Thermische Performance von Gebäudehüllen: In-Situ-Bemessungsverfahren

Abstract

Der Klimawandel sowie die zunehmenden Anforderungen an die Energieeffizienz von Gebäuden stellen den bestehenden Gebäudebestand vor erhebliche Herausforderungen. Insbesondere der Gebäudehülle kommt hierbei eine zentrale Bedeutung zu, da sie maßgeblich zur thermischen Gesamtperformance beiträgt. Eine zentrale Fragestellung ist, ab wann eine Gebäudehülle die energetischen Anforderungen nicht mehr erfüllt und wie daraufhin gezielte Sanierungsmaßnahmen effizient und wirkungsvoll umgesetzt werden können. Im Rahmen dieser Arbeit wird eine Methodik zur in-situ-Bewertung der thermischen Gebäudeperformance entwickelt, um Unsicherheiten klassischer, auf Annahmen basierender Gebäudesimulationen zu minimieren. Hierzu werden zentrale Parameter – wie U- und g-Werte sowie die Luftdichtheit – direkt am Objekt gemessen. Zum Einsatz kommen unterschiedliche Messverfahren wie der Blower-Door-Test, der Rapid-U-Test sowie thermografische Untersuchungen. Ziel ist die Entwicklung einer praxisorientierten, zeiteffizienten und präzisen Bewertungsmethodik, die als fundierte Entscheidungsgrundlage für energetische Sanierungsmaßnahmen dient. Ein weiterer Fokus der Arbeit liegt auf dem Vergleich zwischen gemessenen, angenommenen und tatsächlichen Verbrauchs- und Performancedaten, um bestehende Abweichungen zu identifizieren und deren Ursachen – etwa durch Nutzungsverhalten oder instationäre Umweltbedingungen – zu analysieren. Es zeigt sich, dass viele herkömmliche Schnellverfahren deutliche Ungenauigkeiten aufweisen. Auf Basis thermischer und energetischer Simulationen werden unterschiedliche Sanierungsvarianten untersucht. Dabei fließen sowohl gemessene als auch angenommene Ausgangswerte in die Bewertung ein. Die Varianten werden systematisch dargestellt, miteinander verglichen und hinsichtlich ihrer Wirksamkeit sowie ihrer Auswirkungen auf die energetische Gesamtperformance des Gebäudes analysiert. Die Ergebnisse dieser Arbeit belegen, dass eine belastbare Bewertung der thermischen Gebäudeperformance eine Kombination aus präzisen Messmethoden, detaillierter Datenauswertung sowie einer gezielten Steuerung von Gebäudetechnik und Nutzung erfordert. Der Abgleich mit normierten Verfahren sowie eine kontinuierliche Überwachung der Gebäudetechnik über ein zentrales Leitsystem bilden die Grundlage für die praktische Umsetzung. Nur durch einen ganzheitlichen Ansatz lassen sich fundierte Entscheidungen für nachhaltige und energieeffiziente Sanierungen treffen.

Climate change and the increasing requirements for building energy efficiency pose major challenges to the existing building stock. In this context, the building envelope plays a crucial role, as it significantly contributes to the overall thermal performance. A central question is when a building envelope no longer meets the required energy standards and how targeted renovation measures can be effectively implemented.This thesis presents a methodology for in-situ assessment of a building's thermal performance to reduce the uncertainties associated with conventional simulation methods that are based on assumptions. Key parameters such as U-values, g-values, and airtightness are measured directly on-site using different methods, including blower door tests, rapid U-value measurements, and thermographic inspections. The objective is to develop a practical, fast, and accurate assessment method that provides a solid basis for energy renovation decisions.Another key focus is the comparison between measured, assumed, and actual values and energy consumption data in order to identify discrepancies and analyze their causes, such as user behavior or non-steady environmental conditions. The findings indicate that many quick estimation methods exhibit significant inaccuracies.Thermal and energy simulations are used to investigate various renovation scenarios. Both measured and assumed input values are considered. The different measures are systematically presented, compared, and evaluated in terms of their advantages, disadvantages, and overall impact on the building's energy performance.The results of this study show that a reliable assessment of a building’s thermal performance requires a combination of accurate measurement techniques, detailed data evaluation, and a targeted control of building technology and usage. A comparison with standardized methods and long-term monitoring via a centralized building management system form the basis for practical application. Only through such a holistic approach can well-founded decisions be made for sustainable and energy-efficient building renovation.