Elektrizität

Graue Energie Mobilität

Energieverbrauch eines Altbaus Quelle: endk.ch



Vorsicht: Es gibt keine Standardwerte!

Speziell bei Altbauten:

Standort und Ausrichtung (meist positiv) Grösse und Anteil der Bauteile (kleine Fenster) U-Wert der Bauteile und Wärmebrücken Dichtigkeit und damit verbundene Lüftungsverluste Effizienz der Haustechnikanlage und Leitungsverluste Benutzerverhalten

Unnötig beheizte Flächen Unklarer Dämmperimeter (gewachsene Strukturen) Beheizte Räume nicht kompakt angeordnet

Tessiner Rustico


Sanierungsstrategien

Chancen und Gefahren

Zeitgemässer Wohnraum schaffen oder Kulturgut zerstören Behaglichkeit steigern (höhere Oberflächentemperaturen) ohne das

Wohnklima zu verschlechtern (Feuchtehaushalt) Schäden sanieren (Sommer- und Winterkondensat), aber auch neue

Schäden provozieren (Feuchtigkeit in der Konstruktion durchungenügende Trocknung) Liegenschaftswert steigern oder günstiger Wohnraum reduzieren

Interessenabwägung ? Energiezukunft ↔ Kulturschutz

Immer wichtig: Frühzeitig Denkmalpflege und Fachplaner beiziehen Gebäudehülle- und Haustechniksanierungen abstimmen Langfristig denken / Gebäudenutzungsstrategie erarbeiten

Bauliche Massnahmen: Chancen und Gefahren


Sanierungsstrategie

Energie sparen – aber wie?

Verluste reduzieren(Gebäudehülle dämmen) Verbrauch minimieren

(Bedarf hinterfragen, Betrieb optimieren) Gewinne steigern

(Passive / aktive Sonnenenergienutzung)

Massnahmen zum sparsamen Umgang mit der Ressource Energie


Sanierungsstrategie

Betriebsoptimierungen

VorteilEnergie sparen ohne bauliche Eingriffe, daher besondersgrosses Potential bei denkmalgeschützten Bauten

PotentialEine Reduktion des Wärme- und Strombedarfs um10% - 20% durch betriebliche Massnahmen

Mögliche Massnahmen Einbau Wasserspararmaturen, Einsetzen

Energiesparlampen, Platzierung Kühlgeräte, Temperaturen und Schaltzeiten Heizungsregelung,

Begleitheizung Warmwassernetz, Art der Heizkörperventile, Dämmung des

Boilers und der Heiz- und Warmwasserleitungen

Einfache Energiesparmassnahmen


Sanierungsmassnahmen

Jedes Bauwerk ist ein Einzelfall! Generalisierungen sind nicht möglich! Nicht jedes Bauwerk ist „dämmbar“ Reversible Massnahmen planen Kompensationslösungen suchen

Wärmedämmkonzepte bei Denkmälern


Rechtliche Situation

Auf Bundesebene:Bundesgesetz über die Raumplanung und RaumplanungsverordnungEidgenössisches Energiegesetz und EnergieverordnungBundesverfassung (Art. 78 Natur- und Heimatschutz)Bundesgesetz über Natur und HeimatschutzInventar des Bundes (ISOS)

Auf Kantonsebene:Kantonale Bauordnungen und BaugesetzeKantonales Energiegesetz und EnergieverordnungDenkmalpflegegesetz und DenkmalpflegeverordnungBauinventar (in einigen Kantonen)Ortsbildschutz

Auf GemeindeebeneBauordnungen und Zonenpläne(Denkmalpflegeverordnung)(Bauinventar in einigen Städten)

Energie- und Denkmalpflegegesetzgebung



Für geschützte Bauten oder Bauteile können gegen Nachweis, dass diegeforderten U-Werte nicht realisierbar sind, Erleichterungen gewährtwerden.

Die Erleichterungen gelten nur für die Bauteile, bei denen ein schriftlicherNachweis der Baubewilligungsbehörde vorliegt, dass sie die geforderten U-Werte nicht erfüllen können oder dürfen. Es gelten die folgenden

Erleichterungen:Fenster: Glas-U-Wert von 1.1 W/m2K (mit Glasabstandhalter ausKunststoff oder Edelstahl)Wand, Dach, Boden gegen aussen: U-Wert von 0.25 W/m2KWand, Decke, Boden gegen unbeheizt bzw. Erdreich (>2 m): U-Wert von0.28 W/m2K.

Fazit:Häufig sind auch diese Werte nicht erreichbar.

Fördergelder: Das Gebäudeprogramm



Anforderungen über Einzelbauteilnachweis:bei einigen Bauteilen gut realisierbar (Dach, Wand gegenunbeheizt, wahrscheinlich Fenster)bei anderen Bauteilen bei Weitem nicht realisierbar(Aussenwand, Boden, Wärmebrücken)

Anforderungen Systemnachweis:Unter Berücksichtigung aller Massnahmen, welchedenkmalverträglich realisierbar sind, können dieAnforderungen über den Systemnachweisnicht eingehalten werden (125% SIA 380/1 = 173 MJ/m2)gesetzteskonformer Nachweis: 325 MJ/m2

Am Beispiel Schlossscheune Jegenstorf



Fazit:

Kompensatorische Massnahmen genügen nicht zurEinhaltung der gesetzlichen Anforderungen Ausnahmegesuche sind erforderlich

Effektiver Verbrauch und rechnerische Nachweis weichenstark ab (Ist-Zustand rechnerisch: 490 MJ/m2 /Ist-Zustand Verbrauch: 237 MJ/m2)

Am Beispiel Schlossscheune Jegenstorf


Sanierungsmassnahmen Wand

Denkmalpflegerischer Wert (Substanz, Relief, Stuckaturen, Täfer) Baulicher Zustand des Mauerwerkes (Risse, Statik, Dichtigkeit) Heutige und künftige Nutzung (Raumklima, Feuchtigkeit, Beheizung) Behaglichkeit im Sommer (Speichermasse) Orientierung und Bewitterung Feuchtigkeit im Mauerwerk Konstruktion Anschlussdetails Speichermasse Lebenszyklus Ökobilanz Graue Energie CO2- Einsparung Innenluftqualität

Systemwahl: Entscheidungskriterien

Umbau Weichenbauhalle Von-Roll



Aussendämmung: Wärmedämmverbundsysteme(selten) Hinterlüftete Fassaden

Innendämmung: Kompakt (Schaumglas, Mineraldämmplatten)(häufig) mit Rost / Ständer und Dampfbremse

Hohlraumdämmung: ZweischalenmauerwerkHolzbauten (Riegbauten)

Dämmputze: innen oder aussen(in Kombination)

Lage der Dämmung

Mauerwerk aus MykeneAussendämmung Innendämmung Hohlraumdämmung



Bestehende Bausubstanz im Kaltbereich Bauphysikalische Probleme bei Balkenköpfen Heikle Anschlussdetails der Dampfbremse innen Kondensatprobleme bei undichter Dampfbremse Schimmelrisiko bei Wärmebrücken Auskühlung der Bausubstanz

Innendämmung: Probleme und Risiken

Mauerwerk mit InnendämmungIsothermen ohne und mit Innendämmung Anschlussdetail Innenwand



Kapillaraktives Verhalten, gutes hygrisches Verhalten guter sommerlicher Wärmeschutz Keine Dampfbremse nötig Raumfeuchtigkeit wird flächig verteilt, geringeres Schadensrisiko Bedingt vollflächige Verbindung zum Untergrund (Ausgleichsschicht) Hinweis: Broschüre Instandsetzungen, Hochbaudepartement Stadt Zürich

Innendämmung: Mineraldämmplatten

Dokumentation HBA ZürichInnendämmung mit Mineraldämmplatten Altersheim Dorflinde, Zürich



Zuschlagsstoffe auf der Basis von Perlit, Kork, Polystyrol Zukunft Areogel als Zuschlagsstoff? Hinweis SuRhiB, (Sustainable Renovation of historical buildings): DasForschungsprojekt von EMPA und ETH untersucht die Altbausubstanzzwischen 1850 und 1920. Umfassendes Projekt von der Analyse bis zurEntwicklung von neuen Dämmmstoffen. Die Resultate ab 2012

Dämmputze: Vor- und Nachteile, Zukunftsvisionen

Auftrag Dämmputz aussenUmgebaute Militär-Bibliothek in Bern Aerogel-Granulat


Sanierungsmassnahmen Estrichboden / Dach

Dach ausgebaut oder Ausbau geplant: Dämmung im Dach (Steildach oder Flachdach) meist aufwändiger (Lösungsansatz: Haus im Haus)

Estrichraum kalt: Dämmung der obersten Geschossdecke Hoher Wert des Dachstuhls bleibt erhalten meist kleiner Eingriff (Reversibilität gegeben)

Dämmperimeter festlegen

Konzept „Haus in Haus“Liegender Kehlbalkendachstuhl Dämmung im Dachbereich Dämmung im Estrichboden


Sanierungsmassnahmen Dach

Was ist realisierbar? Aufsparrendämmung (heikle Anschlüsse im Dachrandbereich) Zwischensparrendämmung (beschränkte Dämmstärke) Untersparrendämmung (als Einzellösung eher selten)

Wichtiger Entscheidungsträger ist das Unterdach!

Lage der Dämmung

Scheunendach ZürichKonstruktion doppelt hinterlüftetKonstruktion einfach hinterlüftet


Sanierungsmassnahmen Estrichboden / Dach

Vorsicht mit Schadstoffen im Umbaubereich: Asbest PAK PCB (auch in Dachpappen) Chemische Holzschutzmittel (Lindan) / Mineralfaserplatten (alt)Es betrifft Ihre Gesundheit! Immer Fachspezialisten beiziehen!

Exkurs Schadstoffe

Asbesthaltige BodenbelagAsbesthaltiges FaserzementdachWarnschild bei Asbestsanierungen


Fenstersanierung

Wärmeschutz im Winter Tageslicht / Blendung Sonnenschutz / Überhitzungsschutz im Sommer Passiv solare Gewinne Lüftung / Nachtauskühlung Zugserscheinungen (Kaltluftabfall) Schallschutz Einblick / Ausblick Einbruch

Prägen das Fassadenbild Charakteristisch für ein Bauwerk

Fenster haben einen grossen Einfluss auf das Innenraumklima!

Historisches Fenster mit Sprossen


Fenstersanierung

Mini: Dichtungseinbau und Fenster neu richten lassen Midi: Glaswechsel im bestehenden Rahmen (ev. beschichtete Gläser) Spezial: - Aufdoppelungen aussen oder innen

- Kastenfenster (Fassadengeometrien beibehalten) Maxi: Fensterersatz - Sanierungsfenster (schont Innenverkleidungen)

- kompletter Fensterwechsel (Nachbau)

Mögliche Sanierungsvarianten – Vor- und Nachteile

Fensterflügel mit AussendoppelHolzfenster mit VorfensternFenster mit eingefräster Dichtung


Fenstersanierungen

Erhöhte Dichtigkeit erfordert ein verändertes Lüftungsverhalten!Schimmelpilzgefahr! Bei Fensterersatz: Platz für Leibungsdämmung vorsehen (falls einespätere Dämmung ein Thema ist) Anschlussdetails beachten: Storenkasten, Abklebungen, Stopfen stattSchäumen

Fensterwechsel ohne Massnahmen an der Aussenhülle

Dämmung im LeibungsbereichSchimmelpilzbildung innen LeibungFensterersatz durch ein neues Holzfenster


Praxisbeispiel

Palais Friedberg in Schwyz

Palais Friedberg, Pavillon Ost

Frühzeitiger Kontakt mit Denkmalpfleger und Bauphysiker Objektgerechte Massnahmen treffen Offenheit für nichtalltägliche Lösungen Planungen am Bau Gemeinsam mit Freude für eine stimmige Architektur

Innenansicht Detail Fensterrahmen


Erkenntnisse

erfordern eine langfristige Planung

sind Eingriffe in ein komplexes (funktionierendes) Altbausystem

erfordert umfassende Kenntnisse aus verschiedenen Disziplinen

beeinflussen das Innenraumklima

bedürfen bei heiklen Konstruktionen einen Spezialisten / Denkmalpfleger

sind langfristig wirtschaftlich und erhalten das Denkmal

…erhöhen den Wohnkomfort und reduzieren den Energieverbrauch.

Nachhaltige Sanierungen bei Denkmalobjekten…


Literaturhinweise

Energie und Baudenkmal - Empfehlungen für dieenergetische Verbesserung von Baudenkmälern, Juli 2009Bundesamt für Energie, Eidg. Kommission für Denkmalpflege

Energie sparen und Klima schützen –Ein Leitfaden für Kirchgemeinden undPfarreien Oeku, Brot für alle, Fastenopfer,Partnersein, BFE, weitere

MINERGIE®-Objekte unter DenkmalschutzVerein MINERGIE®, Energieschweiz partner

NIKE Bulletin 4/2009: Kulturgut-Erhaltung undÖkologie Nationale Informationsstelle fürKulturgüter-Erhaltung NIKE

Baudenkmal und Energie – Ein sehr aktuelles Thema

Leitfaden oeku


Dank

Nachhaltiges Bauen……mit einer ganzheitlichen Denkweise…heute mit den Standards von morgen bauen…mit zuverlässigen und kompetenten Partnern.

CSD Ingenieure AG CSD Ingenieure AGRynächtstrasse 13 Hessstrasse 27d6460 Altdorf 3097 Liebefeld041 874 80 10 031 970 35 [email protected] [email protected]

Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit

-EXPERTE

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