Bauteilmonitoring

Wie entwickelt sich der Feuchteverlauf in den Außenwänden der drei Gebäude? Trocknet die anfängliche Baufeuchte in den Wänden über den Beobachtungszeitraum aus? Besteht eine Gefahr der Schimmelpilzbildung für die Massivholzwand? Außerdem sollte überprüft werden, welche Wärmestromwerte vor Ort gemessen wurden – inwieweit unterscheiden sich diese von den Vorgaben der Hersteller?

Es konnte bei allen drei Gebäudevarianten ein abnehmendes Feuchteverhalten und somit eine Austrocknung der Wände festgestellt werden. Die Holzfeuchte lag im Untersuchungszeitraum über den Bauteilquerschnitt zwischen 5 M.-% und 13 M.-%. Somit wurde die Anforderung der DIN 68800-1 erfüllt. Nach DIN 68800-1 besteht die Gefahr der Schimmelpilzbildung, sobald die Holzfeuchte 20 M.-% übersteigt.

Die vor Ort gemessenen Wärmestromwerte unterschieden sich von den Herstellerangaben. Dies ist u.a. darauf zurückzuführen, dass die Herstellerangaben auf Laborwerten mit festen Umgebungsbedingungen beruhen und nicht auf die tatsächlichen Bedingungen vor Ort. Dennoch sehen wir hierzu noch genaueren Forschungsbedarf.

1 Die drei Forschungshäuser in folgenden Bauweisen von links nach rechts: Leichtbeton, Massivholz, Mauerwerk (Ziegel)
2 Innenräume in Leichtebetonbauweise
3 Innenräume in Ziegelbauweise
4 Innenräume in Massivholzbauweise
5 Prof. Florian Nagler (rechts) erläutert Architekt Winfried Schneider (IBN) die Messapparaturen

Raumkomfort und Energie

Können vergleichende Aussagen zu den drei Forschungshäusern bezüglich Konstruktion, thermischer Komfort und Energieverbrauch getroffen werden? Wenn ja, welche Gebäudekonstruktion schneidet am besten ab und warum?

Bezugnehmend auf die gewonnenen Erkenntnisse ergeben sich hierzu folgende Schlussfolgerungen:

• Der positive Effekt auf den Raumkomfort ist aufgrund der vergleichsweise hohen thermischen Masse im Leichtbetonhaus am größten.
• Die Baumverschattung an der Ost-Fassade des Leichtbetonhauses hat einen großen Einfluss auf das Raumklima und die Beleuchtungsstärke und -dauer im Sommer sowie den Übergangsjahreszeiten.
• Das Massivholzhaus benötigt als einzige Konstruktion außenliegenden Sonnenschutz an den Fenstern der West-Fassade, wenn man Überhitzungsstunden im Sommer ausschließen möchte.
• Das Mauerwerkshaus schneidet bei den leerstehenden Wohnungen bezüglich der Raumluftfeuchte am besten ab.

Spiegeln sich die Simulationsergebnisse bezüglich Raumlufttemperatur, Lüftungsverhalten, Heizwärmebedarf und Überhitzungsstunden in der tatsächlichen Nutzung wieder? Besteht ein Performance Gap, also eine Diskrepanz zwischen den prognostizierten und den tatsächlichen Werten?

Die gemessenen Energieverbräuche liegen unter den berechneten Werte (Abbildung 6).

6 Grafische Gegenüberstellung von Energiebedarf (Berechnung nach GEG) und Energieverbrauch (Messung) nach Gebäuden und Wohneinheiten

Ursache für deutliche Abweichungen, wie z.B. der hohe Heizenergiebedarf in der Mauerwerks-Süd-Wohnung, ist eindeutig nutzungsbedingt; hier wurde also überdurchschnittlich geheizt und/oder gelüftet (Abbildung 7).

7 Gemessener Energieverbrauch der Forschungshäuser im Messjahr 2021/22

Nutzerbefragung

Fühlen sich die Bewohner der Häuser wohl und entspricht ihr subjektives Komfortempfinden den gemessenen Werten? Mit welchen Maßnahmen versuchen sie, Einfluss auf die Innenraumtemperatur zu nehmen? Welche Rückschlüsse lassen sich vom Nutzerverhalten auf die gemessenen Daten ziehen? Wie wirkt sich die Bauweise auf die Nutzerzufriedenheit aus? Würden sie wieder die Entscheidung treffen, in diese Wohnung zu ziehen?

Entscheidung, wieder in diese Wohnung zu ziehen:
8 nach Bauart
9 nach Himmelsrichtung

Holzkonstruktionen neigen durch die im Vergleich zum Massivbau leichtere Bauweise eher zur Überhitzung im Sommer. Durch baukonstruktive Maßnahmen, wie das Einbringen von Speichermasse durch Betondecken und darauf abgestimmte Fenstergrößen konnte dieser Effekt auf ein gutes Maß reduziert werden. Entsprechend wurde die Temperatur im Holzhaus zwar als etwas wärmer empfunden als in den Massivhäusern, lag aber dennoch im Komfortbereich. Das im Winter tendenziell als zu kühl bewertete Leichtbetonhaus schnitt dafür in der Sommerbewertung gut ab.

Die Umgebung hat durch die Verschattung durch Bäume oder benachbarte Gebäude einen merklichen Einfluss auf das Wohlbefinden. Dies ergibt der Abgleich der Umfrageergebnisse mit den Planunterlagen und den örtlichen Bedingungen. Dies sollte bei der Planung bedacht werden. Das Konzept ohne außenliegenden Sonnenschutz funktioniert im Prinzip gut, wenn man den Temperaturdurchschnitt und die allgemeine Nutzerzufriedenheit betrachtet. Ein manuell bedienbarer, außenliegender Sonnenschutz würde den Nutzerkomfort erhöhen, wäre aber für das Funktionieren der Häuser nicht notwendig.

Forschungshäuser 2 Bad Aibling

In direkter Nachbarschaft zu den ersten Forschungshäusern in Bad Aibling begann der Bau von drei weiteren Gebäuden. Ziel ist es dabei, zusätzlich zur Strategie „Einfach Bauen“ die Umweltwirkung durch die Gebäude und Gebäudetechnik so klein als möglich zu halten. Dazu werden verschiedene Holzkonstruktionen in Außenwänden und Decken mit tragenden Innenwänden aus Lehmsteinen, Stampflehm und Recyclingziegeln kombiniert, um genug thermische Speichermasse im Gebäude zu haben. Auf den Einsatz von Beton wird verzichtet, wo es möglich und sinnvoll ist.

10 Forschungshäuser 2