Krämmel Wohn- & Gewerbebau GmbH ecoleben Penzberg

Abstract

Ziel des im Rahmen dieses Berichts beschriebenen Folgeprojekts war das Monitoring thermischer und behaglichkeitsbezogener Parameter während der Nutzung,
bzw. dem Bewohnen des Gebäudes. Hierunter versteht man die Erfassung der
Komfortbedingungen im Innenraum, des Wärmeübergangs im Bereich der Gebäudehülle und des Heinzenergieverbrauchs. Auch hier wurde, analog zum ersten
Forschungsprojekt, sowohl die Massiv- als auch Hybridbauweise untersucht. Die
Ergebnisse dienen der Validierung des im vorangegangenen Forschungsprojekt
erarbeiteten Energiekonzepts und tragen zur Entwicklung eines integrativen
Gesamtkonzepts zur lebenszyklusbasierten ökologischen und energetischen
Bewertung der untersuchten Gebäude bei. Die hierbei gewonnenen Erkenntnisse
lassen sich unmittelbar auf ähnlich geartete Gebäudetypologien übertragen.

Full text

INNOVATION
Bayerischer Bauindustrieverband e. V.
KRÄMMEL
WOHN- & GEWERBEBAU GMBH
ecoleben Penzberg

DER BAYERISCHE BAUINDUSTRIEVERBAND E.V.
Wirtschaftsverband
Tarifpartner
Bildungsträger
Informationen für den Bau
Der Bayerische Bauindustrieverband ist mit all seinen Leis-
tungen seinen Mitgliedern verpflichtet. Dazu gehören eine
umfassende Information und Beratung der Mitgliedsfirmen
in politischen, rechtlichen und wirtschaftlichen Fragen, die
Sicherung branchenspezifischer Aus- und Weiterbildung, die
Verhandlung von Tarifverträgen, die Schaffung einer Platt-
form zum Erfahrungsaustausch zwischen den Unternehmen
der Bauindustrie und die Förderung von Innova tionen in For-
schung und Entwicklung.

INNOVATION
Bayerischer Bauindustrieverband e. V.
KRÄMMEL
WOHN &
GEWERBEBAU
GMBH

Bauindustrie Bayern | Innovation 4
INHALT
VORWORT 5
Abkürzungsverzeichnis und verwendete Einheiten ................................................................ 6
EINFÜHRUNG 7
1.1. Allgemeine Angaben zu den Objekten ........................................................................... 8
1.2. Baukonstruktion .......................................................................................................................... 9
1.3. Technische Gebäudeausrüstung ......................................................................................12
1.4. Denition Randbedingungen .............................................................................................13
2.1. Messkonzept ................................................................................................................................14
2.1.1. Raumklima ..................................................................................................................................... 14
2.1.2. Außenklima ...................................................................................................................................15
2.1.3. Untersuchungskonzept ..........................................................................................................15
ERGEBNISSE RAUMKLIMA 16
3.1. Raumklima Sommerfall ...........................................................................................................16
3.2. Raumklima Winterfall ..............................................................................................................19
3.3. Zusammenfassung und Bewertung des Raumklimas ...........................................22
ERGEBNISSE WÄRMESTROM 24
4.1. Wärmestrom Winterfall .........................................................................................................25
4.2. Wärmestrom Sommerfall .....................................................................................................28
ZUSAMMENFASSUNG UND FAZIT 30
ABBILDUNGSVERZEICHNIS 32

Krämmel Wohn- & Gewerbebau GmbH | ecoleben Penzberg 5
VORWORT
Der Bedarf an Wohn- und Arbeitsraum ist insbesondere in den bayerischen Städ-
ten und Metropolregionen stark wachsend. Zusammen mit dem steigenden
Bewusstsein für eine nachhaltige gesellschaftspolitische Entwicklung ergeben
sich für ein nachhaltiges Baugewerbe neue und spannende Herausforderungen.
Diese bestehen in der Entwicklung von qualitativ hochwertigen, grundlegend
nachhaltigen, CO-neutralen Bauweisen, die neben den ökologischen Erforder-
nissen auch in wir tschaftlicher Hinsicht über zeugen müssen. Um diese Her ausfor-
derungen zu meistern, bedarf es einerseits einer interdisziplinären und eng ver-
zahnten Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Baupraxis. Andererseits
muss künftig in viel stärkerem Maße als bisher der gesamte Lebenszyklus eines
Gebäudes betrachtet werden, der die Herstellung und Errichtung, den Betrieb
sowie den Rückbau und das Recycling der unterschiedlichen Baumaterialen glei-
chermaßen einschließt. Die integrierte, gleichzeitige Betrachtung dieser unter-
schiedlichen Teilbereiche ermöglicht es dem Planer bereits im Entwurfsprozess
entsprechend fundierte Entscheidungen zu treen, um die Umsetzung von nach-
haltigen Gebäuden sicherzustellen. Der hier vorliegende Abschlussbericht zeigt
auf, wie durch die enge Zusammenarbeit von Wissenschaft und Praxis innovative
und zugleich umsetzbare Strategien für die Realisierung nachhaltiger Planungs-
und Bauweisen erarbeitet werden können. Deren Anwendung wird anhand von
konkreten Fallbeispielen demonstriert. Baurmen, Bauherren, Planer und Behör-
den werden für den Umgang mit dem Themenkomplex der nachhaltigen Entwick-
lung sensibilisiert und erhalten zudem konkrete Handlungsempfehlungen zu des-
sen Umsetzung.
Vor diesem Hintergrund arbeiteten im Rahmen des hier vorgestellten Forschungs-
projekts die Mitarbeiter*innen des Lehrstuhls für energieezientes und nachhal-
tiges Planen und Bauen der Technischen Universität München und der Krämmel
GmbH & Co. Bauunternehmung KG sehr eng zusammen, um Antworten auf bau-
physikalische, thermische und energetische Fragestellungen zu entwickeln. Hier-
bei wurden Wohngebäude in Massiv- bzw. Hybridbauweise im Rahmen eines
zweijährigen Gebäudemonitorings miteinander verglichen. Hierbei sollte ermittelt
werden, ob eine Hybridbauweise mit Holzfassade im Vergleich mit einer Massiv-
bauweise, bestehend aus einer Stahlbeton-Schottenbauweise mit tragenden
Innenwänden und perlitgefüllten Ziegel für die Außenwand, nicht nur beim Mate-
rialeinsatz, sondern auch im Gebäudebetrieb eine ökologischere Variante darstellt.

Bauindustrie Bayern | Innovation 6
ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS UND VERWENDETE EINHEITEN
EG Erdgeschoss
GWP Global War ming Potential (Treibhauspotenzi al)
K Kelvin
Kg CO-Äq. Kilogramm Kohlendioxid-Äquivalente
MDF Medium D ensity Fibreboard
MW Mineralwolle
OG Obergeschoss
OSB Oriented St rand Board
PP Polypropylen
W Watt
kW/m Kilowatt pro Quadratmeter (Wärmestrom)
WDVS Wärmedämmverbundsystem
SQL Datenbanksprache (engl. Sequence Query Language)

Krämmel Wohn- & Gewerbebau GmbH | ecoleben Penzberg 7
EINFÜHRUNG
Die steigende Na chfrage an Wohnraum und der wachsende Sanierungsdruck von
Bestandsgebäuden führen zu einem erhöhten Ressourcenbedarf, wie z.B. Bau-
grund, Material und Energie im Bau- und Immobilienwesen. Höhere Ressourcen-
bedarfe führen in der Regel zu steigenden Umweltauswirkungen, z .B. in Form von
Treibhausgasemissionen. Diese tragen wiederum zu einem verstärkten Klimawan-
del bei. Das Bau- und Immobilienwesen, das deutschlandweit für rund 14 Prozent
aller Treibhausgasemissionen verantwor tlich ist, muss deshalb zum Ziel hab en die
Umweltauswir kungen von Gebäuden so ger ing wie möglich zu halten und im bes-
ten Fall dem Klimawandel entgegenzuwirken. Hierzu braucht es innovative und
zukunftso rientierte Lösungsansätze, die i n der Praxis realisier- und umsetzbar sind.
Mit dem Bauprojek t „ecoleben Penzberg“ der Kr ämmel GmbH & Co. Bauunterneh-
mung KG. wurden auf einer Gesamtfläche von 7.650 m fünf Mehrfamilien- und
neun Reihenhäuser mit insgesamt 57 Wohneinheiten, inklusive Tiefgarage, errich-
tet. Dabei wurden zwei der Mehrfamilienhäuser in Hybridbauweise (Stahlbeton-
Schottenbauweise mit vorgestellten Holztafelelementfassaden) errichtet. Alle
anderen Gebäude wurden inkl. der Außenwände mit einer massiven Tragstruktur
(Stahlbeton Schottenbauweise mit tragenden Innenwänden) errichtet.
Bei der Planung u nd Umsetzung des Projekt s fanden unterschiedliche Nachh altig-
keitskriterien Berücksichtigung, die unter anderem folgende Mehrwerte generie-
ren:
Hohe Behaglichkeit und hoher Komfort
Hohe Nutzerakzeptanz
Geringe Betriebs-, und Instandsetzungskosten
Zukunftsfähigkeit
Positive öentliche Wahrnehmung
Gute Vermarktung des Objekts
Zudem wurde durch die Zusam menarbeit mit dem Lehrstuhl für e nergieezientes
und nachhaltige s Planen und Bau en der Technischen Univer sität München bereits
in einem ersten, erfolgreich abgeschlossenen Projekt die Massiv- mit der Hybrid-
bauweise aus bauphysikalischer und ökobilanzieller Sicht miteinander verglichen.
Dabei wurden die lebenszyklusbasierten ökologischen und energetischen Vor- und
Nachteile der beiden Bauweisen im Vergleich dokumentiert, analysiert und aus-
gewertet.
Ziel des im Rahmen dieses Berichts beschriebenen Folgeprojekts war das Moni-
toring thermischer und behaglichkeitsbezogener Parameter während der Nutzung,
bzw. dem Bewohnen des Gebäudes. Hierunter versteht man die Erfassung der
Komfortbedin gungen im Innenraum, des Wärm eübergangs im Bereich der Geb äu-
dehülle und des Heinzenergieverbrauchs. Auch hier wurde, analog zum ersten
Forschungsprojekt, sowohl die Massiv- als auch Hybridbauweise untersucht. Die
Ergebnisse dienen der Validierung des im vorangegangenen Forschungsprojekt
erarbeiteten Energiekonzepts und tragen zur Entwicklung eines integrativen
Gesamtkonzepts zur lebenszyklusbasierten ökologischen und energetischen
Bewertung der untersuchten Gebäude bei. Die hierbei gewonnenen Erkenntnisse
lassen sich unmittelbar auf ähnlich geartete Gebäudetypologien übertragen.
I.
 Quelle: https://www.bmu.de/fileadmin/Da-
ten_BMU/Download_PDF/Klimaschutz/klima-
schutz_zahlen_2019_fs_gebaeude_de_bf.pdf

Bauindustrie Bayern | Innovation 8
Durch das interdisziplinär aufgestellte Team und die hier vorhandenen Kompe-
tenzen konnten die unterschiedlichen Themenbereiche und Fragestellungen
integrativ bearbeitet werden. Aufgrund der engen Zusammenarbeit der Wissen-
schaftler der Technischen Universität München mit den Praxispartnern der Fa.
Krämmel konnten mit Unterstützung des Bayerischen Bauindustrieverband e.V.
Lösungsansätze für das nachhaltige Bauen in Hybridbauweise entwickelt, umge-
setzt und deren Funktionalität im Rahmen der Nutzung nachgewiesen werden.
Dies kann beispielhaft für die weitergehende Zusammenarbeit von Forschung
und Praxis im Hinblick auf die Umsetzung zukunftsweisender, nachhaltiger Tech-
nologien und Bauweisen angesehen werden.
1.1. ALLGEMEINE ANGABEN ZU DEN OBJEKTEN
Bei den Gebäuden in der Johann-Dreher-Straße in Penzberg, Bayern handelt es
sich um neu errichtete Wohngebäude aus dem Jahre 2017. Die Gebäude unter-
scheiden sich maßgeblich dadurch, dass für deren Errichtung zwei grundlegend
verschiedene Konstruktionsarten realisiert wurden. Für die im Rahmen des For-
schungsprojektes durchgeführten Beobachtungen und Analysen rückt der spe-
zielle Fokus auf Haus D und H aus E. Haus D wurde in einer Hybridbauweise errich-
tet, während Haus E aus einer Massivbauweise besteht. Eine Ansicht für Haus D
ist in Abbildun g 1 dargestellt. Die beiden Geb äude gehören zu einem Gesamtpro-
jekt der Krämmel Wohn- und Gewerbebau GmbH „Ecoleben Penzberg“. Weitere
Gebäude dieses Projekts sind in naher Umgebung angeordnet, siehe Lageplan
in Abbildung 2. Die untersuchten Gebäude verfügen über ein Kellergeschoss,
Erdgeschoss und zwei Obergeschosse. Da die Gebäude unterkellert sind bilden
die Bodenplatte im Untergeschoss, die Auß enwände gegen das Erdreich inklusive
Tiefgarage, die o berirdischen Außenwände so wie das Dach die thermische Geb äu-
dehülle. Im Gebäude selbst werden a lle oberirdischen Zonen als auf normale Tem-
peraturen beheiz te Bereiche (θ ≥ 19 °C) sowie das Untergesch oss als niedrig beheizt
(θ ≥ 12 °C) angesehen.
Abbildu ng 1: Ansicht von Hau s D

Krämmel Wohn- & Gewerbebau GmbH | ecoleben Penzberg 9
Abbildung 2: Lageplan
1.2. BAUKONSTRUKTION
Ein wesentlicher Bestandteil des ersten Forschungsprojekts war die thermische
und ökologische Untersuchung von Baukonstr uktionsvarianten. Untersucht wur-
den dabei eine Massivbauweise und alternativ dazu hybride Konstruktionsarten.
Die Konstruktionsarten, die letztendlich umgesetzt wurden, werden im Folgenden
hinsichtlich deren bauphysikalischer Eigenschaften beschrieben.
MFH A
MFH B
PH C
PH D
PH E
RH 1-5
RH 6-9

Bauindustrie Bayern | Innovation 10
TABELLE 1: BAUTEILAU FBAUTEN AUSSENWAN D HAUS D: UWERT 0,1 5 W/MK
Bausto
(innen nach außen)
Dick e [mm] La mbda [ W/m*K ] Dichte [ kg/m]
Gipskarton 25
Wärmedämmung aus
Mineralwolle
60 0,035 25
OSB-Platte 15 0,13 650
Holzständer 60x140 140 0,13 700
Gefachdämmung aus
Mineralwolle
140 0,035 25
OSB-Platte 12,5 0,13 650
Wärmedämmung aus
Mineralwolle
60 0,035 25
Putz 20 1,4 1400
332,5
TABELLE 1: BAUTEILAU FBAUTEN AUSSENWAN D HAUS E: UWERT 0, 20 W/MK
Bausto
(innen nach außen)
Dick e [mm] La mbda [ W/m*K ] Dichte [ kg/m]
Putz 20 1,4 1400
Perlitgefüllter Ziegel
Poroton S
425 0,08 750
Putz 20 1,4 1400
445

Krämmel Wohn- & Gewerbebau GmbH | ecoleben Penzberg 11
TABELLE 1: BAUTEILAUFBAUTEN FUSSBODEN
Bausto
(innen nach außen)
Dick e [mm] La mbda [ W/m*K ] Dichte [ kg/m]
Bodenbelag 10
Heizestrich inkl.
PE-Folie und
Trägerplatte
100 1,4 2000
Wärmedämmung 40 0,040 25
Stahlbeton 200 2,3 2300
350
TABELLE 1: BAUTEILAU FBAUTEN BODENPL ATTE: U WERT 0,13 W/MK
Bausto
(innen nach außen)
Dick e [mm] La mbda [ W/m*K ] Dichte [ kg/m]
Bodenbelag 10
Heizestrich inkl.
PE-Folie und
Trägerplatte
90 1,4 2000
Wärmedämmung 50 0,040 25
WU-Stahlbeton 300 2,3 2300
Perimeterdämmung 120 0,035 30
350

Bauindustrie Bayern | Innovation 12
1.3. TECHNISCHE GEBÄUDEAUSRÜSTUNG
Mit dem gewählten energetischen Versorgungsystem sollte zum einen erreicht
werden, den Energiebedarf so gering wie möglich zu halten, und zum anderen die
Verwendung von erneuerbaren Energien zu forciert werden. Die Wärme- und
Kälteübergabe erfolgt im gesamten Gebäude über eine Fußbodenheizung. Der
entscheidende Vorteil besteht aus den erforderlichen geringen Vor- und Rück-
lauftemperaturen von ca. 40/33 °C gegenüber herkömmlichen Radiatoren von ca.
55/ 45 °C. Darüber hinaus bietet die passive Kühlung, bei der nur Energie zum
Transport des Kältemediums benötigt wird, entscheidende Vorteile hinsichtlich
des geringen Energiebedarfs und der Nutzung einer regenerativen Energiequelle.
Aus diesem Grund wird der Wärme- und Kühlenergiebedarf über eine eziente
Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Erdsonden (bis 200 m Tiefe) als Wärmequelle
gedeckt.
Im Folgenden ist die eingesetzte Anlagentechnik zusammengefasst:
Heizung:
Wärmeerzeuger: Sole-Wasser-Wärmepumpe
Wärmequelle: Erdsonden als Doppel U-Rohr, Tiefe 200 m, unter
der Bodenplatte
Puerspeicher: Trennpuer 600 -1000 l
Warmwasserbereiter: Puerspeicher mit innen liegendem Edelstahlwell
rohr im Strömungsrohr als Trinkwarmwasser-
bereiter im Durchflussprinzip mit separater Zirkula-
tionsheizfläche für möglichst geringe Übertempe-
ratur
Wärmeübergabe: Fußbodenheizung, Systemtemperatur 40/33 °C
Kühlung:
Kälteerzeugung: passive Kühlung über Wärmetauscher
Rückkühlung: Erdsonden als Doppel U-Rohr, Tiefe 200 m, unter
der Bodenplatte
Kälteübergabe: Fußbodenheizung, Systemtemperatur 23/20 °C
Lüftung:
In jedem Wohn- und Sch lafraum ist ein Außenwandlüftungsgerät mit Kreuz strom-
wärmetauscher installiert. Es wird empfohlen dieses in der Heizperiode durchge -
hend auf der kleinsten Stufe (15 m/h) laufen zu lassen um den Feuchteschutz und
hygienischen Luftaustausch sicherzustellen
Photovoltaik
Angestrebt ist , dass so viel PV Strom wie möglich für den B etrieb der Wärmepumpe
verwendet wird. Dies wird durch eine intelligente Steuerung geregelt. Steht PV
Strom zur Verfügung, bei gleichzeitigen Strombedarf der Wärmepumpe so wird
dieser auch dafür verwendet. Ansonsten wird der erzeugte PV Strom in das Netz
eingespeist.
3,1 bis 25,4 kWp, je nach Dachfläche und –form verteilt auf die einzelnen
Häuser, in Summe 95,4 kWp

Krämmel Wohn- & Gewerbebau GmbH | ecoleben Penzberg 13
1.4. DEFINITION RANDBEDINGUNGEN
Im Kontext dieser Auswertung ist es wichtig zu erwähnen, dass die Außenwände
der Hybrid- un d Massivbauweise unterschiedliche U -Werte aufweis en (siehe Kapi-
tel 1.2). Allerdings erfolgt die Temperierung sowohl im Sommer als auch Winter
über das gleiche Energiesystem, also mit gleichen Systemtemperaturen. Zudem
haben eine Vielzahl weiterer Faktoren, die im Rahmen des durchgeführten Moni-
torings nicht aufgezeichnet wurden, einen signikanten Einfluss auf die Ergebnisse,
welche im Folgenden dargestellt werden.
Zu den Einflussfaktoren zählen z.B. verschiedene Anwesenheitszeiten der Bewoh-
ner, die Variation der Anzahl der sich in der Wohnung bendenden Personen,
deren energierelevantes Verhalten (bspw. Heiz- und Lüftungsverhalten), die Plat-
zierung der Möbel im Innenraum, der Unterschied der Anzahl elektrischer Geräte
mit thermischen Lasten im Innenraum, die Verschattung der Gebäude durch
Vegetation im Außenraum sowie Windschneisen, die durch unterschiedliche
Bebauungsstrukturen bedingt werden.

Bauindustrie Bayern | Innovation 14
GEBÄUDEMONITORING
Ein immer zentralerer werdender Punkt in der Realisierung von ressourcenezi-
enten Gebäuden ist die Verwendung von nachwachsenden Rohstoen, insbeson-
dere von Holz in der Tragstruktur von Gebäuden. Im direkten Vergleich weisen
diese in der Regel allerdings eine geringere spezische Wärmespeicherfähigkeit
auf als massive Baustoe bzw. Gebäude auf. Im Hinblick auf den Energiebedarf
und das thermis che Verhalten stellen sich d abei folgende Fragen: Welchen Einflu ss
hat die Art der Baukonstruktion auf das Raumklima? Wie ist das thermische Ver-
halten der beiden Gebäude?
Um den Einfluss der unterschiedlichen spezischen Wärmespeicherfähigkeit auf
das Raumklima, das thermische Verhalten und die Wärmeverluste über die ther-
mische Gebäudehülle zu untersuchen wurden die beiden Untersuchungsobjekte
über einen Zeitraum von zwei Jahren messtechnisch erfasst.
2.1. MESSKONZEPT
Ziel des Messkonzepts ist es die Parameter zu erheben, die einen Vergleich zwi-
schen den beiden Baukonstruktionsarten, in Bezug auf das Raumklima bzw. das
thermische Empnden der Nutzer, ermöglichen. Um einen spezischen Vergleich
zwischen den Konstruktionsarten zu ermöglichen, werden die relevanten Para-
meter in einer sehr deta illierten und minütlichen Auflösun g erfasst. Erfas st werden
dabei Parameter des Raumklimas, des Außenklimas sowie der Außenbauteile wie
z.B. Ob erflächentemperaturen und Wärm eströme. Um valide Aussagen treen zu
können ist zudem ein ausreichend langer Messzeitraum notwendig. Beide
Gebäude wurden daher über einen Zeitraum von zwei Jahren März 2017 (Bezugs-
beginn) bis März 2019 erfasst.
Die erhobenen Parameter werden im Folgenden detailliert erläutert.
2.1.1. RAUMKLIMA
Das Raumklima wird in den beiden Gebäuden in jeweils zwei verschiedenen Räu-
men mit unterschiedlicher Nutzung erhoben. Zum einen im Wohnbereich und
zum anderen im Schlafraum. In Wohngebäud en sind diese beiden Nutzungen von
extrem großer Bedeutung, da Personen sich in diesen Räumen am öftesten auf-
halten. Dementsprechend werden unterschiedliche Anforderungen an das Raum-
klima gestellt.
Ein wichtiger Asp ekt hierbei ist zudem der E influss des Nutzers. In Wohnbereich en
kann der Nutzer durch aktives Verhalten z.B. Lüftung, oder Aktivierung des Son-
nenschutzes, das Raumklima nach seinen Bedürfnissen beeinflussen. In Schlaf-
bereichen hingegen ist das aktive Eingreifen deutlich reduziert. Im Hinblick auf
die thermische B ehaglichkeit und den Energieverbr auch jedoch nicht zu vernach-
lässigen, da sich der Nutzer dort in der Regel ca. acht Stunden pro Tag aufhält.
Während des Schlafens emittiert eine Person viel Feuchtigkeit und CO was zu
einer deutlichen Verschlechterung des Raumklimas und Schlafs führen kann.
Erfasst werden darauf aufbauend folgende Parameter:
Luft tempera tur in °C
Relative Luftfeuchtigkeit in %
CO Konzentration in ppm
II.

Krämmel Wohn- & Gewerbebau GmbH | ecoleben Penzberg 15
2.1.2. AUSSENKLIMA
Da das thermische Verhalten des Gebäudes und der resultierende Energiever-
brauch maßgeblich vom Außenklima beeinflusst wird, werden relevante Parame-
ter des Außenklimas mittels einer Wetterstation auf dem Dach des Gebäudes
erfasst. Dabei spielt die Außenlufttemperatur eine maßgebliche Rolle, da diese
einen direkten Einfluss auf den Transmissionswärmeverlust hat. Darüber hinaus
werden die Außenluftfeuchtigkeit und die Globalstrahlung ermittelt.
Luft tempera tur in °C
Relative Luftfeuchtigkeit in %
Globalstrahlung in W
Windgeschwindigkeit in m/s
Windrichtung in °
Niederschlag in mm
2.1.3. UNTERSUCHUNGSKONZEPT
Um den Einfluss der unterschiedlichen Baukonstruktion auf das Raumklima dar-
stellen zu können werden zwei repräsentative Zeiträume für die Untersuchung
herangezogen. Maßgeblich für die Untersuchung des thermischen Empndens
sind die klimatischen Bedingungen sowohl im Sommer-, als auch im Winterfall.
Die erhobe nen Parameter werden im ersten Schritt für beide Jahres zeiten dar und
gegenübergestellt. Im nächsten Schritt werden aus den zwei untersuchten Peri-
oden die jeweilig en Extremwochen ide ntiziert un d die Messergebnisse noch mals
sehr spezisch für diese Zeiträume ausgewertet. Dieses Vorgehen ermöglicht es
Tendenzen zwischen den Konstruktionsarten über einen langen Zeitraum, als auch
sehr spezisch die Auswirkung auf das Raumklima auf Stunden und Tagesbasis,
aufzuzeigen.
Folgende Zeiträume werden für die Auswertungen herangezogen:
Winterperiode: 01. Dezember – 28. Februar 2017
Winterwoche: 04. – 10. Dezember 2017
Sommerperiode: 01. Juni – 31. August 2018
Sommerwoche: 03. – 09. August 2018

Bauindustrie Bayern | Innovation 16
ERGEBNISSE RAUMKLIMA
Im folgenden Kapitel wird das Raumklima für den Sommerfall und den Winterfall
dargestellt. Das Rau mklima wird dabei für zwei Ge bäude Haus D (Hybrid) und Haus
E (Massivbau) als auch für die z wei untersuchten Zonen Wohnbereich und Schlaf-
bereich getrennt analysiert. Mit Hilfe der Raumlufttemperatur und der relativen
Luftfeuchtigkeit lässt sich der dynamische Verlauf in Abhängigkeit des untersuch-
ten Raumes und des Außenklimas darstellen. Dabei ist anzumerken, das s im Som-
merfall, der Eekt der passiven Kühlung zu berücksichtigen ist. Diese läuft bei
beiden Gebäuden mit den Systemtemperaturen 23 °C/20 °C. Technisch gesehen
ist eine direkte Vergleichbarkeit die beiden Gebäude gegeben, jedoch können,
wie schon er wähnt, weitere Aspekte einen Einfluss auf die Messerge bnisse haben,
siehe Kapitel 1.4.
3.1. RAUMKLIMA SOMMERFALL
Wie bereits erwähnt, werden die Raumlufttemperaturen in Bezug zur Außenluft-
temperatur dargestellt. Für das Außenklima sind die Minimal-, Maximal- und Durch-
schnittswerte in Tabelle 2 aufgelistet. In Tabelle 3 ist das Raumklima zusammen-
gefasst. Die Temperaturverläufe für die jeweiligen Nordräume (Schlafen) sind in
der Abbildung 3 und für die Südräume (Wohnen) in Abbildung 4 dargestellt. Die
Temperaturen werden dabei nach der Bauart g etrennt dargestellt. B etrachtet man
die Außenlufttemperatur, so zeigt sich, dass während der Sommerperiode 2018
die höchste Temperatur am 09. August bei 33,4 °C lag. Im Durchschnitt lag die
Außenlufttemperatur bei 18,6 °C.
TABELLE 2: AUSSENKLIMA SOMMERFALL 2018
Min Max ∅
Lufttemp eratur [°C] 2,5 33,4 18,6
relative Luftfeuchtigkeit [%] 22,1 93,4 67,1
Das mittlere Raumklima für beide Gebäude und beide Zonen ist in Tabelle 3 auf-
gelistet.
TABELLE 3: RAUMKLIMA SOMMERFALL 2018
Hybrid Massiv
Nordraum  Lufttemperatur [ °C] 23,9 22,8
 relative Luf tfeuchtigkeit [%] 52,7 54,6
Südraum  Lufttemperatur [ °C] 24,8 24,0
 relative Luf tfeuchtigkeit [%] 48,4 53,4
Hinsichtlich der Raumluf ttemperaturen zeigt sich, dass diese sowohl in den Nord-
räumen als auch in d en Südräumen über den ges amten Zeitraum nur sehr geringen
Schwankungen unterliegen. Selbst bei den heißen Sommertagen erwärmen sich
die Bereiche nur seh r geringfügig. Am heißes ten Ta g des Jahres (09. August) lagen
die Lufttemperaturen in den Nordräumen bei 25,0 °C für die Massivbauweise und
bei 25,4 °C für die Hybridbauweise. Dies lässt sich direkt auf die passive Kühlung
zurückführen und zeigt somit auch die Wirksamkeit bei hoher Energieezienz.
Des Weiteren zeigt sich anhand de r Verläufe, dass die Luft temperatur im Gebäude
mit Hybridbauweise tendenziell höher ist als bei der Massivbauweise. Der Nord-
raum ist in Haus D im Mittel +1,1 °C wärmer als im Haus E.
III.

Krämmel Wohn- & Gewerbebau GmbH | ecoleben Penzberg 17
Abbildung 3 Verlauf der Lufttemperatur der Nordräume für den Sommerfall
Abbildung 4 Verlauf der Lufttemperatur der Südräume für den Sommerfall
Die maximalen Lufttemperaturen in den Südräumen betrugen auf Grund der Aus-
richtung etwas mehr, und zwar 26,4 °C für die Massivbauweise und 26,9 °C für die
Hybridbauweise. Im Südraum beträgt die Dierenz zwischen Haus D und Haus E
im Mittel +0,8 °C. Dies liegt daran, dass die Hybridbauweise in Haus D über eine
geringere wirksame Wärmespeicherfähigkeit verfügt. Während der Sommerpe-
riode kann also weniger Wärme durch die Solarstrahlung von der Baukonstruk tion
gepuert werden, weswegen sich der Raum mehr aufheizt. Dies zeigt sich insbe-
sondere bei der Betrachtung der untersuchten Woche, siehe Abbildung 5 und
Abbildung 6. Die Temperatur in Haus D ist dabei in der Regel höher als im Haus E.
Grundsätzlich kann jedoch gesagt werden, dass sich bei beiden Gebäuden sehr
behagliche Temperaturen während der Sommerperiode einstellen. Während der
kompletten Sommerperiode und auch während der heißesten Woche werden
Temperaturen von 27 °C nicht überschritten. Ohne die realisierte pas sive Kühlung
wären die Temperaturspitzen jedoch höher.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Juni Juli August September
VERLAUF LUFTTEMPERATUR IN DEN NORDRÄUMEN IM SOMMERFALL
Lufttemperatur in [°C]
Außenlufttemperatur Gebäude E (Massiv) Gebäude D (Hybrid)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Juni Juli August September
VERLAUF LUFTTEMPERATUR IN DEN SÜDRÄUMEN IM SOMMERFALL
Lufttemperatur in [°C]
Außenlufttemperatur Gebäude E (Massiv) Gebäude D (Hybrid)

Bauindustrie Bayern | Innovation 18
Abbildung 5 Verlauf über eine spezische Woche der Lufttemperatur der Nordräume für den Sommer-
fall
Abbildung 6 Verlauf über eine spezische Woche der Lufttemperatur der Südräume für den Sommerfall
Ein weiterer bedeutender Parameter in der Bewer tung des Innenraumklimas s tellt
die relative Luftfeuchtigkeit dar. Diese hängt dabei maßgeblich von der relativen
Luftfeuchtigkeit der Außenluft (insbesondere beim Lüften) sowie den internen
Lasten bspw. Ak tionen mit hoher Feuchtigkeitsabgabe wie Kochen und Duschen
oder auch Feuchtigkeitsabgabe bei der menschlichen Atmung ab. Dabei treten
in der Regel über das Jahr betrachtet zwei Probleme auf. In der Sommerperiode
besteht die Gefahr von Unbehaglichkeit (aufgrund schwülwarmer Luft), während
im Winter eine hohe Luf tfeuchtigkeit an kalten Oberflächen zur Schimmelbildung
und Anfall von Kondensat, im schlimmsten Fall auch zu Bauschäden, führen kann.
Für den Nordraum zeigt sich anhand der Abbildung 7, dass die relative Luftfeuch-
tigkeit in beiden Gebäuden zwischen 30 % und 67 % schwankt. Ein signikanter
Unterschied zwischen den Baukonstruktionen ist nicht zu identizieren. Hinsicht-
lich der thermischen Behaglichkeit schneiden beide Gebäude somit gleich gut
ab.
VERLAUF LUFTTEMPERATUR IN DEN NORDRÄUMEN IM SOMMERFALL, erste Augustwoche 2018
Lufttemperatur in [°C]
0
5
10
15
20
25
30
35
40
03.08.2018 04.08.2018 05.08.2018 06.08.2018 07.08.2018 08.08.2018 09.08.2018
10.08.2018
Außenlufttemperatur Gebäude E (Massiv) Nord Gebäude D (Hybrid) Nord
VERLAUF LUFTTEMPERATUR IN DEN SÜDRÄUMEN IM SOMMERFALL, erste Augustwoche 2018
Lufttemperatur in [°C]
0
5
10
15
20
25
30
35
40
03.08.2018 04.08.2018 05.08.2018 06.08.2018 07.08.2018 08.08.2018 09.08.2018
10.08.2018
Außenlufttemperatur Gebäude E (Massiv) Süd Gebäude D (Hybrid) Süd

Krämmel Wohn- & Gewerbebau GmbH | ecoleben Penzberg 19
Abbildung 7 Verlauf der relativen Luftfeuchtigkeit der Nordräume für den Sommerfall
Abbildung 8 Verlauf der relativen Luftfeuchtigkeit der Südräume für den Sommerfall
3.2. RAUMKLIMA WINTERFALL
Für den Winterfall sind die maßgeblichen Parameter des Außenklimas in Tabelle
4 und für das Raumklima in Tabelle 5 aufgeführt. Zunächst zeigt sich, dass die
minimalste Außenlufttemperatur -9,8 °C beträgt. Die mittlere Außenlufttempera-
tur betrug 1,3 °C. Es zeigt sich außerdem, dass es während dieser Winterperiode
auch durchaus wärmere Tage gegeben hat und keine längeren Kälteperioden
vorhanden waren. So schwankten die Temperaturen im gesamten Zeitraum relativ
stark zwischen -9,8 °C und 14.7 °C, siehe Abbildung 9. Somit ergibt sich eine maxi-
male Temperaturschwankung von 23,8 °C.
TABELLE 4: AUSSENKLIMA WINTERFALL 2017/18
Min Max ∅
Lufttemp eratur [°C] -9,8 14,3 1,3
relative Luftfeuchtigkeit [%] 29,6 92,6 76 ,7
VERLAUF LUFTFEUCHTIGKEIT IN DEN NORDRÄUMEN IM SOMMERFALL
Relative Luftfeuchtigkeit in [%]
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0
Juni Juli August September
Gebäude E (Massiv) Gebäude D (Hybrid)
VERLAUF LUFTFEUCHTIGKEIT IN DEN SÜDRÄUMEN IM SOMMERFALL
Relative Luftfeuchtigkeit in [%]
0
Juni Juli August September
10
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Gebäude E (Massiv) Gebäude D (Hybrid)

Bauindustrie Bayern | Innovation 20
Betrachtet man im gleichen Zuge die Lufttemperaturen der Innenräume, so zeigt
sich, dass diese trotz der großen Temperaturschwankungen im Außenraum, ein
recht konstantes Temperaturniveau auf weisen. Im Mittel ergeben sich f ür die unter-
suchten Räume über de n betrachteten Zeitraum folgen de Temperaturen: Im Nord-
raum beträgt die mittlere Temperatur im Hybridbau 20,1 °C und 21, 2 °C im Massiv-
bau. Dem gegenüber weist der Südraum im Hybridbau eine mittlere Temperatur
von 23,4 °C und im Massivbau von 22,9 °C auf. Dabei zeigt sich auch, dass die
Schlafbereiche tendenziell kühler sind als die Wohnbereiche. Des Weiteren zeigt
sich, dass die Schlafbereiche eine höhere mittlere relative Luftfeuchtigkeit als die
Wohnräume aufweisen. Dies läss t sich durch den reduzierten Einfluss auf die Lüf-
tung und den erhöhten Feuchtigkeitsausstoß beschreiben.
TABELLE 5: RAUMKLIMA WINTERFALL 2017/18
Hybrid Massiv
Nordraum  Lufttemperatur [ °C] 20,1 21,2
 relative Luf tfeuchtigkeit [%] 40,1 29,9
Südraum  Lufttemperatur [ °C] 23,4 22,9
 relative Luf tfeuchtigkeit [%] 34,6 23,6
Die folgenden Abbildungen, siehe Abbildung 9 und Abbildung 10, zeigen den
Temperaturverlauf für den untersuchten Winterfall von Anfang Dezember 2017
bis Ende Februar 2018.
Abbildung 9 Verlauf der Lufttemperatur der Nordräume für denw Winterfall
Abbildung 10 Verlauf der Lufttemperatur der Südräume für den Winterfall
VERLAUF LUFTTEMPERATUR IN DEN NORDRÄUMEN IM WINTERFALL
Lufttemperatur in [°C]
Dezember Januar Februar März
-15
-10
-5
0
5
10
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20
25
Außenlufttemperatur Gebäude E (Massiv) Gebäude D (Hybrid)
VERLAUF LUFTTEMPERATUR IN DEN SÜDRÄUMEN IM WINTERFALL
Lufttemperatur in [°C]
Dezember Januar Februar März
-15
-10
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15
20
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Außenlufttemperatur Gebäude E (Massiv) Gebäude D (Hybrid)

Krämmel Wohn- & Gewerbebau GmbH | ecoleben Penzberg 21
Einzig im Nordraum des Gebäude E, siehe Abbildung 9, sind temporär deutliche
Schwankungen nach unten zu erkennen. Dies lässt sich auf das Nutzerverhalten
zurückführen. Zu diesen Zeitpunkten wurde über eine längere zeitliche Periode
gelüftet, wodurch sich die Lufttempe ratur im Inneren deutlich a bsenkte. Im Nord-
raum ist zudem eine signikante Dierenz zwischen den untersuchten Bauarten
zu erkennen. Dies lässt sich allerdin gs nicht allein auf die Baukonstruktion zurück-
führen, da hier auch das Nutzerverhalten einen maßgeblichen Einfluss hat. Da
Menschen, insbesondere in Schlafräumen, unterschiedliche thermische Präferen-
zen aufweisen, sind hier Unterschiede sogar zu erwarten. Je nach Präferenz wird
hier vom Nutzer die Soll-Raumtemperatur beeinflusst, weswegen ein direkter
Vergleich nicht möglich ist. Im Südraum dagegen sind keine signikanten Unter-
schiede zwischen den Bauweisen zu erkennen. Zur Bewertung des Einflusses der
Baukonstruktion auf das thermische Verhalten des Raumes sind daher weitere
Untersuchungen anhand anderer Parameter notwendig, siehe Kapitel 4.
Wie bereits er wähnt ist die mittlere relative Luftfeuchtigkeit im Winterfall grund-
sätzlich geringer als im Sommerfall. Dies liegt maßgeblich am Dampfdruck. Was-
sermoleküle werden durch diesen zusammengehalten. Da der maximale Dampf-
druck bei kalter Luft geringer ist als bei warmer Luft kann diese auch weniger
absolute Feuchtigkeit aufneh men. Für den Nordraum zeigt sich anhand de r Abbil-
dung 11, dass die relative Luf tfeuchtigkeit in beiden Gebäude n zwischen 20 % und
52 % s chwankt.
Abbildung 11 Verlauf der relativen Luftfeuchtigkeit der Nordräume für den Winterfall
Im Südraum, siehe Abbildung 12, schwankt die relative Luftfeuchtigkeit zwischen
18 % und 50 %. Mitte Dezember weist der Südraum im Hybridgebäude einen Aus-
reißer auf, bei dem die relative Luftfeuchtigkeit zeitweise auf 60 % steigt.
VERLAUF LUFTFEUCHTIGKEIT IN DEN NORDRÄUMEN IM WINTERFALL
Relative Luftfeuchtigkeit in [%]
0
10
20
30
40
50
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Dezember Januar Februar März
Gebäude E (Massiv) Gebäude D (Hybrid)

Bauindustrie Bayern | Innovation 22
Abbildung 12 Verlauf der relativen Luftfeuchtigkeit der Südräume für den Winterfall
3.3. ZUSAMMENFASSUNG UND BEWERTUNG DES
RAUMKLIMAS
Zusammenfassend zeigt sich, dass die Art der Baukonstruktion bei den Analysen
der Messergebnisse beider Gebäude durchaus einen Einfluss auf das Raumklima
hat. Für den Sommerfall zeigt sich, dass die mittlere Temperatur im Haus D (Hyb-
rid) im Vergleich zum Haus E (Massiv) im Nordraum um 1,1 °C und im Südraum um
0,8 °C höher liegt. Im Winterfall liegt die mittlere Lufttemperatur im Haus D und
Nordraum um -1,1 °C unterhalb der im Haus E, bzw. 0,5 °C höher im Südraum. Bei
der relativen Luftfeuchtigkeit lassen sich in Bezug auf die Baukonstruktion keine
signikanten und eindeutigen Unterschiede feststellen. Der maßgeblichste Unter-
schied ist im Nordraum zu identizieren. Die mittlere Luftfeuchtigkeit im Hyb-
ridgebäude liegt bei 40,1 % während diese im Massivgebäude bei 29,9 % liegt. Da
die relative Luftfeuchtigkeit insbesondere im Winter sehr stark von den internen
Feuchtigkeitslasten abhängig ist lässt sich hier kein unmittelbarer Rückschluss auf
die Baukonstruktionen ziehen.
Im Hinblick auf die Bewertung die verschiedenen Raumklimas zeigt sich, anhand
der mittleren Temperaturen und relativen Luftfeuchtigkeit, dass sich in beiden
Gebäuden thermisch behagliche Zustände einstellen.
0
10
20
30
40
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60
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VERLAUF LUFTFEUCHTIGKEIT IN DEN SÜDRÄUMEN IM WINTERFALL
Relative Luftfeuchtigkeit in [%]
Dezember Januar Februar März
Gebäude E (Massiv) Gebäude D (Hybrid)

Krämmel Wohn- & Gewerbebau GmbH | ecoleben Penzberg 23

Bauindustrie Bayern | Innovation 24
ERGEBNISSE
WÄRMESTROM
Die Messung des Wärmestroms durch Außenwände gibt Aufschluss über Trans-
missionswärm everluste- und gewinne des Gebäu des nach außen, bzw. von außen.
Anhand des Wärmestroms lassen sich somit Aussagen zum Wärmeeintrag in das
Gebäude im Sommer und Wärmeverluste nach außen im Winter treen. Um die
Wärmeeinträge, bzw. die Wärmeverluste zwischen der Massiv- und Hybridbau-
weise der untersuchten Erdgeschosswohnungen zu analysieren und zu beurteilen,
wurden auf der Süd- und Nordseite jeweils auf gleicher Höhe, unter dem Put z der
Innen- und Außenseite der Außenwand, Wärmestrommessplatten angebracht
(siehe Abbildung 13).
Abbildung 13 Wärmestromplatten
Die über jeweils eine Minute gemittelten Werte wurden für die Auswertung und
Analyse mit den Daten der durchschnittlichen Außen- und Innenlufttemperatur
und den durchschnittlichen Innen- und Außenoberflächentemperaturen der
Außenwände in den Kontext gebracht. Für die Ermittlung der Transmissionswär-
megewinne, also dem Wärmeeintrag von außen in den Innenraum, wurden die
bereits in Kapitel 2.1.3 erwähnten Sommermonate Juni bis August gewählt. Für
die Ermittlung der Transmissionswärmeverluste des Innenraums an den Außen-
raum, wurden die bereits in Kapitel 2.1.3 erwähnten Wintermonate Dezember bis
Februar betrachtet. Da die Analyse und Auswertungsergebnisse in den Sommer-
und Winterfällen über die Jahre hinweg die gleichen Tendenzen aufzeigen wird
folglich der Winterfall 2017/2018 und der Sommerfall 2018 näher analysiert und
beschrieben.
IV.

Krämmel Wohn- & Gewerbebau GmbH | ecoleben Penzberg 25
4.1. WÄRMESTROM WINTERFALL
Bei der Betrachtung der Ergebnisse für den Winterfall 2017/18 (siehe Tabelle 6)
lässt sich erkennen, dass, im Vergleich zur Hybridbauweise, der Transmissionswär-
meverlust bei der Massivbauweise um rund 227 % höher war. Dabei listet Tabelle
6 die Transmissionswärmeverluste als Summe der Energieverluste, über die
betrachteten Monate, in Kilowattstunden pro Quadratmeter Außenwandfläche
[kWh/m] auf. Alle Temperaturwerte werden als Durchschnittswerte in Grad Cel-
sius [°C] aufgeführt.
TABELLE 6 TRANSMISSIONSWÄRMEVERLUSTE WINTERFALL 2017/18
Hybrid Massiv
Südfassade  Außenlufttemperatur [°C] 4.88 5.93
 Oberflächentemperatur außen [°C] 1. 20 0.72
 Innenraumtemperatur [°C] 23.22 23.02
 Oberflächentemperatur innen [°C] 21.44 20.82
∑ Transmissionswärmeverluste
[kWh/m]
-4.34 -13.09
Nordfassade  Außenlufttemperatur [°C] 6.34 4.19
 Oberflächentemperatur außen [°C] 1.22 0.61
 Innenraumtemperatur [°C] 19.88 21.27
 Oberflächentemperatur innen [°C] 17.9 3 19.07
∑ Transmissionswärmeverluste
[kWh/m]
-4.00 -14.12
Die erhöhten Transmissionswärmeverluste bei der Massivbauweise im Winter las-
sen sich maßgeblich durch den höheren U-Wert von UMassiv = 0,20 W/mK zu
UHybrid = 0,15 W/mK (Wärmedurchgangskoezienten) und die höhere wirksame
Wärmespeicherfähigkeit (cwirk) bei der Massivbauweise erklären.
Bedingt durch den 25 % höheren U-Wert bei der Massivbauweise, im Vergleich
zur Hybridbauwe ise, ist der Wärmestrom durch die Außenwand im W inter deutlich
höher. Da sich die Innenraumtemperaturen zwisch en den zwei Bauweisen im Mit-
tel nicht groß voneinander unterscheiden, kann man somit darauf schließen, dass
Haus E (massiv) einen deutlich höhe ren Heizenergiebe darf hat als Haus D (hybrid)
hat.
Durch die deutlich höhere wirksame Wärmespeicherfähigkeit des perlitgefüllten
Mauerzie gels bei der Massivbauweis e (siehe Tabelle 7) speicher t dieser tagsüber,
wenn im Winter der Innenraum beheizt wird, deutlich mehr Wärme ein, als die
Hybridbauweise. Ein nicht zu verachtender Anteil an Wärmenergie heizt somit
nicht nur den Innenraum, sondern eben auch den Mauerziegel auf. Es muss folg-
lich in Summe mehr Wärmeenergie aufgewandt werden, um den Innenraum des
Gebäudes aus Mauerziegel aufzuheizen, da ein Teil der Wärmeenergie im Mau-
erziegel gespeichert wird. Dieser Anteil fällt bei der Hybridbauweise erheblich
kleiner aus.
Nachts, wenn die Temperaturen im Außenraum im Vergleich zum Tag deutlich
absinken, ergibt sich für den Ziegel aufgrund der hier gespeicherten Wärme eine
größere Temperaturdierenz zur Außenluft; es wird mehr Wärme bzw. thermische
Energie an den Außenraum abgegeben.

Bauindustrie Bayern | Innovation 26
Basierend auf physikalischen Grundprinzipen strömt Wärme immer von Stellen
höherer Temperatur zu Stellen niedrigerer Temperatur. Dadurch, dass im Wand-
aufbau der Hybr idbauweise deutlich weniger Wärme gespeichert w ird, geht diese
im Umkehrschluss nachts auch nicht verloren. Die Hybridbauweise hat also im
Winter einen Vorteil durch die geringere Masse. D er Ziegel hingegen ist aufgrund
des homogenen Aufbaus im Vergleich zu einem Wandaufbau aus Beton und Wär-
medämmung im N achteil, da die Speichermass e beim Perlitziegel übe r die gesamte
Wandstärke gleichmäßig verteilt ist, anstatt möglichst vollständig an der Wandin-
nenseite, also hinter der Wärmedämmung angeordnet zu sein.
Der Tages- und Nachtverlauf der Temperaturen lässt sich exemplarisch anhand
des in Abbildung 14 gezeigten zweitägigen Kurvenverlaufs des Wärmestroms
erklären. Auf d er Südfassade der Hybri dbauweise ergibt sich im Winterfall ledi glich
für ein kurzes Zeitfens ter, zwischen dem späten Vormitt ag und dem frühen Nach-
mittag, ein positiver Wärmestrom. Ein positiver Wärmestrom bedeutet ein Wär-
mestrom von außen in den Innenraum, im Winterfall positiv zu wertende Wärme-
gewinne. Dies g eschieht bspw. durch steigende Außenluf ttemperaturen oder einer
direkten Sonneneinstrahlung.
Wie in Abbildung 14 erkennbar, wurde an den beiden untersuchten Tagen kurz
gegen 9:00 Uhr morgens stoßgelüftet, wodurch erwartungsgemäß die Innen-
raumtemperatur deutlich gesunken ist. Das Stoßlüften lässt sich an dem kurzen
Abfall der Innenlufttemperatur zu erkennen.
Durch das frühe Untergeh en der Sonne im Winter entfällt die wärm ende Einstrah-
lung auf die Außenwand. Zudem nimmt die Außenlufttemperatur ab, während im
Vergleich dazu die Innenluf ttemperatur gleich hoch bleibt bzw. durch A nwesenheit
der Bewohner im Laufe des Abends ansteigt. Durch den zunehmenden Tempe-
raturunterschied dreht sich der Wärmestrom um und es ergeben sich Wärmever-
luste. Der Wärmestrom reagiert auf Grund der geringen wirksamen Wärmespei-
cherfähigkeit der Hybridbauweise direkt auf die sich im Außen- und Innenraum
ergebenden Veränderungen. Trotz allem führt der geringe U-Wert sehr deutlich
zu geringeren Transmissionswärmeverlusten und dabei auch zu geringeren Hei-
zenergiebedarfen.
Abbildu ng 14 Wärmegewin ne und -verluste S üdfassade Hyb ridbauweise Wi nterfall 2017/18
Bei der Betrachtung des Kurvenverlaufs des Wärmestroms derselben zwei Tage
durch die Südfassade der Massivbauweise (siehe Abbildung 15) ist zu erkennen,
dass dieser üb er den gesamten Zeitraum im negativen Berei ch verläuft. Es ergebe n
WÄRMEGEWINNE UND -VERLUSTE SÜDFASSADE HYBRIDBAUWEISE, WINTERFALL 2017/2018
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16:00
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0,2
Temperatur [°C]
Wärmestrom [W/m²]
Wärmestrom Innenlufttemperatur Außenlufttemperatur
Uhrzeit [Stunden]

Krämmel Wohn- & Gewerbebau GmbH | ecoleben Penzberg 27
sich somit über die z wei Tage hinweg konstant Wärmeverluste aus dem Gebäude.
Das Ansteigen der Außenlufttemperatur und die Einstrahlung der Sonne auf die
Außenwand reiche n nicht aus, um die thermisch wirks ame Schicht der Massivbau-
wand, die an den Innenraum grenzt, so zu erwärmen, dass sich daraus Wärmege-
winne für den Innenraum ergeben. Zudem ist zu erkennen, dass die Massivbau-
wand durch ihre höhere wirksame Wärmespeicherfähigkeit deutlich träger auf
Umwelteinwirkunge n, bzw. Änderungen im Inne n- und Außenraum reagiert . Steigt
z.B. die Außenlufttemperatur an, dann verringern sich die Wärmeverluste erst mit
einem deutlichen zeitlichen Versatz. Die Puerwirkung der Massivbaukonstruktion
verhindert das Aufwärmen der thermisch wirksamen Schicht – eine Wärmeüber-
tragung an den Innenraum an mild en und sonnigen Winterta gen ndet nicht statt.
Abbildu ng 15 Wärmegewin ne und -verluste S üdfassade Mas sivbauweise Wi nterfall 2017/18
Im Umkehrschluss bedeutet das, dass sich trotz einer geringeren Temperaturdif-
ferenz zwischen Innen zu Außen bei der Massivbauweis e ( 17,09 °C), im Vergleich
zur Hybridbauweise ( 18,34 °C), deutlich mehr Wärmeverluste auf Grund der
verschiedenen wirksamen Wärmespeicherfähigkeiten der Bauweisen ergeben.
Die Systeme regieren zu dem unterschiedlich „schnell un d direkt“ auf sich ändernde
Einflüsse aus de r Umwelt. Die Wärmeverluste über die Au ßenwände der Nord- und
Südfassade zeigen jeweils die gleichen Tendenzen auf. Vergleicht man die Wär-
meverluste der Hybridbauweise zwischen der Süd- und Nordwand, so zeigt sich
außerdem, dass die Wärmeverluste auf der Nordwand leicht geringer sind. Bei der
Massivbauweise ist der Wärmeverlust über die Nordwand leicht höher als bei der
Südwand. Diese geringfügigen Veränderungen können auf den Unterschied des
U-Wertes und die bereit s erwähnte „Vielzahl weiterer Faktoren“ (siehe Kapitel 1.4),
die einen Einfluss auf die Werte der aufgezeichneten Parameter haben können,
erklärt werden.
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Temperatur [°C]
Wärnestrom [W/m²]
WÄRMEGEWINNE UND -VERLUSTE SÜDFASSADE MASSIVBAUWEISE, WINTERFALL 2017/2018
Wärmestrom Innenlufttemperatur Außenlufttemperatur
Uhrzeit [Stunden]

Bauindustrie Bayern | Innovation 28
4.2. WÄRMESTROM SOMMERFALL
Bei der Betrachtung der Ergebnisse für den S ommerfall 2018 (siehe Tabelle 7) läss t
sich erkennen, dass generell der Wärmeeintrag deutlich geringer ausfällt als die
Wärmeverluste im Winter. Das liegt primär daran, dass die Temperaturdierenz
zwischen der Außen- und Innenlufttemperatur im Sommer deutlich geringer aus-
fällt. Das wiederum resultiert in einem im Durchschnitt geringeren Wärmestrom
im Sommer. Zudem zeigt sich, dass die Wärmegewinne über die Südfassade bei
beiden Gebäuden nahezu identisch sind. Die Hybridbauweise weist einen Trans-
missionswärmegewinn von 2,13 kWh/m und die Massivbauweise von 2,15 kWh/
m auf. Auf der Nprdfassade zeigt sich ein ähnliches Bild. Dort weisen die Wärme-
gewinne keine signikanten Unterschiede auf. Bei der Hybridbauweise wurde ein
Wärmegewinn von 1,25 kWh/m aufgezeichnet während es beim Massivbau 1,88
kWh/m sind.
TABELLE 7 TRANSMISSIONSWÄRMEGEWINNE SOMMERFALL 2018
Hybrid Massiv
Südfassade  Außenlufttemperatur [°C] 18.63 19.71
 Oberflächentemperatur außen [°C] 20.14 20.16
 Innenraumtemperatur [°C] 24.85 24.02
 Oberflächentemperatur innen [°C] 24.39 23.58
∑ Transmissionswärmeverluste
[kWh/m]
2.13 2.15
Nordfassade  Außenlufttemperatur [°C] 19.7 9 18.48
 Oberflächentemperatur außen [°C] 18.89 18.76
 Innenraumtemperatur [°C] 23.93 22.80
 Oberflächentemperatur innen [°C] 23.16 22.03
∑ Transmissionswärmeverluste
[kWh/m]
1.25 1.88
Auch hier lässt sich mit der wirksamen Wärmespeicherfähigkeit (cwirk) und den
unterschiedlichen U-Werten argumentieren. Zudem hat die passive Kühlung im
Sommer, die der Nutzer du rch die Regelung des Kühlsystems steuern kann, einen
Einfluss auf die Innenraumtemperaturen. Die Innenraumtemperaturen liegen,
sowohl auf der Süd-, a ls auch auf der Nordseite bei der Massivb auweise, im Schnitt
immer unter denen der Hybridbauweise. Das liegt daran, dass der Mauerziegel
durch seine höhere Wärmespeicherfähigkeit tagsüber einen Puffer darstellt.
Zudem kann aber auch das Lüftungsverhalten der Bewohner einen Einfluss darauf
haben (Fenster tagsüber durchgängig oen bei der Hybridbauweise). Die durch
die Sonneneinstrahlung erhit zte Außenluft erwä rmt, genauso wie die direkte Son-
neneinstrahlung, die Massivbaukonstruk tion. Die Wärmeenergie wird somit nicht
direkt an den Innenraum weitergegeben, sondern im Mauerziegel zwischenge-
speichert. Wenn der Mauerziegel aufgrund niedriger Lufttemperaturen und ent-
sprechender Lüf tung des Innenraums über Nacht so auskühlen konnte, sodass er
tagsüber kälter als die Innenraumluft ist, dan n ergibt sich ein Wärmestrom von der
Innenraumluft in die thermisch wirksame Schicht des Mauerziegels. In der ther-
misch wirksamen Schicht die der Außenluft zugewandt ist besteht ebenfalls ein
Wärmestrom in den Mauerziegel hinein. Der Mauerziegel wirkt somit so lange als
Wärmepuer, bis sich im Ziegel eine höhere Temperatur als die Innenraumluft
ergibt. Ab diesem Punkt wird Wärme vom Mauerziegel in den Innenraum über-
tragen. Die Außenwandkonstruktion wärmt somit die Innenraumluft auf.

Krämmel Wohn- & Gewerbebau GmbH | ecoleben Penzberg 29
Nachts, wenn die Außenlufttemperatur und somit die Temperatur der thermisch
wirksamen Schicht des Mauerziegels unter die Innenlufttemperatur sinkt, dreht
sich der Wärmestrom um. Die zwischengespeicherte Wärme wird aus dem Mau-
erziegel wieder an die kühlere Außenluft abgegeben. Heizt sich der Mauerziegel
über Tag jedoch so stark auf, dass die Temperatur des Ziegels nachts nie unter die
der Innenluf t sinkt, gibt der Ziegel die ganze Nacht über die gespeicherte Wärme
an die Innenraumluft ab. Das kann p assieren, wenn die Innenluf t nachts durch eine
Fensterlüftung temperiert wird. Bei der Hybridbauweise läuft dieser Prozess prin-
zipiell gleich ab, durch die deutlich geringere wirksamen Wärmespeicherfähigkeit,
ergo Puerwirkung, und den geringeren U-Wert jedoch in einem sehr viel gerin-
geren Umfang.
Trotz des sommerlichen Wärmeeintrages lässt sich festhalten, dass sich die Mit-
telwerte der Innentemperaturen, sowohl auf der Süd- als auch auf der Nordseite,
auf Grund der passiven Kühlung im Sommer im behaglichen Bereich liegen.
Bei richtiger Dimensionierung der Außenwandstärken und einem korrekt darauf
abgestimmten Lüf tungs-, bzw. Heizverhalten kann ein massiver Bausto somit als
Puer wirken und positiv zur Raumkonditionierung beitragen. Die in diesem Pro-
jekt betrachten Beispiele zeigen jedoch auf, dass ein solch abgestimmtes Lüf-
tungs-, bzw. Heiz- und Kühlverhalten nicht realisiert wurde. Die Hybridbauweise
hat im Rahmen der in diesem Projekt aufgezeichneten Werte somit einen gering-
fügig bis deutlich be sseren Eekt auf die Transmissionswärme gewinne im Sommer
und Winter. Gerade auch in Bezug auf den Klimawandel und die sich daraus wei-
terhin ergebenden Veränderungen im Jahrestemperaturverlauf lässt sich mit einer
Hybridbauweise agiler und angepasster darauf reagieren.

Bauindustrie Bayern | Innovation 30
ZUSAMMENFASSUNG
UND FAZIT
Bezugnehme nd auf die im Rahmen des Vorgängerproje ktes (Städtischer Hartplat z
Penzberg) und die in diesem Forschungsprojekt erarbeiteten Ergebnisse läs st sich
festhalten, dass die Hybridbauweise aus Sicht der betrachteten ressourcenbezo-
genen, ökologischen und thermischen Parameter eine hervorragende und not-
wendige Option zur Massivbauweise im Wohnungsbau darstellt.
Bei der Betrachtung d es Ressourceneinsatzes und de r dadurch bedingten Umwelt-
auswirkungen „im direkten Vergleich der Fassadentypen zeigt sich der positive
Eekt bei Verwendung einer Fassade aus regenerativen Baustoen“ (siehe End-
bericht Vorgängerprojekt). Durch die Verwendung von deutlich weniger Bauma-
terial (siehe Kapitel 1.2) und die sich daraus ergebenden geringeren Wandstärken
entsteht zudem ein positiver Eekt auf die Größe der Nutzfläche des Gebäudes
aus Hybridbauweise. Jedoch muss in Bezug auf das Tragwerk und die Tiefgarage,
und hauptsächliche Ausführung in Stahlbeton, in Richtung alternativer Möglich-
keiten und Konzepte nachgedacht werden. Das Tragwerk und die Tiefgarage rela-
tivieren nämlich den Einsatz regenerativer Baustoe bei der Hybridbauweise.
Bei der Betrachtung der gemessenen bauphysikalischen Parameter für die Bewer-
tung des Raumklimas u nd unter Berücksichtigung der pas siven Kühlung lässt sich
erkennen, dass sich in Bezug auf die mittleren Temperaturen und die relative Luft-
feuchtigkeit, in beiden Gebäuden, sowohl im Sommer- als auch im Winterfall,
thermisch Behagliche Zustände einstellen. So stellen sich während der Sommer-
periode in den Wohnräumen mittlere Lufttemperaturen von 24,8 °C (Hybrid) und
24,0 °C (Massiv) ein.
Aus der Betrachtung der Wärmeströme lässt sich schlussfolgern, dass, unter
Berücksichtigung des Einflusses der bereits genannten Parameter, die Hybrid-
bauweise eine gute Performance aufweist. Gerade durch die höhere wirksame
Wärmespeicherfähigkeit des perlitgefüllten Mauerziegels speichert dieser tags-
über deutlich mehr Wärme als die Hybridbauweise. Es muss daher deutlich mehr
Wärmeenergie aufgewendet werden, was ggfs. zu höheren Heizkosten führen
kann, um den Innenraum und damit einhergehend auch der Mauerziegel aufzu-
heizen. Hinsichtlich der Wärmeverluste über die Außenbauteile zeigt sich, dass im
Winter bei der Hybri dbauweise im Südraum einen Wärmeverlu st von -4,34 kW h/ m
und die Massivbauweise von -13,09 kWh/m aufweist. Diese Unterschiede lassen
sich zum einen durch den g enannten Unterschied in der Wärmespeiche rfähigkeit
als auch durch den unterschiedlichen U-Wert erklären.
Gerade in Bezug auf den Klimawandel und die sich daraus weiterhin ergebenden
Veränderungen im Jahrestemperaturverlauf lässt sich mit einer Hybridbauweise
agiler und angepasster reagieren.
V.

Krämmel Wohn- & Gewerbebau GmbH | ecoleben Penzberg 31
Zudem hat das bereits erwähnte, schon abgeschlossene Forschungsprojekt erar-
beitet, dass die Hybrid- im Vergleich zur Massivbauweise einen 13 % geringeren
Primärenergiebedarf und 7 % geringeren Treibhausgasausstoß für die Herstellung,
Erneuerung und Entsorgung aufweist.
Es lässt sich somit festhalten, dass sich die Verwendung regenerativer Baustoe
positiv auf die lebenszyklusbasierte ökologische Bilanz von Gebäuden auswirken
können. Somit muss der Fokus in Zukunft auf der Minimierung des Einsatzes an
Primärrohstoen und dem vorwiegenden Einsatz regenerativer Baustoe (Holz
als Konstruktionsmaterial) liegen. Denn zusätzlich zur positiven Wirkung dieser
Baustoe auf die ökologische Bilanz von Gebäuden stehen diese Konstruktions-
arten in Hinblick auf bauphysikalische Parameter den Massivbauweisen in Ihrer
Funktion nicht nach. Die Realisierung klima- und energetisch-neutraler sowie
bezahlbarer Gebäude muss ein kollektives Ziel einer nachhaltigen Baubranche
der Zukunft darstellen.

Bauindustrie Bayern | Innovation 32
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
Abbildung 1
Ansicht von Haus D
Foto: Krämmel Unternehmensgruppe by Alexander Bernhard 8
Abbildung 2
Lageplan 9
Abbildung 3
Verlauf der Lufttemperatur der Nordräume für den Sommerfall 17
Abbildung 4
Verlauf der Lufttemperatur der Südräume für den Sommerfall 17
Abbildung 5
Verlauf über eine spezische Woche der Lufttemperatur
der Nordräume für den Sommerfall 18
Abbildung 6
Verlauf über eine spezische Woche der Lufttemperatur
der Südräume für den Sommerfall 18
Abbildung 7
Verlauf der relativen Luftfeuchtigkeit der Nordräume für den Sommerfall 19
Abbildung 8
Verlauf der relativen Luftfeuchtigkeit der Südräume für den Sommerfall 19
Abbildung 9
Verlauf der Lufttemperatur der Nordräume für den Winterfall 20
Abbildung 10
Verlauf der Lufttemperatur der Südräume für den Winterfall 20
Abbildung 11
Verlauf der relativen Luftfeuchtigkeit der Nordräume für den Winterfall 21
Abbildung 12
Verlauf der relativen Luftfeuchtigkeit der Südräume für den Winterfall 22
Abbildung 13
Wärmestromplatten 24
Abbildung 14
Wärmegewinne und -verluste Südfassade Hybridbauweise
Winterfall 2017/18 26
Abbildung 15
Wärmegewinne und -verluste Südfassade Massivbauweise
Winterfall 2017/18 27
VI.

Krämmel Wohn- & Gewerbebau GmbH | ecoleben Penzberg 33
TABELLENVERZEICHNIS
Tabelle 1:
Bauteilaufbauten 10/11
Tab ell e 2:
Außenklima Sommerfall 2018 16
Tab ell e 3:
Raumklima Sommerfall 2018 16
Tab ell e 4:
Außenklima Winterfall 2017/18 19
Tabelle 5:
Raumklima Winterfall 2017/18 20
Tabelle 6:
Transmissionswärmeverluste Winterfall 2017/18 25
Tab ell e 7:
Transmissionswärmegewinne Sommerfall 2018 28
VII.

Bauindustrie Bayern | Innovation 34
IMPRESSUM
Ansprechpartner bei der Technischen Universität München
und dem Bayerischen Bauindustrieverband:
Technische Universität München
Fakultät Architektur
Lehrstuhl für energieezientes und nachhaltiges Planen und Bauen
AUTOREN
Michael Vollmer, M. Sc.
michael.vollmer@tum.de
Tel.: +49 89 289-25754
Prof. Dr.-Ing. Werner Lang
sekretariat.enpb.bgu@tum.de
Tel.:+49 89 289-23990
Hannes Harter, M. Sc.
hannes.harter@tum.de
Tel.:+49 89 289-23969
INDUSTRIEPARTNER
Krämmel Wohn- und Gewerbebau GmbH
Hans-Urmiller-Ring 46a
82515 Wolfratshausen
www.kraemmel.de
ABTEILUNG PROJEKTPLATTFORM ENERGIE + INNOVATION
Dipl.-Ing. Sandro Pfoh
s.pfoh@ppe.tum.de
+49 89 289-28153
ABTEILUNG HOCHBAU UND ENERGIE
Dipl.-Ing. (FH)/MBA & Eng. Werner Goller
w.goller@bauindustrie-bayern.de
+49 89 235003-41
DANK
Das Projekt wurde von der Bayerischen Bauwirtschaft gefördert.
Wir danken dem Architekturbüro Lang Hugger Rampp GmbH (München) für die Bereitstellung
der benötigten gebäudebezogenen Daten, zur Durchführung der Analysen, Untersuchungen und
Auswertungen; sowie für die Illustrationen und graschen Ausarbeitungen der in diesem Bericht
gezeigten Abbildungen des Gebäudes.
GESTALTUNG
Dipl.-Des. (FH) Daniel Schwaiger
HERAUSGEBER
Bayerischer Bauindustrieverband e.V. (BBIV)
Oberanger 32 | 80331 München
www.bauindustrie-bayern.de
VERLAG
Technische Universität München
Fakultät für Architektur
Arcisstr. 21 | 80333 München
www.ar.tum.de, verlag@ar.tum.de
ISBN 978-3-948278-11-3
© BBIV, 1. Auflage, Mai 2020

Krämmel Wohn- & Gewerbebau GmbH | ecoleben Penzberg 35

Bayerischer Bauindustrieverband e.V.
www.bauindustrie-bayern.de
9 783948 278113