Schlussbericht
(Deutsch)
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Das CCEM-SuRHiB Projekt wurde 2009 gestartet, um die Renovationsmöglichkeiten für historische Bauten zu verbessern. Im Zentrum standen traditionelle Gebäude die am Ende des 19. oder zu Beginn des 20. Jahrhunderts erstellt wurden. Es war offensichtlich, dass diese Gebäude nicht mit modernen Baumethoden renoviert werden konnten. Es braucht angepasste Technologien, die ihren architektonischen und handwerklichen Ausdruck zu erhalten.
Historische Bauten machen in der Schweiz etwa 20% der Bausubstanz aus. Viele dieser Gebäude sind keine geschützten Gebäude. Und trotzdem sind sie die charakteristischen Elemente der europäischen Innenstädte, die es bestmöglich zu erhalten gilt. Allerdings verursachen diese Gebäude – falls normal beheizt – auch einen verhältnismässig grossen Energieverbrauch. Falls die historischen Gebäude, welche rund 20% der beheizten Gebäude ausmachen, nicht energetisch verbessert würden, würden sie, falls die übrigen Gebäude energetisch saniert sind, langfristig rund 60% des Heizenergiebedarfs verursachen.
Dadurch, dass vor allem die Fassaden dieser Gebäude erhalten werden sollten, wird die thermische Verbesserung der historischen Bauten häufig schwierig und riskant. Nebst der Energiebilanz muss auch die Feuchtebilanz der alten Mauern beachtet werden. Eine sorgfältige Wärme- und Feuchteanalyse ist erforderlich. Die im Projekt durchgeführten Arbeiten haben dieses Problem unter spezieller Berücksichtigung der denkmalpflegerischen Aspekte und der mögliche Auswirkungen der zukünftigen Klimaveränderungen untersucht.
Das Ziel war es, das hygro-thermische Verhalten historischer Gebäude zu verstehen und Renovationstechnologien zu entwickeln, welche es ermöglichen den Energieverbrauch zu verringern und gleichzeitig die kulturellen Werte zu schützen. Die Untersuchungen beinhalteten die Analyse herkömmlicher Bauweisen und Baumaterialien und deren mögliche Beanspruchung infolge Klimaänderung. Die zu erwartende Klimaerwärmung und die Zunahme von Schlagregen wurden in die kombinierten Wärme-Feuchtesimulationen einbezogen.
Speziell die thermisch-hygrischen Auswirkungen der Innendämmung wurden untersucht, da diese nicht nur die Wärmeverluste reduzieren sondern auch das Austrocknen der Wände behindern. Gestaute Feuchtigkeit in Wänden könnte wertvolle historische Fassaden in kurzer Zeit beschädigen. Um dies zu vermeiden wurden die Schadensrisiken bewertet und Richtlinien für sichere Innendämmungen entwickelt.
Als wesentlich weniger risikoreiche Technologie wurde ein Hochleistungsdämmputz entwickelt, welcher besser dämmt als eine herkömmliche Aussendämmung mit Polystyrolschaum, jedoch auf rein mineralischen, dampfdurchlässigen Materialien basiert. Die Entwicklung dieses neuartigen Putzes basiert auf Aerogelgranulat, welches eine Wämeleitfähigkeit von weniger als 30 mW/(m•K) erlaubt. Der Dämmputz kann sowohl aussen wie auch inwendig appliziert werden. Die Entwicklungen wurden zusammen mit einem Industriepartner erfolgreich abgeschlossen. Bereits konnten diverse Demonstrationsgebäude realisiert werden und der Dämmputz ist seit anfangs 2013 auf dem Markt verfügbar.
Nebst der Untersuchung von baulichen Massnahmen wurde auch untersucht, inwieweit die Regelung des Raumklimas geeignet wäre um Schadensrisiken zu minimieren und es wurden die Möglichkeiten zur Integration solarer Energiesysteme im historischen Umfeld evaluiert. Historische Bauten brauchen zwar nicht Null-Energiegebäude zu werden, aber sollten vernünftig Energieeffizient sein, um auch auch in Zukunft nachhaltig betrieben und unterhalten werden zu können.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
EMPA
Istituto di Sostenibilità Applicata all'Ambiente Costruito, SUPSI
Berner Fachhochschule – Architektur, Holz und Bau
ETH Zurich, Institute für Technologie in der Architektur, Professur für Gebäudetechnik
Institut für Denkmalpflege und Bauforsc
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Zimmermann,Mark
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Englisch)
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The CCEM-SuRHiB project was started 2009 in order to improve renovation technologies for sustainable renovation of traditional buildings. The focus was on traditional buildings that have been built at the end of the 19th or at the beginning of the 20st century. It was obvious that such buildings require adapted renovation measures that do not harm the original architecture and workmanship of these buildings.
Historical buildings count for about 20 % of the existing building stock. Many of them are not protected buildings but they are characterizing the centres and history of European cities and are part of our cultural heritage. However, these buildings, if normally heated, cause relatively high energy consumption. Without improving the energy efficiency of historical buildings, this part of our building stock providing 20 % of heated space could become responsible for about 60 % of the thermal energy demand of the total building stock assuming, the other buildings will be retrofitted.
Due to the fact, that the façades of historical buildings should be conserved, the thermal insulation of these buildings becomes difficult and risky. The moisture balance of walls has to be carefully considered besides the energy balance and a careful risk assessment related to heat and moisture transfer has to be done. The work was done based on a survey of monument preservation requirements and climate load assessment.
The aim was to understand the hygro-thermal behaviour of historical buildings and to develop renovation technologies that allow reducing energy consumption and protecting the cultural qualities of such buildings. The investigations included the analysis of traditional construction technologies and materials and the challenges due to climate change. The expected impact of temperature increase and driving rain has been simulated by combined heat and moisture simulations.
Especially the hygro-thermal behaviour of internal insulation has been studied because it will not only reduce thermal losses, it will also hinder the drying process of walls. Accumulated moisture could destroy valuable historic façades within short time. A careful risk assessment and robust guidelines has been developed.
As another, less risky option a highly insulating light weight plaster rendering has been developed that insulates better than polystyrene foam but is based on mineral materials and is open for moisture diffusion. The development of this new building material is based on aerogel particles. It allows a thermal conductivity of less than 30 mW/(m•K) and can be applied inside and outside of a façade wall. The technology development was focussed on a novel type of highly insulation rendering and optimized solutions for internal insulation systems. The technology development has successfully been completed. Several demonstration projects have been insulated with the new type of rendering that is be available on the Swiss market since 2013.
In addition it has been studied how damage risks can be minimized by indoor climate control and guidelines have been developed for the application of solar energy collectors in historical environments. Finally, historic buildings will not become zero energy buildings, but will be reasonably energy efficient to operated and maintained in the future.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
EMPA
Istituto di Sostenibilità Applicata all'Ambiente Costruito, SUPSI
Berner Fachhochschule – Architektur, Holz und Bau
ETH Zurich, Institute für Technologie in der Architektur, Professur für Gebäudetechnik
Institut für Denkmalpflege und Bauforsc
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Zimmermann,Mark
Zugehörige Dokumente
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