Energieeffizientes und solares Bauen
Modernisierung mit Solarfassaden und Vakuumdämmung
Einfamilienhaus mit Büro und Praxis Baujahr 1968/69
Straßenansichten vor und nach der Modernisierung
Ausgangssituation

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Obergeschoss-Außenwände aus 24 cm starken Hohlziegel-Mauerwerkselementen mit 5 cm mineralischer Dämmung und hinterlüfteter Eternitplattenverkleidung im Elementraster (UIst = 0,51 W/qm•K), starke Algenbildung (s.nebenstehendes Foto der Nordseite)

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talseitig zurückgesetztes Sockelgeschoss mit 19,5 cm starken Sichtbeton-Außenwänden und 2,5 cm Innendämmung (UIst = 1,04 W/qm•K)

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ungedämmte Sichtbeton-Ringbalken über Sockel- und Obergeschoss

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gut erhaltene Holzfenster mit Isolierverglasung, teilweise mit Aluminiumvorsatz

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Flachdach mit 5 cm Dämmung und Kiesschüttung
Westseite vor und nach der Montage auf alter Dämmung und Ziegelwand
Energetische Modernisierung der Obergeschossfassaden

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Entfernung der Außenwand-Plattenverkleidung

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Teilerneuerung der Wärmedämmung im Bereich von Wärmebrücken

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nach Entwurf und Zeichnung des Architekten direkte Montage der einzeln und speziell für die Fassadenintegration gefertigten thermischen Solarkollektoren auf die Außenwand mit horizontalen und vertikalen T-Schienen

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vollständiges Einbeziehen der vorhandenen Fenster und des Außenkamins in die Glas-Metall-Struktur

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Ost-, West- und Südseite mit Einbindung in die vorhandene Zentralheizung (insgesamt 120 qm Fassadenfläche)

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Nordseite (37 qm) als Luftkollektor ohne Heizungseinbindung

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erreichter statischer U-Wert der Außenwände 0,28 W/qm•K - effektiver U-Wert ca. 0,19 W/qm•K an ‚schlechten’, 0,035 W/qm•K an ‚guten’ Wintertagen.

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Solarerträge für Warmwasserbereitung ca. 22.000 kWh/a, Überschüsse für Solares Heizen ca. 8.600 kWh/a, entsprechend einer Brennstoffersparnis von ca, 3.000 Liter Heizöl jährlich
Südseite mit integriertem Holzfenster - Schornstein kann zukünftig entfallen
Integration der Solarfassade und Gestaltungsziele

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Die Aluminium-Rahmenausbildung der Fassadenkollektoren: Randprofil = Vollprofil, Anschlussprofil = Halbprofil, erlauben die Koppelung in einem Pfosten-Riegel-System mit Rahmenbreiten von nur 40 mm

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beliebig wählbare Größen bis 200 x 500 cm, die eine vollständige Belegung der gewünschten Fassadenflächen ohne Unterkonstruktion, Überdeckung von heterogenen Untergründen (hier die Wärmebrücken bildenden Betonrandbalken) und vor allem die vollständige Einbindung der anderen Fassadenelemente ermöglichen

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die geschraubten Glasfalzleisten der Kollektoren nehmen ebenso Blechverwahrungen der Fensteranschlüsse sowie Zwischen-, Rand- und Abschlussprofile auf

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die auf diese Weise mögliche vollständige Überfalzung der Fensterblendrahmen stellt eine konstruktive Sicherung und Sanierung z.B. der bestehenden Holzfenster dar

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der Anschluss der Kollektoren an die Flachdachattika mit einem zweiteiligen Aluminium-Winkelprofil, das Belüftung, aber auch Bewegungsmöglichkeit und Schlankheit der Ausbildung dieses Konstruktionsteils ermöglicht, vervollständigt die Integration der Kollektoren in die Fassaden - ebenso wie die Profilbleche der seitlichen und unteren Anschlüsse, die zusammen mit den Aluminium-Klemmleisten auf den vertikalen Rahmenprofilen der Kollektoren eine gestalterische Einheit ergeben

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die möglichst großformatige Ausbildung der Kollektoren ist nicht nur anlagentechnisch und wirtschaftlich sinnvoll; sie trägt auch mit ihren ruhigen Proportionen, der Reduzierung der Zahl der Elemente zu einem großzügigen, einem Wohnhaus angemessenen, elegantem Erscheinungsbild bei
Westseite mit Integration von Fensterelementen und Außenkamin
Betonwand im Sockelgeschoss mit Vakuumdämmung
Maßnahmen für die weiteren Fassadenflächen

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Dämmung der Außenwände des Sockelgeschosses mit 2 cm starken Vakuum-Isolationspaneelen (= 0,0042 W/m•K), kaschiert mit 1cm starken Purenothermplatten, Armierung und Rauhputz, dgesamt 44 cm, erreichter U-Wert der Wand 0,14 W/qm•K (Ersteinsatz in dieser Form an einem Einfamilienhaus)

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die Wände der weitgehend ungedämmten Loggien sowie der Terrasse wurden ebenso wie der Betonringanker des Obergeschosses mit mineralischer Wärmedämmung in mindestens 6 cm Stärke (WLG 035) belegt und wie das Sockelgeschoss verputzt

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große Teile des eine beträchtliche Wärmebrücke darstellenden Randbalkens werden bereits durch die geschosshohen Fassadenkollektoren beseitigt

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zusammen mit einer zusätzlichen Dämmung des Flachdaches um 16 cm (WLG 030) sowie einer Wärmeschutzverglasung der wichtigsten Fenster wird eine Heizenergiebedarfs-Einsparung von insgesamt über 80.000 kWh bzw. 73% erreicht, entsprechend einer Brennstoffersparnis von 8000 Litern Heizöl, ohne Erneuerung der Heizanlage (Einbau einer geothermischen Wärmepumpe für Ende 2005 vorgesehen)

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die Solarfassade hat mit den anlagetechnisch verwertbaren Wärmegewinnen von etwa 30.600 kWh/a zuzüglich der durch ihre herausragende thermische Schutzfunktion vermiedenen Wärmeverluste der Außenwände mit insgesamt 50.000 kWh jährlich hieran den größten Anteil und stellt die wichtigste Maßnahme der Modernisierung des Hauses dar

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eine derartige Fassade eröffnet - nicht nur für Altbauten - neue Möglichkeiten konstruktiver und energetischer Gestaltung

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es wurde eine vollständige Wohnhausfassade nicht nur auf passiv-hausfähige Dämmwerte verbessert, sondern energetisch aktiv ausgebildet:

Energie aus der Fassade als integraler baulicher Ansatz