Search

Die Wirtschaftlichkeit von Renovierungsvorhaben an Altbauten hängt im Wesentlichen von der erwarteten Wertsteigerung, der Miethöhe und den zu erreichenden Energieeinsparungen ab. Um diese Einsparungen zu berechnen, wird ein rechnerischer Vergleich zwischen dem aktuellen Verbrauch und dem Verbrauch nach der Sanierung angestrebt. Zahlreiche Studien zeigen auf, dass der rechnerische Energiebedarf von Gebäuden häufig von dem tatsächlichen Verbrauch abweicht. Dies gilt vor allem für vor 1970 errichtete Altbauten. Ein wichtiger Eingangsparameter der Berechnungsmethodik sind die U-Werte der Aussenwände, welche typischerweise vom Energieexperten vor Ort aus Typologien des Gesetzgebers für die jeweilige Wandkonstruktion ausgewählt werden. In dieser Veröffentlichung werden Mess- und Simulationsergebnisse von verschiedenen Wandtypen präsentiert. Die ermittelten Werte lagen zwischen 0.9 und 1,2 W/(m2K) und somit deutlich unter den in Luxemburg angenommenen Typologiewerten von 1,4 bis 2,1 W/(m2K). Die beschriebenen Abweichungen zwischen Energiebedarfsberechnung und tatsächlichem Energieverbrauch können somit zum Teil auf fehlerhafte Annahmen des ausstellenden Experten vor Ort zurückgeführt werden, welche sich an Typologiewerten orientieren.

Member States of the European Union are obliged to present a calculation method and certificate for the energy performance for buildings according to the guidelines 2002/91/EG und 2010/31/EU. In Luxembourg it is obligatory to add the real final energy consumption to the certificate after 3 years. The measured real final energy consumptions and the calculated ones were compared for 125 single-family homes and 105 multi-family homes with 870 dwellings in total. The mean calculated values for single-family homes were 74 % higher, the mean calculated values for multi-family homes 103 % higher than the actual measured data. The older the buildings, the higher the deviations, as the input parameters, which were partly assumed and partly predefined, diverge between calculations and reality. Sensitive parameters of interest are the indoor room temperature, the U-values, the used assessment for thermal bridges and the air exchange rate.

In Luxemburg hat sich in den vergangenen Jahren der nationale Energieverbrauch ebenfalls verstärkt zum Gebäudesektor hin verändert. Während 1990 noch 71 % des gesamten Energieverbrauches auf den Industriesektor zurückzuführen waren und nur 20 % auf die Gebäude, hat sich dies bis zum Jahr 2009 deutlich verändert. Demzufolge entfallen nur noch 30 % auf den Industriesektor, 25 % auf Verkehr (nach Abzug der Treibstoffexporte) und 45 % auf den Verbrauch des Tertiären Sektors3, welcher sowohl die privaten und die öffentlichen Haushalte, als auch Dienstleistungsgebäude beinhaltet. Die Direktive 2010/31/EG2 fordert von den Mitgliedstaaten die nationalen Normen weiterhin zu verschärfen und Pläne zu erstellen, um die Anzahl an Niedrigstenergiegebäuden weiter zu erhöhen. Um die Energieströme in Gebäuden besser zu verstehen, Sparmaßnahmen zu erarbeiten und mögliche Bewertungen über das Energieeinsparpotential für Gebäude durchführen zu können, sind jedoch aussagekräftige Verbrauchsdatenanalysen notwendig, die leider oftmals noch nicht in verlässlicher Qualität vorliegen. In der Direktive wird zudem empfohlen für die Berechnung eine Unterteilung aller Gebäude in angemessene Kategorien vorzunehmen, welche von Einfamilienhäusern (EFH), über Bürogebäude und Unterrichtsgebäude bis hin zu Krankenhäuser, Hotels und Sportanlagen reicht. In einer ersten Studie der Universität Luxemburg4 wurden bereits neuere EFH in Luxemburg hinsichtlich ihres realen Energieverbrauches untersucht und ausgewertet.

Die luxemburgische Wärmeschutzverordnung von 1995, die im Grunde nur den k- oder U-Wert begrenzt, muss infolge der EU-Direktive 2002/91/EG über die Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden novelliert werden. Das Wirtschaftsministerium hat im August 2006 einen Entwurf für die Neufassung publiziert [9], welcher wohl ab 01.01.2008 verbindlich wird. Daher stellt sich aktuell die Frage, wo Luxemburg im Vergleich mit seinen Nachbarn steht und wohin die neue Verordnung führen wird. Genau dies hat die Ingenieurgruppe der Universität Luxemburg in den letzten Jahren untersucht [1], was im Folgenden zusammengefasst wird.

The current discussion about the necessity of sustainable reduction of primary energy for heating of housing structures and of CO2 – emissions led the University of Luxembourg to issue a project to develop hybrid light-weight concrete blocks with high heat-insulating properties. Therefore, the demand for wall constructions limiting the heat flow through the outer wall was steadily growing. Because of the progressing standard of national and European Energy Saving Regulations for housing structures and office buildings in the past years, most of the producers of bricks and concrete masonry blocks were forced to develop new, innovative wall materials and constructions. For assessing the real actual state of the art of masonry blocks, 15 different bricks and blocks were taken from European free market as samples. It was shown, that especially for highly-heat insulating masonry lightweight concrete blocks (e.g. Vbl SW 2) with dry densities below 800 kg/m3 an optimization potential still exists. A relevant aspect for a critical estimation of a wall construction is the knowledge of mechanical and thermal lightweight aggregate concrete (LAC) parameters. The present work describes investigations for determining design limit values of the thermal and mechanical properties of LAC. Based on this, a mathematical approach to describe the strength, the thermal conductivity and for e.g. the stress-strain-relationship linked to the dry density in a range between 500 and 2000 kg/m3 was derived. For studying the material behavior of LAC, specimens were produced in laboratory tests as well as in the production line by fabricating solid lightweight concrete blocks without inner air holes. Due to the unsatisfying results of the market study, further investigations had to be done to determine the influence of size and slenderness effects on the strength of solid specimen and masonry blocks with inner air holes made of LAC. Additionally, combined influencing factors were studied on block sections cut out of hollow and solid masonry blocks. In the following, the experimental results were verified by simulations with the Finite-Element-Method using the commercial software ANSYS© for modeling different LAC-specimen geometries and the influence of the kind of load applications by a contact zone between steel plates and specimen. Subsequently, the results of these investigations and the achieved knowledge of the influencing factors on the load carrying capacity of the block structures lead to an analytical model approach for design purpose of masonry blocks based on the elasticity theory. This model allows quantitative predictions of the load bearing strength of hollow and solid masonry blocks with inner air holes arranged in a grid system. The analytical model is verified by comparison of experimental results of different block geometries. Finally, the knowledge of the load carrying behavior of different LAC specimen geometries achieved by various experimental and numerical results contribute to the construction of new prototypes of heat insulating masonry blocks made of LAC. Based on the results of the market study and numerical parameter studies, it is revealed that it is suggestive to separate the load bearing from the thermal function of the block by developing 3-layered Sandwich and composite blocks made of an insulating and load bearing part.