Serielle Sanierung für Häuser in Leichtbauweise

Status

abgeschlossen

Kurzfassung

Ausgangssituation/Motivation

Bisherige Forschungsprojekte im Bereich der thermisch-ökologischen Gebäudesanierung beschränkten sich auf mineralische Gebäude. Im Gegensatz dazu liegt der Hauptfokus des Projektes in der Erarbeitung von umfassenden Sanierungskonzepten für Leichtkonstruktionen, unter Berücksichtigung eines nachhaltigen, ökologischen Materialeinsatzes, der Passivhaus- bzw. Plusenergietechnologie, einer seriellen/industriellen Umsetzbarkeit, einer breiten Bewohnerakzeptanz und den ökonomischen Randbedingungen. Die Konstruktionswahl wurde aufgrund der umfangreicheren Problemstellung in bauphysikalischer und bautechnischer Sicht gewählt, wobei die entwickelten Sanierungskonzepte für alle Bauweisen eingesetzt werden können. Die Konzepte sollen aus hochvorgefertigten Elementen mit integrierter Haustechnik bestehen, um eine serielle Umsetzung und somit eine flächendeckende Verbreitung zu gewährleisten.

Bis 1995 wurden in Österreich zwischen 60.000 und 70.000 Ein- und Zweifamilienhäuser in Leichtbauweise errichtet, welche aufgrund des ursprünglichen energetischen Standards heute ein Marktpotential von ca. 17,5 Mio. m² Sanierungsflächen bzw. ein CO2-Einsparungspotential von ca. 125.000 t/Jahr darstellen.

Inhalte und Zielsetzungen

Ziel des vorliegenden Forschungsvorhabens ist die Erarbeitung von ganzheitlichen Sanierungskonzepten auf Passiv- bzw. Plusenergiehausstandard unter Berücksichtigung der ökonomischen und bewohnerspezifischen Randbedingungen. Die konstruktive Lösung soll durch serielle bzw. industrielle Fertigung umsetzbar sein. Angedacht wird eine „Haus-über-Haus-Lösung“, wobei zwischen den beiden Konstruktionen die haustechnischen Anlagen eingebaut werden. Dadurch kommt es zu keinerlei Nutzungseinschränkungen für die Bewohner während der Sanierung. Die serielle Umsetzungsstrategie ermöglicht eine große Marktdurchdringung und somit eine flächendeckende Anwendung. Um bei den Nutzern eine möglichst hohe Akzeptanz für eine ökologische/energetische Sanierung zu erlangen, wird auch der ökonomische Nutzen in Form eines Contractingmodells dargestellt.

Ein weiteres wesentliches Ziel des Projektkonsortiums besteht darin, ökologische Baustoffe mit geringen grauen Energien zu verwenden, wobei auf Verfügbarkeit und industrielle Einsetzbarkeit Rücksicht genommen wird.

Die Sanierung einer Leichtbaukonstruktion stellt aufgrund der Vielschichtigkeit aus bauphysikalischer und aus bautechnischer Sicht eine Herausforderung dar. Im Gegensatz zu historischen mineralischen Bauweisen kann eine allfällige Fassadensanierung nicht durch z.B. einen Vollwärmeschutz realisiert werden. Auf der anderen Seite können die entwickelten Lösungen bei jeder Bauweise umgesetzt werden.

Das vorliegende Forschungsvorhaben beschäftigt sich mit der ganzheitlichen Entwicklung eines Sanierungskonzeptes auf Basis vorgefertigter Holzelemente für die Modernisierung von historischen Leichtbaukonstruktionen. Bei diesen Konstruktionen besteht aufgrund der Vielschichtigkeit der Materialien eine bauphysikalische Herausforderung. Zusätzlich handelt es sich bei den bis 1995 in Leichtbauweise errichteten Objekten in der Regel um Ein- und Zweifamilienhäuser. Bei kleinvolumigen Gebäuden mit Vor- und Anbauten kann sich eine Sanierung mit vorgefertigten Elementen als schwierig erweisen. Serielle Lösungen aus bau-physikalischer und bautechnischer Sicht sind zur Steigerung der Sanierungsquote mit vorgefertigten Elementen erforderlich.

Ein weiteres Ziel ist die Ertüchtigung der zu sanierenden Gebäude auf Niedrigstenergie- bzw. Plusenergiehausstandard. Hierfür sind serielle Details, die eine vorgefertigte Integration der haustechnischen Komponenten in den Elementen beinhalten, erforderlich. Das erarbeitete Sanierungskonzept soll, neben den Detaillösungen, ein Produktions- und Montagekonzept beinhalten.

Methodische Vorgehensweise

Im ersten Schritt erfolgte eine Erhebung der Konstruktionen und der eingesetzten Materialien sowie eine Zustandserhebung der Bausubstanz und der energetischen Eigenschaften und Qualitäten an bestehenden Objekten. Dies beinhaltete Untersuchungen zur Luftdichtheit der Gebäudehülle und zu allfälligen Wärmebrücken, die Erstellung von Energieausweisen, als Grundlage für die erforderlichen Sanierungsmaßnahmen sowie eine Bewertung des allgemeinen Konstruktionszustandes.

Aufbauend auf diese Zustandserhebung erfolgte die Erarbeitung des Sanierungskonzeptes anhand von zwei repräsentativen Gebäudetypen. Dabei waren neben der allgemeinen Nachweisführung vor allem die bautechnische Umsetzung für eine serielle Fertigung und die Möglichkeiten der Integration der haustechnischen Komponenten, wie Lüftung und Anbringung von Solarkollektoren zur Energieerzeugung wichtige Bestandteile. Neben den bauphysikalischen Anforderungen hinsichtlich Feuchte- (Diffusion und Konvektion), Wärme- (Wärmebrückenfreiheit) und Schallschutz, war die Befestigung und Einbindung in die Objektstruktur eine wesentliche Fragestellung des Arbeitspaketes. Die Ausbildung von Fensteranschlüssen, Balkondetails, Dachüberständen etc. stellt einen wesentlichen Bestandteil des Detailkataloges dar. Parallel zur technischen Entwicklung wurden von den Projektpartnern Rentabilitätsabschätzungen durchgeführt.

Mit Unterstützung der Projektpartner werden die entwickelten bautechnischen Konstruktions-varianten in ein industrielles Fertigungskonzept übergeführt, welches Produktion, Montage und Logistik beinhaltet. Voraussetzung ist die uneingeschränkte Nutzung der Objekte durch die Bewohner.

Die entwickelten Details und das Produktions- und das Montagekonzept wurden mit namhaften Vertretern der Fertighausindustrie im Rahmen eines Workshops auf ihre technische Umsetzbarkeit geprüft. Darüber hinaus erfolgten Abstimmungsgespräche mit den Kollegen von AEE intec hinsichtlich der vorgefertigten Elemente.

Parallel zu diesen technischen Bereichen wurde in einem weiteren Arbeitspaket ein Finanzierungs- und Kostenmodell auf Basis der ermittelten Kosten bzw. des Einsparungspotentials und der Analyse der bestehenden Finanzierungen als Anreiz für die Bewohner erarbeitet.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen

Es konnte anhand von zwei Mustergebäudetypen ein serielles Sanierungskonzept für Leichtbaukonstruktionen erarbeitet werden. Zur Umsetzung werden vorgefertigte Holzelemente mit integrierter Haustechnik verwendet. Eine Ertüchtigung der Gebäude auf Passiv- bzw. Plusenergiehausstandard ist, wie die Simulationen belegen, in Abhängigkeit der Dämmmöglichkeiten im Sockel- bzw. Kellerbereich möglich.

Ausblick

Eine Umsetzung und Erprobung des Konzeptes an einem konkreten Bauvorhaben wird an-gestrebt. Hierzu wurden erste Sondierungsgespräche mit Unternehmen und Bauherren geführt.

Projektleiter

Dipl. Forstwirt Peter Linsenmann
Holzforschung Austria - Forschungsinstitut und akkreditierte Prüf- und Überwachungsstelle

Mitarbeiter

DI Dr. Martin Teibinger, Ing. Rupert Wolffhardt, DI Sylvia Polleres, DI (FH) Stefan Nagl
Holzforschung Austria

Projekt- und Kooperationspartner

• Ecowall ZT GmbH
• Vinzenz Harrer GesmbH
• SIBLIK Elektrik GmbH & Co KG

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