Nachhaltige Architektur erfordert neue Bauformen, innovative Konstruktionen und die Verwendung neuartiger Baumaterialien. Zur Abschätzung des Risikos von feuchtebedingten Schäden finden Programme der hygrothermischen Bauteilsimulation Anwendung. Bei der Entwicklung solcher Simulationsprogramme spielt die korrekte Modellierung der Klimarandbedingungen eine entscheidende Rolle. Beim Übergang von der kurzwelligen horizontalen Strahlungsstromdichte auf die kurzwellige Strahlungsstromdichte eines beliebigen Bauteils müssen Himmelsrichtung der Flächennormalen und die Neigung des Bauteils zum Ausschluss von Eigenverschattung berücksichtigt werden. Das dargestellte integrale Modell erlaubt die Berechnung und Programmierung in einem hygrothermischen Simulationsprogramm. Für den Fall, dass nur Messwerte der globalen Strahlungsstromdichte zur Verfügung stehen, können die direkten und diffusen Anteile mithilfe geeigneter Modelle mit einer sehr guten Genauigkeit berechnet werden. Zur Berechnung der langwelligen Strahlungsbilanz eines Bauteils stehen nur selten jene Klimaparameter zur Verfügung, mit denen die atmosphärische langwellige Strahlungsflussdichte analytisch bestimmt werden kann, weshalb semi-empirische Modelle Anwendung finden müssen. Die langwellige Ausstrahlung der Atmosphäre kann mithilfe von bodennaher Lufttemperatur und Luftfeuchte sowie zweier Bedeckungsgrad-Indizes berechnet werden, welche die langwelligen Strahlungseigenschaften der Atmosphäre auf der Basis der vorhandenen kurzwelligen Strahlungsstromdichten beschreiben. Damit wird erstmals ein umfassendes Modell für die langwellige Strahlungsbilanz vorgelegt, welches alle Möglichkeiten der Datenverfügbarkeit berücksichtigt. Die Berechnung der Schlagregenstromdichte auf ein Bauteil kann mit den meisten vorliegenden semi-empirischen Modellen nur sehr ungenau erfolgen. Andere Verfahren, wie z.B. CFD-Simulationen, kommen wegen des beträchtlichen Aufwands meist nicht in Frage. Das bislang einzige vorliegende umfassende validierte semi-empirische Modell von Blocken kann durch die Berücksichtigung der mesoklimatischen Verhältnisse in seiner Genauigkeit verbessert werden. / Sustainable architecture requires new building design, innovative constructions and the use of newly developed building materials. In order to determine the risk of moisture-related damages, computer programs for hygrothermal building part simulation are being used. If one develops such a simulation program, correct modelling of climatic boundary conditions plays an important role. When calculating the shortwave solar radiation flux density at an arbitrary building part on the basis of the shortwave solar radiation flux density on the horizontal surface, one must take into consideration the orientation and the inclination of the building part in order to preclude self-shading. The presented integral model allows the calculation and the programming in a hygrothermal simulation program. If only measured values of global radiation flux density are available, direct and diffuse parts can be determined very precisely by means of validated models. When calculating the longwave radiation balance on a building part, the needed values for the correct determination of atmospheric longwave radiation are hardly available. That’s why semi-empirical models will be applied. The longwave radiation flux density of the atmosphere can be determined on the basis of near-ground temperature and relative humidity and two cloud cover indices, which describe the longwave irradiative properties of the atmosphere by means of available shortwave radiation flux densities. Therewith, firstly an integral model is being presented in order to determine longwave radiation balance, which considers all possibilities of data availability. Most models for determination of driving rain load work with very bad accuracy. Other methods such as computational fluid dynamics (CFD) are not possible for hygrothermal building part simulations because of the huge effort. The only fully validated semi-empirical model by Blocken can be improved, if meso-climatic boundary conditions are taken into consideration.

Nachhaltige Architektur erfordert neue Bauformen, innovative Konstruktionen und die Verwendung neuartiger Baumaterialien. Zur Abschätzung des Risikos von feuchtebedingten Schäden finden Programme der hygrothermischen Bauteilsimulation Anwendung. Bei der Entwicklung solcher Simulationsprogramme spielt die korrekte Modellierung der Klimarandbedingungen eine entscheidende Rolle. Beim Übergang von der kurzwelligen horizontalen Strahlungsstromdichte auf die kurzwellige Strahlungsstromdichte eines beliebigen Bauteils müssen Himmelsrichtung der Flächennormalen und die Neigung des Bauteils zum Ausschluss von Eigenverschattung berücksichtigt werden. Das dargestellte integrale Modell erlaubt die Berechnung und Programmierung in einem hygrothermischen Simulationsprogramm. Für den Fall, dass nur Messwerte der globalen Strahlungsstromdichte zur Verfügung stehen, können die direkten und diffusen Anteile mithilfe geeigneter Modelle mit einer sehr guten Genauigkeit berechnet werden. Zur Berechnung der langwelligen Strahlungsbilanz eines Bauteils stehen nur selten jene Klimaparameter zur Verfügung, mit denen die atmosphärische langwellige Strahlungsflussdichte analytisch bestimmt werden kann, weshalb semi-empirische Modelle Anwendung finden müssen. Die langwellige Ausstrahlung der Atmosphäre kann mithilfe von bodennaher Lufttemperatur und Luftfeuchte sowie zweier Bedeckungsgrad-Indizes berechnet werden, welche die langwelligen Strahlungseigenschaften der Atmosphäre auf der Basis der vorhandenen kurzwelligen Strahlungsstromdichten beschreiben. Damit wird erstmals ein umfassendes Modell für die langwellige Strahlungsbilanz vorgelegt, welches alle Möglichkeiten der Datenverfügbarkeit berücksichtigt. Die Berechnung der Schlagregenstromdichte auf ein Bauteil kann mit den meisten vorliegenden semi-empirischen Modellen nur sehr ungenau erfolgen. Andere Verfahren, wie z.B. CFD-Simulationen, kommen wegen des beträchtlichen Aufwands meist nicht in Frage. Das bislang einzige vorliegende umfassende validierte semi-empirische Modell von Blocken kann durch die Berücksichtigung der mesoklimatischen Verhältnisse in seiner Genauigkeit verbessert werden. / Sustainable architecture requires new building design, innovative constructions and the use of newly developed building materials. In order to determine the risk of moisture-related damages, computer programs for hygrothermal building part simulation are being used. If one develops such a simulation program, correct modelling of climatic boundary conditions plays an important role. When calculating the shortwave solar radiation flux density at an arbitrary building part on the basis of the shortwave solar radiation flux density on the horizontal surface, one must take into consideration the orientation and the inclination of the building part in order to preclude self-shading. The presented integral model allows the calculation and the programming in a hygrothermal simulation program. If only measured values of global radiation flux density are available, direct and diffuse parts can be determined very precisely by means of validated models. When calculating the longwave radiation balance on a building part, the needed values for the correct determination of atmospheric longwave radiation are hardly available. That’s why semi-empirical models will be applied. The longwave radiation flux density of the atmosphere can be determined on the basis of near-ground temperature and relative humidity and two cloud cover indices, which describe the longwave irradiative properties of the atmosphere by means of available shortwave radiation flux densities. Therewith, firstly an integral model is being presented in order to determine longwave radiation balance, which considers all possibilities of data availability. Most models for determination of driving rain load work with very bad accuracy. Other methods such as computational fluid dynamics (CFD) are not possible for hygrothermal building part simulations because of the huge effort. The only fully validated semi-empirical model by Blocken can be improved, if meso-climatic boundary conditions are taken into consideration.

The consumption of heating energy in existing buildings represents a large share of total national energy consumption and therefore contributes significantly to the production of climate-damaging CO2. In order to stop climate change and make a substantial contribution to climate protection, heating energy consumption must therefore be reduced urgently. The most effective way to do this is to maintain and renovate uninsulated buildings. Thermal insulation is and remains one of the most important measures for reducing energy demand in buildings. Interior insulation has become increasingly important in recent years. This is due to the fact that a considerable part of the building stock, which can easily be insulated from the outside, has already been renovated. On the other hand, the proportion of remaining buildings where, for various reasons, only interior insulation is possible or even more advantageous, is becoming larger and larger. The surface area of the exterior walls accounts for a large proportion of the total building and thus of the potential for energy optimisation. In order to achieve optimal renovation success, the presented concept is developed on the basis of the existing condition of the building.:1 Introduction 1 2 Planning phases 2 3 Façade renovation concept 5 Monument status 5 Documentation of the condition of the façade 5 General measures on the existing structure 6 Notes on driving rain / splash water protection 10 Measures for plaster facades 15 Measures for exposed masonry 16 4 Development of an insulation concept 19 Determination of desired insulation standard 19 Selection of possible insulation systems 20 Overview of the most important evaluation criteria 28 Hygrothermal behaviour of typical insulation systems 28 5 Dimensioning and verification 29 Verification free / deemed to satisfy interior insulations according to DIN 4108-3 30 Simplified verification for internal insulation 30 Extension of the simplified verification – classification of vapour permeable, capillary-active insulation systems 31 Verification by hygrothermal simulation 34 Simulation tables for typical applications / approvals by manufactures 36 6 Dimensioning / execution of connection details 37 General dimensioning recommendations 37 Typical connection details 39 Selection criteria for the detailed design 40 Constructive tips for interior insulation measures 43 Hygrothermal simulation of connection details 46 7 Literature 47 A Appendix 49 Description of waterproofing systems 49 Insulation systems investigated for hygrothermal behaviour (from EnEffID) 53 Preparation of a simplified verification according to WTA guideline 6-4 57 Boundary conditions for the simplified verification for the classification of vapour permeable, capillary-active insulation materials 58 Evaluation of the classification of vapour permeable, capillary-active insulation materials 59 Characteristic values, boundary conditions and evaluation criteria for hygrothermal simulations 60 Application example for a one-dimensional hygrothermal design 63 Application examples for the hygrothermal design of connection details 67 Typical connection details 74 Flowchart Facade renovation concept 101 Flowchart Insulation concept 102

Der Verbrauch von Heizenergie in Bestandsgebäuden stellt einen großen Anteil am gesamten nationalen Energieverbrauch dar und trägt deshalb maßgeblich zur Produktion von klimaschädlichem CO2 bei. Um den Klimawandel aufzuhalten und einen substanziellen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten, muss deshalb der Heizenergieverbrauch dringend reduziert werden. Dies geschieht am effektivsten durch den Erhalt und die energetische Sanierung von ungedämmten Gebäuden. Wärmedämmung ist und bleibt eine der wichtigsten Maßnahmen zur Senkung des Energiebedarfs im Gebäudebereich. Dabei gewinnt die Innendämmung in den letzten Jahren immer mehr an Bedeutung. Dies liegt daran, dass ein nennenswerter Teil des Gebäudebestands, der leicht von außen gedämmt werden kann, bereits saniert ist. Der Anteil der verbleibenden Gebäude, bei denen aus verschiedenen Gründen nur eine Innendämmung möglich oder auch vorteilhafter ist, wird im Gegenzug immer größer. Die Fläche der Außenwände nimmt beim Gesamtgebäude und damit beim energetischen Optimierungspotenzial einen großen Anteil ein. Um einen optimalen Sanierungserfolg zu erzielen, erfolgt die Konzepterstellung auf Grundlage des vorgefundenen Zustandes des Bestandsgebäudes.:1 Einleitung 1 2 Planungsphasen 2 3 Fassadensanierungskonzept 5 3.1 Denkmalstatus 5 3.2 Dokumentation des Fassadenzustandes 5 3.3 Generelle Maßnahmen an der Bestandskonstruktion 6 3.4 Hinweise zum Schlagregen- / Spritzwasserschutz 10 3.5 Maßnahmen bei Putzfassaden 15 3.6 Maßnahmen für Sichtmauerwerk 16 4 Erstellung eines Dämmkonzeptes 19 4.1 Festlegung des gewünschten Dämmstandards 19 4.2 Auswahl möglicher Dämmsysteme 20 4.3 Überblick über die wichtigsten Bewertungskriterien 28 4.4 Hygrothermisches Verhalten typischer Dämmsysteme 28 5 Dimensionierung und Nachweis 29 5.1 Nachweisfreie bzw. als erfüllt erachtete Konstruktionen gemäß DIN 4108-3 30 5.2 Vereinfachter Nachweis für Innendämmungen 30 5.3 Erweiterung des vereinfachten Nachweises - Klassifizierung diffusionsoffener kapillaraktiver Dämmsysteme 31 5.4 Nachweis durch hygrothermische Simulation 34 5.5 Simulationstabellen für typische Anwendungsbereiche / Freigaben durch Hersteller 36 6 Dimensionierung / Ausführung von Anschlussdetails 37 6.1 Allgemeine Dimensionierungsempfehlungen 37 6.2 Typische Anschlussdetails 39 6.3 Auswahlkriterien für die Detailbemessung 40 6.4 Konstruktive Hinweise bei Innendämmmaßnahmen 43 6.5 Hygrothermische Simulation von Anschlussdetails 46 7 Literaturverzeichnis 47 A Anhang 49 A I Beschreibung von Abdichtungssystemen 49 A II Untersuchte Dämmsysteme zum hygrothermischen Verhalten (aus EnEffID) 53 A III Erstellung eines vereinfachten Nachweises nach WTA-Merkblatt 6-4 57 A IV Randbedingungen für den vereinfachten Nachweis zur Klassifizierung diffusionsoffener, kapillaraktiver Dämmmaterialien 58 A V Auswertung der Klassifizierung diffusionsoffener, kapillaraktiver Dämmmaterialien 59 A VI Kennwerte, Randbedingungen und Bewertungskriterien für hygrothermische Simulationen 60 A VII Anwendungsbeispiel für eine eindimensionale hygrothermische Bemessung 63 A VIII Anwendungsbeispiele für die hygrothermische Bemessung von Anschlussdetails 67 A IX Typische Anschlussdetails 74 A X Ablaufschema Fassadensanierungskonzept 101 A XI Ablaufschema Dämmkonzept 102