Energieeffi Solar Decathlon ziente Stadtentwicklung 2012 in Madrid WDVS Qualitätsmanagement – Klimaretter oder für Sondermüll? gesunde Innenräume Feuchteschutz Vorschau auf bei die Innendämmungen EnEV 2012
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Green Green
∂Green 02/13 Sonderausgabe zu DETAIL B 2772 ISSN 1868-3835
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Magazin Magazine Neue Altstadt im Passivhausstandard: Das Quartier »DomRömer« in Frankfurt Jakob Schoof
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Projekte
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Publikationen, Veranstaltungen
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Hintergrund Background In Netzwerken denken: Energieeffiziente Stadtentwicklung in der Praxis Jakob Schoof
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Nachhaltige Architektur Sustainable architecture Agrarbildungszentrum in Altmünster Fink Thurnher Architekten, Bregenz
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Büro- und Laborgebäude in Bergamo Richard Meier & Partners, New York
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Schule in Bad Urach ArGe KBSU, Pfullingen/Thomas Bamberg, Markus Haug, Eberhard Wurst
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Sanierung eines Wohnhauses in München Stefan Krötsch, Ruth Klingelhöfer-Krötsch, München
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Forschung und Praxis Research and practice Wärmedämmverbundsysteme: Klimaretter oder Sondermüll? Gespräch zwischen Gerd Hauser, Andreas Hild und Andreas Holm
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Algen auf Wärmedämmverbundsystemen − ein Problem ohne Lösung? Jakob Schoof
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Innendämmung von Außenwänden: Planungshinweise und Systemauswahl Daniel Zirkelbach, Hartwig Künzel
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Produkte und Baustoffe Products and materials
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Fachwissen Specialist information Das Effizienzhaus Plus, ein baulicher Beitrag zur Energiewende Hans Erhorn, Hans-Dieter Hegner
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Projektbeteiligte/Hersteller/Fotonachweis
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Impressum
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www.detail.de French and Italian translations are available for every issue and can be downloaded as PDF files: www.detail.de/architektur/hefte/uebersetzung
Verlag und Redaktion: Institut für internationale Architektur-Dokumentation GmbH & Co. KG, Hackerbrücke 6, 80335 München Redaktion: Christian Schittich (Chefredakteur), Jakob Schoof redaktion@detail.de, Telefon (0 89) 38 16 20-57; Anzeigen: anzeigen@detail.de; Telefon (0 89) 38 16 20-48; Vertrieb & Abonnement: detailabo@vertriebsunion.de; Telefon (0 61 23) 92 38-211 Übersetzungen: Sharon Heidenreich, Lance Phipps, Feargal Doyle, Sean McLaughlin Lektorat: Marion Linssen (deutsch), Anna Roos (englisch)
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Die Kunst, von komplexen Aufgaben zu einfachen Lösungen zu gelangen, gilt spätestens seit Mies van der Rohes »less is more« als Königsweg beim Entwerfen. Jahrzehntelang hatte die Gleichung »Reduktion = Eleganz« unter Architekten weitgehend unhinterfragt Bestand. Nun aber treten die Verfechter des nachhaltigen Bauens auf den Plan und behaupten, Architektur könne nur zukunftsfähig sein, wenn ihre Entwerfer sich von Zertifizierungssystemen leiten lassen, die mindestens sechzig Kriterien umfassen. Wen würden da nicht Zweifel beschleichen? Auf der anderen Seite tönen die Lockrufe all jener, die schon immer wussten, dass es nur einer einzigen Lösung bedürfe: Baut Passivhäuser, dann könnt ihr die Heizung weglassen! Oder: Gebäudedämmung ist überflüssig, hocheffiziente Wärmepumpen werden es schon richten! Andere wieder behaupten: Lasst das Optimieren von Einzelgebäuden – die Lösung liegt allein in Energiekonzepten für ganze Stadtquartiere. Fast alle dieser »Entweder-oder«-Strategien haben zwei Dinge gemeinsam: Sie klingen verlockend für all jene, die meinen, sich dadurch Zeit, Geld und Mühen sparen zu können. Und sie greifen in aller Regel zu kurz. Nachhaltigkeit braucht keine Rosinenpickerei und einseitige Optimierung, sondern eine Kultur des beherzten »Sowohl als auch«. Wir benötigen sowohl Gebäudedämmung als auch erneuerbare Energien, sowohl Altbausanierung als auch energieeffiziente Neubauten, Lösungen sowohl auf Gebäude- als auch auf Quartiersebene. Wir müssen dem Klimawandel begegnen und den Gebäudebewohnern den nötigen Komfort bieten, gelegentlich aber auch die Frage stellen: Wie viel Komfort, wie viel Wohnfläche pro Person und wie viel leer stehende Bürogebäude sind genug? Wann wäre Nichtbauen eventuell die nachhaltigste Lösung? Kurzum: Nachhaltiges Bauen ist (notwendigerweise) eine komplexe Angelegenheit, und Detail Green ist ein Spiegel dieser Komplexität. In der aktuellen Ausgabe präsentieren wir Beiträge über Gebäudedämmung ebenso wie über Energiestrategien für ganze Stadtquartiere; wir dokumentieren sanierte Altbauten ebenso wie neue Gebäude und Kombinationen aus Alt und Neu. Auf diese Weise versuchen wir, der Vielfalt heutiger Bauaufgaben und Nachhaltigkeitsfragen gerecht zu werden. Diese sind mannigfaltiger, als manchem Puristen lieb sein wird: Rekonstruierte Fachwerkhäuser im Passivhausstandard? Heutzutage kein Problem, dank des Erfindungsreichtums von Architekten und Planern sowie der Forschungs- und Entwicklungsarbeit der Bauzulieferer. Mehr hierüber auf den folgenden Seiten. Jakob Schoof
Inhalt/Editorial
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The art of progressing from complex problems to simple solutions has been regarded as the ideal approach to design ever since Mies van der Rohe’s famous “less is more” concept. For decades, the equation ‘reduction = elegance’ has remained largely unquestioned among architects. Now, however, advocates of sustainable building are making themselves heard, stating that architecture can only be fit for the future if its designers are guided by certification systems that encompass long lists of detailed criteria. Who would not be overcome by doubt in such circumstances? On the other hand, there are the calls from those who are convinced that only one single solution is required. For example: build passive houses, so that one can do without heating systems, or, building insulation is superfluous, highly efficient heat pumps will do the job just as well. Still others believe that one shouldn’t bother with the improvement of individual buildings and that a solution can only to be found in large-scale energy concepts that encompass entire city districts. Most of these ‘either-or’ strategies have two aspects in common: namely, they appeal to those who are primarily interested in saving time, money and effort; and, more often than not, they fall short of what is actually needed. Sustainability does not need cherry-picking and one-sided optimisation, but rather a culture of feisty ‘as well as’, multi-pronged solutions. Thus, we need building insulation as well as renewable forms of energy, refurbishment of old buildings as well as energy-efficient new buildings, solutions on the level of individual buildings as well as on the city district level. We need to face up to the undeniable fact of climate change whilst still offering occupants the comfort they need. In brief, sustainable building is (unavoidably) a complex affair; Detail Green aims to mirror this great complexity. In this issue, there are articles on building insulation as well as on energy strategies for entire city districts; we report on the renovation of old buildings as well as on new buildings and the combinations of old and new. In this manner, we are attempting to do justice to the diversity and enormity of today’s building challenges and to the overarching questions of sustainability. The issues are more varied than many would like to believe. How, for example, might reconstructed half-timbered houses attain the Passive House Standard? Nowadays, thanks to the inventiveness of architects and planners, and to the research and development by building suppliers, this poses no problem. More on this subject can be read in the following pages of this issue.
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Multifunktionalität als Prinzip Bürogebäude in Alcalá de Henares Alarcon + Asociados, Madrid
Ein »einzigartiges und bioklimatisches« Gebäude wünschte sich ein Hersteller elektronischer Sicherheitssysteme für seinen neuen Firmensitz rund 35 Kilometer nordöstlich von Madrid. Alarcon + Asociados lieferten ihm einen Entwurf, bei dem expressive Form und klimatische Funktion Hand in Hand gehen. Möglich war so viel gestalterischer Mut auch deswegen, weil der Bauherr zugleich Besitzer des Gebäudes ist. Die rot durchgefärbten Ortbetondecken kragen nach oben hin zunehmend aus. Sie reduzieren die direkte Sonneneinstrahlung auf die Fassaden um rund 90 %, und machten bewegliche Jalousien damit verzichtbar. Erstmals verwendeten die Architekten ein selbst entwickeltes Deckensystem mit integrierten Hohlräumen, in denen sämtliche Leitungen liegen. Durch ihre großen Spannweiten von 12 Metern sowie die fast vollständige Symmetrie der Grundrisse lassen sich die 1000 m2
1. Obergeschoss Maßstab 1:500 First floor plan Scale 1:500
großen Geschossebenen flexibel nutzen. Die Pfosten-Riegel-Fassaden aus Holz sind zu 50 % verglast. Ihre gedämmten Brüstungsfelder sind außen mit goldfarben eloxiertem Aluminium und innen mit Eichenholz verkleidet. Die fassadenintegrierten Pfeiler, die sich nach unten in schräge Stützmauern fortsetzen, enthalten die vertikale Luftführung einschließlich der Wärmerückgewinnung. Die Zuluft wird über Dach angesaugt, dann unter der Erde durch acht je 180 Meter lange Erdregister (eines pro Pfeiler) geleitet und gelangt schließlich durch die Pfeiler hinauf in die Büroebenen. Die Abluft strömt ebenfalls durch die Pfeiler über das Dach ab. Während zur Kühlung ausschließlich die Zuluft dient, kann das Gebäude durch eine Betonkernaktivierung der Decken beheizt werden. Die Heizwärme liefern Solarkollektoren auf dem Dach sowie ein Gaskessel als Backup-System.
A manufacturer of electronic security systems wanted a “unique and bioclimatic” building for its new company headquarters. In response to this requirement, Alarcon + Asociados created a design in which expressive form and climatic function work in close conjunction. The cantilevering, russet red in-situ concrete slabs shade the facades thus avoiding the need for blinds. It was the first time that the architects used a floor system − developed themselves − with integrated hollow spaces in which all building services could be installed. Particular to this building are the V-shaped piers on its side perimeter and corners, which contain all vertical air ducts, as well as the heat exchangers for the ventilation system. The intake air is pre-cooled in eight underground ducts (one per pier, each 180 metres long) before it enters the office levels. Thanks to this and to the automatic cross ventilation at night, no mechanical air conditioning is required.
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Projekte
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Gemischtes Doppel Jugendherberge und Raiffeisenbank in Interlaken von Allmen Architekten, Interlaken
Unmittelbar am Bahnhof Interlaken Ost, im Berner Oberland erhebt sich der 100 Meter lange Gebäuderiegel der örtlichen Jugendherberge und der Raiffeisenbank. Das Zusammentreffen der beiden Nutzer erklärt sich aus deren ähnlichen Wertvorstellungen: Beide legten Wert auf eine gute Lage und Nachhaltigkeit des Neubaus; weshalb dieser mit dem Schweizer Label
Minergie-P-ECO ausgezeichnet wurde. Damit erreicht das Gebäude nahezu den Passivhausstandard und musste überdies hohe Ansprüche an Schadstofffreiheit, Raumluftqualität und Tageslicht erfüllen. Der dreigeschossige Massivbau mit Staffelgeschoss erhielt eine Lochfassade mit Wärmedämmverbundsystem. Die beiden Längsfassaden im Norden und Süden
sind als Vierendeelträger aus Stahlbeton ausgeführt, um im Erdgeschoss stützenfreie Fassadenöffnungen von bis zu 16 Metern zu ermöglichen. Die Trennwände in Querrichtung des Gebäudes wurden fast alle in Leichtbauweise realisiert, um spätere Umbauten zu erleichtern. Auf Dehnfugen im Baukörper verzichteten die Architekten trotz der enormen Gebäudelänge. Äußerlich unterscheidet nur ein Detail die beiden Gebäudeteile: Die Fenster (und damit der Achsabstand der Fassaden) der Raiffeisenbank sind breiter als die der Jugendherberge. Alle Fenster sind fest verglast; zur Belüftung der Räume dienen stattdessen bordeauxrote, opake Lüftungsflügel aus eloxiertem Metall. Die Materialpalette der Innenräume ist vergleichsweise einfach: Holzböden, Sichtbetondecken und weiß verputzte Wände, in den Räumen der Bank zusätzlich Teppichböden, Akustikdecken und Einbaumöbel aus Mineralwerkstoff. Die Räume werden über eine Fußbodenheizung beheizt, deren Wärme aus dem lokalen Fernwärmenetz stammt. Die Raiffeisenbank verfügt darüber hinaus über eine aktive Kühlung, die auch das Erdgeschoss der Jugendherberge mitversorgt.
Heimatverbunden Wohnhaus in Egglham Arc Architekten Partnerschaft, Bad Birnbach Das Haus, das der Architekt Stefan Kohlmeier für sich und seine Familie im oberbayerischen Egglham plante, interpretiert die Typologie der umliegenden Bauernhöfe neu. Die u-förmige Anlage besteht aus einem Carport mit Lagerraum, dem
zweigeschossigen Haupthaus und einem Verbindungstrakt mit Eingang und Terrasse. Der Kontrast zwischen dem halb in die Erde eingegrabenen Erdgeschoss und dem aus Holz errichteten Obergeschoss könnte größer kaum sein: Unten
liegen die Individualräume hinter 49 Zentimeter Mauerwerk; oben erstreckt sich ein offener Wohnraum mit Panoramafenstern. Ein Küchenblock und eine Stampflehmwand stehen frei im Raum. Die meisten Baustoffe kommen aus einem Umkreis von 30 Kilometern; auf Ortschäume, Folien und Kunststoffe wurde ebenso (weitgehend) verzichtet wie auf Verbundwerkstoffe. Wände, Boden und Decke des Obergeschosses erhielten eine Einblasdämmung aus gehäckselten Rohrkolben, die eine hohe Masse und damit eine gute Wärmespeicherfähigkeit besitzt. Das Haus ist als KfW-Effizienzhaus 40 geplant und gefördert; sein Primärenergiebedarf QP unterschreitet die EnEV-Vorgaben um 79 %. Die wichtigste Wärmequelle ist ein Stückholz-Kaminofen im Eingangsbereich, der 30 % der Wärme direkt an den Raum abgibt und 70 % in einen Heizkreislauf mit angeschlossenen Radiatoren einspeist. 14 Quadratmeter Sonnenkollekturen liefern Warmwasser und unterstützen überdies die Heizung.
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November 2013
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Januar 2014
8. Energy Forum Kongress und Messe über solare Gebäudehüllen 5.11.2013–6.11.2013 Bressanone/Brixen www.energy-forum.com
DeubauKOM 2014 Fachmesse für Architektur, Wohnungswirtschaft, Baugewerbe und Industriebau 15.1.2014 –18.1.2014 Essen www.deubaukom.de
Tage des Passivhauses Tage der offenen Tür in Passivhäusern 8.11.2013–10.11.2013 international www.ig-passivhaus.de/index.php?page_ id=157&level1_id=75
Swissbau 2014 Bau- und Immobilienmesse 21.1.2014–25.1.2014 Basel www.swissbau.ch
Wohin geht es mit der EnEV? Fachforum 13.11.2013 Hamburg http://zebau.de/veranstaltungen/ fachforum-die-neue-enev/ BauHolzEnergie-Messe Messe für Energieeffizienz, modernen Holzbau und erneuerbare Energien 21.11.2013–24.11.2013 Bern www.hausbaumesse.ch BIG 5 Dubai Größte Baumesse der Golfregion 25.11.2013–28.11.2013 Dubai www.thebig5.ae RENEXPO Austria 2013 Fachmesse und Kongress für erneuerbare Energien & energieeffizientes Bauen 28.11.2013–30.11.2013 Salzburg www.renexpo-austria.at 14. Herbstforum Altbau Tagung für Gebäudeenergieberater 30.11.2013 Stuttgart www.zukunftaltbau.de/service/ herbstforum/
Dezember 2013 Passi’bat Französische Passivhauskonferenz mit Begleitmesse 3.12.2013– 4.12.2013 Paris www.passibat.fr 19. Internationales Holzbau-Forum Kongress mit begleitender Fachausstellung 4.12.2013–6.12.2013 Garmisch-Partenkirchen www.forum-holzbau.com
Klimahouse 2014 Internationale Fachmesse für energieeffizientes und nachhaltiges Bauen 23.1.2014 – 26.1.2014 Bozen www.klimahouse.it 16. Facility & Real Estate Management Congress Kongress zur nachhaltigen Gebäudebewirtschaftung 29.1.2014 – 31.1.2014 Kufstein www2.fh-kufstein.ac.at/fmg
Februar 2014 Dach + Holz 2014 Messe für Holzbau und Ausbau, Dach und Wand 18.2.2014 –21.2.2014 Köln www.dach-holz.de 6. GeoTHERM – expo & congress Fachmesse zu Geothermie & Erdwärme 20.2.2014 –21.2.2014 Offenburg www.geotherm-offenburg.de expoEnergy Wels Messe zu Energieeffizienz und erneuerbaren Energien 28.2.2014 – 2.3.2014 Wels www.expoenergy.eu
März 2014 CEB Clean Energy Building Internationale Fachmesse für erneuerbare Energien und Passivhaus 6.3.2014 – 8.3.2014 Stuttgart www.cep-expo.de SHK Essen 2014 Fachmesse für Sanitär, Heizung, Klima und erneuerbare Energien 12.3.2014 –15.3.2014 Essen www.shkessen.de
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Schweizer Minergie Expo Messe zum energieeffizienten und nachhaltigen Bauen 12.3.2014 –15.3.2014 Luzern www.minergie-expo.ch Innovationen in Neubau und Sanierung EnOB-Symposium 2014 20.3.2014 −21.3.2014 Essen www.enob.info fensterbau/frontale 2014 Messe für Fenster- und Fassadenbau 26.3.2014 –29.3.2014 Nürnberg www.frontale.de Light + Building Leitmesse für Architektur + Technik 30.3.2014 –4.4.2014 Frankfurt/Main light-building.messefrankfurt.com
April 2014 Industrial GreenTec 2014 Internationale Leitmesse für Umwelttechnologien 7.4.2014 –11.4.2014 Hannover www.hannovermesse.de/de/industrialgreentec 18. Internationale Passivhaustagung Internationaler Kongress mit Fachausstellung 25.4.2014 −26.4.2014 Aachen www.passivhaustagung.de
Mai 2014 EcoBAU Live 2014 Fachmesse für nachhaltiges Bauen in Deutschland Mai 2014 Köln www.ecobaulive.de 24. Symposium Thermische Solarenergie 7.5.2014 –9.5.2014 Bad Staffelstein www.otti.de Tri 2014 10. Internationales Symposium für energieeffiziente Architektur 8.5.2014 –10.5.2014 Bregenz www.tri-info.com
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Sanierung eines Wohnhauses in München House refurbishment in Munich Maßanzug mit Schraubverschluss Screw-fixed covering tailored to fit
Seit einigen Jahren kennen die Immobilienpreise in München nur eine Richtung: aufwärts. Wenn eine junge Familie in der Stadt ein Einfamilienhaus erwerben will, muss sie entweder viel Geld mitbringen oder großes Glück haben und beim Umbau selbst Hand anlegen. Als einen solchen »Glücksfall« bezeichnen auch die Münchener Architekten Stefan Krötsch und Ruth Klingelhöfer-Krötsch die Immobilienanzeige, auf die sie 2007 im Internet stießen: ein Haus, Baujahr 1956, ganz im Süden Münchens, günstig abzugeben durch einen Bauträger. Es war die Zeit der US-Immobilienkrise, und der Anbieter war mit seinem Vorhaben gescheitert, statt des Altbaus ein neues Mehrfamilienhaus auf dem Grundstück zu errichten. Die umliegende Stadtrandsiedlung war wie so viele im Nachkriegsdeutschland aus billigen Baumaterialien von den ehemaligen Bewohnern größtenteils in Eigenleistung errichtet worden. Die Häuser waren bescheiden, die Grundstücke jedoch groß und für die Selbstversorgung mit Nahrungsmitteln zugeschnitten. Das Haus Riedener Straße 3a gehörte mit seinen drei Wohneinheiten, verteilt auf zwei Geschosse plus Dachgeschloss, zu den größten in der Straße. Es war fast noch im Ausgangszustand erhalten und eigentlich für den Abriss freigegeben. Lediglich die Fenster hatten die ehemaligen Bewohner durch neue, dichtere mit Kunststoffrahmen ersetzen lassen, freilich ohne das Haus gleichzeitig zu dämmen. Das Ergebnis: mangelhafter Luftwechsel, Tauwasser und Schimmelbefall allenthalben. Zunächst, so berichtet Stefan Krötsch, hätten sie eigentlich nur eine Minimalsanierung angestrebt. Doch vor allem die technischen Installationen erwiesen sich als so marode, dass nur eine Komplettrenovierung infrage kam. 320 000 Euro kosteten Haus und Grundstück, weitere 190 000 investierte die Bauherrenfamilie in den Umbau – plus unzähliger in Eigenleistung erbrachter Arbeitsstunden. Damit gelang es, das Haus nahezu auf Passiv1 2 3
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Gartenansicht (Osten) vor dem Umbau Lageplan Maßstab 1:2000 Gartenansicht nach dem Umbau Garden view (east) before the refurbishment Site plan Scale 1:2000 Garden view after the refurbishment
hausstandard zu bringen. Letztlich war es vor allem diese energetische Ambition, die den Umbau überhaupt finanzierbar machte: 15 000 Euro zahlte die Stadt München im Rahmen eines Förderprogramms, außerdem gewährte die halbstaatliche Förderbank KfW einen zinsgünstigen Kredit über 150 000 Euro. Davon wiederum muss die Bauherrenfamilie nur 80 % zurückzahlen. Den Rest übernimmt die Deutsche Energieagentur (dena), die das Gebäude in eines ihrer Modellvorhaben aufnahm. In diesem Zusammenhang wird der Energieverbrauch im Haus noch drei Jahre nach Fertigstellung aufgezeichnet und ausgewertet. Schrauben statt kleben: die neue Hülle aus Polyethylengewebe Die Überlegung, wie sich hohe Energieeffizienz und hohe Wohnqualität mit geringen finanziellen Mitteln erreichen lassen, bestimmte viele Entwurfsentscheidungen. Weiterhin war die Schadstofffreiheit der verwendeten Materialien ein Muss für die Familie mit drei kleinen Kindern. Putze und Anstriche im Haus sind rein mineralisch, Holzoberflächen wurden geölt und nicht gestrichen; Kunststoffe waren weitgehend tabu. Mit einer markanten Ausnahme, durch die sich das Haus weithin sichtbar von seinen verputzten Nachbarn unterscheidet: Für die Fassaden wählten die Architekten eine Bespannung aus Polyethylengewebe, das sie eigenhändig auf einer Unterkonstruktion aus gekreuzten Vollholzständern und -riegeln verschraubten. An den Fensterlaibungen sind die Gewebebahnen einfach angetackert. Die Textilhülle kostete 7000 Euro für 240 Quadratmeter Fassadenfläche – nur rund ein Viertel der ursprünglich als Fassadenhaut beabsichtigten Lärchenholzverschalung. Die Zwischenräume der vorgehängten Fassade sind mit Mineralwolle gedämmt, die aus Altglas hergestellt wurde. Ein Wärmedämmverbundsystem kam für die Architekten nicht infrage, nachdem Stefan Krötsch damit bei anderen Bauvorhaben aufgrund von Ausführungsmängeln bereits schlechte Erfahrungen gemacht hatte. Außerdem sollten alle Bauteile so weit wie möglich wartungsfreundlich und rückbaubar sein. Das ist bei den PE-Bahnen uneingeschränkt der Fall: Wenn sie reißen, lassen sie sich einzeln auswechseln und sind vollständig recycelbar. Das Material ist ursprünglich aus Landwirtschaft und Gartenbau bekannt und wird dort üblicherweise in grünen Farbtönen verwendet. Hier hingegen wählten die Architekten ein zweifarbiges Gewebe aus schwarzen und grauen Fäden, die in der Nahansicht einen leichten Moiré-Effekt erzeugen. Dachrinne, Fallrohre, Markisen und Elektroinstallation sind allesamt in die Dämmebene der Fassade integriert und vergleichsweise leicht zugänglich. Die dadurch unvermeidlichen Schwächungen der Dämmschicht glichen die Architekten aus, indem sie hinter Markisen und Fallrohren eine leistungsstärkere, aluminiumkaschierte PUR-Dämmung anbringen ließen. Als luftdichte Ebene für die Fassaden dient der ehemalige (und für diesen Zweck nochmals ertüchtigte) Außenputz, da der Innenputz von
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Bauherr/Client: Ruth Klingelhöfer-Krötsch, München Architekten/Architects: Stefan Krötsch, Ruth Klingelhöfer-Krötsch, München Tragwerksplanung/Structural engineer: IB Kaspar und Teuteberg, München Bauphysik/Building physics: Ingenieurbüro Schwinghammer, Landshut TGA-Planung/Building systems engineering: Ingenieurbüro Nowak, München
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Sanierung eines Wohnhauses in München
Arbeitsgalerie im 1. Obergeschoss Grundriss Dachgeschoss Maßstab 1:200 Grundriss Obergeschoss Maßstab 1:200 Grundriss Erdgeschoss Maßstab 1:200 Isonometrie von Südwesten (Straßenseite) mit Zonierung der Gemeinschaftsbereiche (braun) a Terrasse b Koch- und Essbereich c Wohnraum d Arbeitsgalerie Blick vom Essbereich Richtung Treppe ins 1. Obergeschoss
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Home office on the first floor Floor plan, roof apartment Scale 1:200 1st floor plan Scale 1:200 Ground floor plan Scale 1:200 Isometric projection from the southwest (road side) with communal areas (brown) a terrace b kitchen and dining area c living room d home office View from the dining area to the stairs leading up to the first floor
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Kabeldurchdringungen und einbindenden Deckenbalken allzu durchlöchert war. Die neuen Fenster mit Lärchenholzrahmen sind dreifach verglast und außen vor der Bestandswand in der Dämmebene montiert. Auch hierbei sparten die Architekten wo immer möglich Kosten: Öffnungsflügel wurden nur dort verwendet, wo sie erforderlich waren. Die meisten Festverglasungen – darunter auch das große Fenster zur Straße hin – erstellte ein Fensterbauer aus der Region aus L-förmigen Lärchenholzprofilen, auf denen die Dreifachverglasungen mit Aluminium-Pressleisten befestigt sind. Auch die Fensterbleche sind außen einfach aufgeschraubt und können daher jederzeit ausgetauscht werden. Das (weitaus teurere) passivhaustaugliche Pfosten-Riegel-System eines Markenherstellers war lediglich für die große Verglasung Richtung Garten sowie ein großes Dachfenster auf der Südseite erforderlich. Große Gemeinschaftsräume statt kleiner Kammern Vor dem Umbau waren in den beiden unteren Geschossen des Hauses zwei Dreizimmerwohnungen untergebracht, deren Grundriss auch heute noch im Obergeschoss zu erahnen ist. Sie fassten die neuen Hausherren zu einer großzügigen Maisonettewohnung zusammen. Das Dachgeschoss ist derzeit fremdvermietet, dürfte mittelfristig aber ebenfalls durch die Bauherrenfamilie übernommen werden. Beim Umbau waren den Bauherren vor allem großzügige Gemeinschaftsbereiche mit Rückzugsnischen wichtig. Die Schlafzimmer im ersten Obergeschoss hingegen wurden gegenüber dem Originalzustand nicht vergrößert. Der auf der Gartenseite vorhandene, eingeschossige Anbau musste einer neuen Holzterrasse weichen, deren Unterkonstruktion aus ausgebauten, ehemaligen Dachbalken des Hauses besteht. Eine zweite, höher gelegene Terrasse erstreckt sich auf der Straßenseite des Hauses und ermöglicht es den Bewohnern, über die Thujenhecke hinweg mit den Nachbarn auf der Straße Kontakt aufzunehmen. Beide Freisitze sind niveaugleich mit den angrenzenden Erdgeschossräumen. Den ehemaligen Höhenversprung zwischen Garten und Hochparterre verlegten die Architekten ins Innere des Wohnraums. Gepolsterte Sitzstufen trennen nun den höher gelegenen Ess- vom tieferen Wohnbereich, der zum Keller hin eine neue Holzbalkendecke mit 24 Zentimeter Mineralfaserdämmung erhielt. Ein halbhohes, kombiniertes Sitz- und Aufbewahrungsmöbel an der Längswand im Süden verklammert die beiden Bereiche optisch. Das fest eingebaute Mobiliar einschließlich des Esstischs fertigten der Bauherr und sein Bruder weitgehend selbst aus Buchen- und Lärchenholz. Dazu zählt auch die schmale Treppe, die aus dem Wohnraum hinauf zur Arbeitsgalerie ins erste Obergeschoss führt. Dort gibt ein großes, fest verglastes Fenster den Blick auf die Straße frei und lässt Tageslicht von Westen tief in den darunterliegenden Wohnraum fallen. Der Essbereich hingegen ist den
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Bruttogeschossfläche: 194 m2 Wohnfläche: 166 m2 Bruttorauminhalt: 816 m3 A/V-Verhältnis: 0,67 1/m U-Werte: Außenwand 0,13 W/m2K; Dach 0,16 W/m2K; Fenster: 0,67 — 0,78 W/m2K; Haustür 0,62 W/m2K; Kellerdecke (saniert) 0,22 W/m2K; Kellerdecke (neu) 0,15 W/m2K Luftdichtheit: 0,54 1/h
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Gross floor area: 194 m2 Living area: 166 m2 Gross building volume: 816 m3 SA/V ratio: 0.67 1/m U-values: exterior wall 0.13 W/m2K; roof 0.16 W/m2K; windows: 0.67 — 0.78 W/m2K; front door 0.62 W/m2K; ground floor slab (new) 0.22 W/m2K; ground floor slab (old) 0.15 W/m2K Airtightness: 0.54 h-1
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Blicken von der Straße weitgehend entzogen. Mit den großen Tageslichtöffnungen wollten die Architekten einem unangenehmen Nebeneffekt energetischer Sanierungen begegnen: Ohne gleichzeitige Fenstervergrößerung reduzieren die dickeren Laibungen und beschichteten Dreifachverglasungen den Tageslichteinfall in die Innenräume um rund 30 %. Weniger ist manchmal mehr – und Altes oft noch brauchbar Als »Sanieren durch Wegnehmen« beschreibt Stefan Krötsch die Umbaustrategie. Entfernt wurden vor allem – der räumlichen Großzügigkeit zuliebe – mehrere Zwischenwände, weshalb die Geschossdecken teils durch Unter- und Überzüge aus Stahlträgern abgefangen werden mussten. Kostensparend und ökologisch verantwortlich war jedoch auch sein Prinzip, Bestehendes zu erhalten, wo dies vertretbar erschien. Zum Beispiel im Haupttreppenhaus an der Nordwestecke des Hauses, das noch deut-
lich den Geist der Entstehungsjahre atmet: Treppenstufen mit abgewetztem Estrichbelag, begleitet von einem wackligen Handlauf, führen ins Hochparterre. Von dort gelangt man über die originale Holztreppe, die lediglich abgeschliffen wurde, weiter bis ins Dachgeschoss. Der Dachstuhl entsprach zwar nicht mehr den aktuellen Bemessungsrichtlinien – noch nicht einmal eine Firstpfette war vorhanden –, hatte aber bereits 55 Jahre lang gehalten und dürfte dies wohl noch einige Jahrzehnte lang tun. Lediglich die alten Dachziegel tauschte Stefan Krötsch auf Rat des Statikers gegen eine (leichtere) Wellfaserzementdeckung aus. Auch die Kehlbalken aus dem Dach entfernte er (eigenhändig, wie so vieles), um mehr Raum zu schaffen. Stattdessen stabilisieren nun zwei neue Stahlträger den Dachstuhl. Die ehemals je zwei Dachgauben auf der Nord- und Südseite wurden zu je einer zusammengelegt, um die Gebäudehüllfläche zu verringern und so die Wärmeverluste zu minimieren.
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Sanierung eines Wohnhauses in München
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Unkompliziert und flexibel: das Haustechnikkonzept Um die Haustechnik so einfach und gering dimensionieren zu können wie möglich, nahmen es die Architekten vor allem mit dem Wärmeschutz sehr genau. Alle Wärmebrücken wurden durch einen Spezialisten berechnet und das Haus zweimal energetisch bilanziert – einmal DIN-gerecht für den Energieausweis und einmal mit dem Passivhaus-Projektierungspaket (PHPP). Letzteres ergab einen für Sanierungen hervorragenden Heizwärmebedarf von 20 kWh/m2a, also nur knapp über PassivhausNeubauniveau. Eigentlich wollte die Bauherrenfamilie ihr Haus nur durch eine Gastherme mit Heizwärme und Warmwasser versorgen. Dann jedoch erwies sich die Solarwärme-Förderung der Stadt München als zu attraktiv, um Nein sagen zu können. Auf der Süddachfläche, oberhalb der Gaube, ist daher eine sechs Quadratmeter große Solarthermieanlage installiert, die rechnerisch die Hälfte des Warmwasserbedarfs deckt. Auf eine WarmwasserZirkulationsleitung verzichteten die Bauherren von vornherein. Sie müssen nun zwar jedes Mal etwas warten, bis warmes Wasser aus der Leitung fließt, doch der Energiebedarf für Warmwasser reduzierte sich durch diese Maßnahme um fast ein Drittel. Die gesamte Haustechnik – Gastherme, Pufferspeicher sowie die beiden Lüftungsgeräte mit Wärmerückgewinnung für die beiden Wohnungen – ist im Spitzboden über dem Treppenhaus untergebracht. Die Steigleitungen sind in einem Schacht zwischen Bädern und Treppenhaus zusammengefasst. Ihre Querschnitte verjüngen sich nach unten hin nicht, sondern bleiben über die gesamte Steighöhe gleich. Die Heizungsanlage ließe sich daher jederzeit auch in den Keller verlegen, wenn sich die Hausherren später zum Beispiel zur Installation einer Erdwärmepumpe entschließen sollten. Zur Wärmeübertragung in die Räume wurden die Wände entlang der Flure mit einer Wandheizung ausgestattet. Aufgrund des hohen Dämmstandards des Hauses bringt sie trotz ihrer geringen Fläche genug Leistung für komfortable Raumtemperaturen. Ein Kaltluftabfall an den Außenwänden ist wegen der guten Dämmung ebenfalls nicht zu befürchten. Die horizontalen Lüftungsstränge sind hinter einer abgehängten Decke in den Fluren geführt, wobei die Zuluft im Wohnraum sowie in den Schlafzimmern eingeblasen und in WC, Küche und Bad abgesaugt wird. Darüber hinaus lässt sich das Haus selbstverständlich auch über die Fenster be- und entlüften. Aufgrund des Kamineffekts in den hohen Räumen funktioniert dies vor allem im Sommer ganz hervorragend, wie der Bauherr und Architekt berichtet. Durch die Zufuhr kühler Nachtluft sowie die Verschattungsmarkisen vor den großen Fenstern bleiben die Innenräume auch in der warmen Jahreszeit vor Überhitzung geschützt. Lediglich eine automatische Steuerung der Verschattung würde er wohl einbauen lassen, wenn er das Haus ein zweites Mal sanieren müsste, so Stefan Krötsch.
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3 Nachhaltige Architektur
Energiebilanz gemäß Energieausweis/ Energy balance according to energy certificate 1. Energiebedarf/ Energy demand
gesamt/total pro m2/per m2 [kWh/a] [kWh/a]
• Heizwärmebedarf/Heating demand • Endenergiebedarf/Final energy demand vor Sanierung/before refurbishment nach Sanierung/after refurbishment • Primärenergiebedarf/Primary energy demand vor Sanierung/before refurbishment nach Sanierung/after refurbishment = Unterschreitung EnEV 2009 (Neubau) um/ exceeds EnEV requirements for new-built by
3791 kWh/a
14,5 kWh/m2a
6017 kWh/a
360 kWh/m2a 27,6 kWh/m2a
9712 kWh/a
426 kWh/m2a 37,2 kWh/m2a
– 51 %
Jahresertrag/Annual yield 2. Energieerzeugung/Energy production • Solarthermiekollektor für Warmwasser (6,1 m2)/ 2994 kWh/a Solar thermal collector for hot water production = Deckungsanteil Warmwasserbedarf/ 57 % coverage of hot water demand
The Munich-based architects, Stefan Krötsch and Ruth Klingelhöfer-Krötsch, came across a property advert on the Internet in 2007. They considered the find − a single-family house, completed in 1956, on the outskirts of Munich, which was on the market for a reasonable price − to be a rare stroke of good luck given the soaring property prices in the city. The house, with its three apartment units arranged on two full storeys and an attic level, was one of the larger properties in the street. The Krötsch family decided to retain the house and, with funding available both from the state and the city of Munich, to refurbish it to as close to Passive House Standard as possible. The aim of achieving maximum energy efficiency and a high quality of living on a tight budget set the parameters for the design. Furthermore, the specification of non-toxic materials was a prerequisite for the family with three small children. Thus, all plaster and paintwork in the building is mineral-based, the timber surfaces are oiled rather than sealed, and plastics were avoided wherever possible. There was one notable exception however: the architects chose a polyethylene textile to wrap around the building, which they screw-fixed to a substructure of timber studs and joists. As opposed to thermal compound insulation – which is still commonly used for refurbishments in Germany – if a piece of the PE fabric tears, it can simply be replaced and recycled. The new triple-glazed, larch framed windows are placed into the layer of insulation in front of the existing walls. The architects tried to find 14 ways to save money here too, and used opening sashes only where they were absolutely necessary. Prior to the refurbishment, the lower levels of the house had each accommodated a three-room apartment. The first floor apartment still retains this plan layout. The new owners combined the two units to form a spacious maisonette. The roof apartment is currently rented out; however, in the medium-term, the family will no doubt utilise this space as well. The owners were particularly keen to create large communal areas that have small niches where family members could retreat to. The dimensions of the bedrooms on the first floor, on the other hand, have been retained and have not been enlarged. The single-storey extension on the garden side of the building had to accommodate a new deck. A second, slightly higher terrace extends across the front of the house. Both outdoor spaces share the same level with the adjoining ground floor rooms. The architects shifted the former height difference between the garden and the raised ground floor into the interior space. Cushioned seating steps now separate the higher-level dining area from the lower-level living area. Here, a new timberbeam floor with 24-centimetre-thick mineral wool insulation replaced the original concrete floor slab to the cellar. A six-square-metre solar thermal plant was installed on the southfacing side of the roof to supply approximately half of the hot water demand. The remaining heat is provided by a gas boiler which, together with a buffer storage tank and MVHR device, is accommo15 dated above the main staircase beneath the roof.
10 Querschnitt mit Haustechnik Maßstab 1:200 a Lüftungsgerät b Gastherme c Pufferspeicher d Solarkollektor e Wandheizung 11 Längsschnitt vor dem Umbau 12 Längsschnitt nach dem Umbau Maßstab 1:200 f Abbruch des Anbaus g Abbruch Decke zum Spitzboden h größere Fensteröffnung i Teilabbruch Decke im EG j Tieferlegung des EG-Fußbodens k neue Dämmung l neues Dachfenster m Fenster mit Dreifachverglasung 13 Wohnraum mit Sitzstufen 14 Nordwestansicht vor dem Umbau 15 Nordwestansicht nach dem Umbau
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10 Section with building services Scale 1:200 a Ventilation unit b Gas boiler c Buffer storage tank d Solar collector e Wall heating 11 Section before refurbishment 12 Section after refurbishment Scale 1:200 f Existing annex removed g Ceiling to attic space removed h Larger window openings i Ceiling over ground floor removed j Ground floor slab partly removed k New insulation l New roof window m New triple-glazed windows 13 Living room with seating steps 14 Northwest elevation before refurb 15 Northwest elevation after refurb
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Sanierung eines Wohnhauses in München
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16 Detailschnitt Giebelfassade (West), vertikal Maßstab 1:25 a Dach (U = 0,16 W/m2K): Faserzement-Wellplatten, 60 mm; Traglattung, 40 mm; Konterlattung, 30 mm; diffusionsoffene Unterspannbahn; Wärmedämmung Mineralfaser, 200 mm; OSB-Platten, Stöße luftdicht verklebt, 19 mm; Sparren (Bestand), ca. 100 ≈140 mm, abgeschliffen b Außenwand (U = 0,13 W/m2K): Fassadenbespannung PE-Netz; Lattung 30 ≈ 50 mm; diffusionsoffene Fassadenbahn; Riegel Konstruktionsvollholz, 60 ≈ 120 mm, dazwischen Wärmedämmung Mineralfaser; Ständer Konstruktionsvollholz, 60 ≈ 120 mm, dazwischen Wärmedämmung Mineralfaser; Außenputz (Bestand), luftdicht ertüchtigt, 30 mm; Mauerwerkswand (Bestand), 300 mm; Innenputz (teilweise Bestand), 15 mm c Dreh-Kippfenster, Dreifach-Wärmeschutzverglasung in Lärchenholzrahmen (IV 98) d Decke über Obergeschoss: Industrieparkett, Eiche geölt, 16 mm; Verbundestrich (Bestand), ca. 30 mm; Trennlage Ölpapier (Bestand); Kiesschüttung (Bestand), ca. 30 mm; Brettschalung (Bestand), ca. 20 mm; Hohlraum (Bestand), ca. 140 mm; Unterkonstruktion Bretter (Bestand), ca. 20 mm; Schilfmatte als Putzträger (Bestand), ca. 20 mm; Deckenputz (Bestand), ca. 15 mm; Hohlraum, ca. 150 mm; Dämmung Mineralfaser zur Schalldämpfung, 30 mm; Schallschutz-Trockenbauplatte Gipskarton, 20 mm, an Federbügeln aufgehängt e Wärmedämmung hinter Markise: PUR, aluminiumkaschiert, 100 mm f Festverglasung, Dreifach-Wärmeschutzverglasung in Lärchenholzrahmen, geölt, mit AluPressleiste; Sonnenschutz: Markise anthrazit g Kellerdecke (Bestand; U = 0,22 W/m2K): Industrieparkett, Eiche geölt, 16 mm; Verbundestrich (Bestand), 30 mm; Stahlbetondecke (Bestand), 140 mm; Wärmedämmung PUR, aluminiumkaschiert, 100 mm h Kelleraußenwand: Wärmedämmung XPS, 240 mm; Bitumen-Dickbeschichtung; Stampfbetonwand (Bestand), 200 mm; Wärmedämmung EPS, 80 mm (bis 1 m unter Kellerdecke) i Terrasse und Garteneinbauten: Lärche Vollholz, unbehandelt 17 Montage der Fassadendämmung 18 Markise in der Dämmebene 19 Blick in die Dachgeschosswohnung 20 Detailschnitt Traufseite (Süd), vertikal Maßstab 1:25 j Dachflächenfenster, fest verglast: Pfosten-Riegel-Konstruktion, passivhauszertifiziert, Dreifach-Wärmeschutzverglasung in Lärchenholzrahmen, geölt, mit Alu-Pressleiste; Sonnenschutz: Markise, hellgrau
16 Vertical detail section of gable facade (west) Scale 1:25 a Roof (U = 0.16 W/m2K): Corrugated fibre cement roof sheeting, 60 mm; battens, 40 mm; counter battens, 30 mm; roofing membrane open to diffusion; mineral fibre insulation, 200 mm; OSB sheathing, airtight glued joints, 19 mm; rafter (original), approx. 100 ≈ 140 mm, sanded b Exterior wall (U = 0.13 W/m2K): PE textile covering; battens 30 ≈ 50 mm; facade membrane open to diffusion; timber joist, 60 ≈ 120 mm, cavities filled with mineral fibre insulation; timber stud, 60 ≈ 120 mm, cavities filled with mineral fibre insulation; render (original), upgraded for airtightness, 30 mm; masonry wall (original), 300 mm; plaster (partially original), 15 mm c Tilt-and-turn window, triple glazing in larch frame (IV 98) d Floor above 1st floor: Industrial parquet flooring, oiled oak, 16 mm; screed (original), approx. 30 mm; separating layer, oil paper (original); gravel fill (original), approx. 30 mm; sheathing (original), approx. 20 mm; cavity (original), ca. 140 mm; timber substructure (original), approx. 20 mm; reed matting as plaster lath (original), approx. 20 mm; ceiling plaster (original), approx. 15 mm; cavity, approx. 150 mm; mineral fibre insulation for noise protection, 30 mm; noise prevention gypsum plaster board, 20 mm, suspended by spring clips e Thermal insulation behind shading device: PUR, aluminium-coated, 100 mm f Fixed glazing, triple-heat protection glazing in larch frame, oiled, with aluminium cover profile; shading device: awning blind, anthracite g Basement ceiling slab (original) (U = 0.22 W/m2K): Industrial parquet flooring, oiled oak, 16 mm; screed (original), approx. 30 mm; reinforced concrete floor slab (original), 140 mm; PUR insulation, aluminium-coated, 100 mm h Basement wall: Thermal insulation XPS, 240 mm; bitumen coating; rammed concrete wall (original), 200 mm; EPS insulation, 80 mm (down to 1 m below basement ceiling) i Terrace and garden furniture: larch, untreated 17 Fixing of insulation 18 Blind set into layer of insulation 19 View into loft apartment 20 Vertical detail section of eaves (south) Scale 1:25 j Skylight, fixed glazing: Post-and-rail construction, Passive House certified, triple thermal insulation glazing in larch frame, oiled, with aluminium cover profile; shading device: awning blind, light grey
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Wärmedämmverbundsysteme: Klimaretter oder Sondermüll? External thermal insulation composite systems: climate saver or special waste? Ein Gespräch zwischen Gerd Hauser, Andreas Hild und Andreas Holm
Die Zahlen sprechen für sich: In jedem Jahr werden in Deutschland mehr als 40 Millionen Quadratmeter WDVS installiert, davon über 80 % mit EPS-Dämmstoffen. Der WDVS-Hersteller Sto schätzt, dass inzwischen jeder dritte Deutsche in einem mit EPS gedämmten Wohngebäude lebt. Gleichzeitig nimmt die Diskussion über die – realen oder vermeintlichen – technischen Schwächen von WDVS kein Ende. Fernsehdokumentationen mit reißerischen Titeln wie »Wahnsinn Wärmedämmung« suggerieren: Wärmedämmverbundsysteme auf EPS-Basis sind ein Brandrisiko, ihre Veralgung lässt sich nur mit Giftstoffen bekämpfen, und die Recyclingfrage ist ungelöst. Was ist dran an diesen Aussagen? Was tun die Hersteller, um Schwächen ihrer Systeme auszumerzen? Und kann die Alternative zu WDVS lauten, gar nicht mehr zu dämmen? Über diese Fragen spricht der Münchener Architekt Andreas Hild mit Gerd Hauser (Fraunhofer-Institut für Bauphysik/TU München) und Andreas Holm (Forschungsinstitut für Wärmeschutz München).
Hild: Herr Hauser, Herr Holm, nach meiner Beobachtung teilt sich die Baubranche derzeit in zwei Lager, von denen das eine sagt: Wärmedämmverbundsystem ist die einzig sinnvolle und bezahlbare Lösung zur Dämmung von Fassaden. Die andere Fraktion – darunter viele Architekten – meint: Es ist der Untergang der Baukultur und überdies ökologisch nicht vertretbar. Was stimmt denn nun? Lassen sich solche Pauschalaussagen überhaupt treffen? Hauser: Die Vorurteile rühren unter anderem daher, dass der größte Teil der Wärmedämmverbundsysteme nicht mehr im Neubau angebracht wird, sondern bei Bestandssanierungen. Und diese werden in den meisten Fällen ohne Architekten durchgeführt. Da die Architekten von diesem Betätigungsfeld ausgeschlossen sind, neigen sie dazu, es zu verdammen, auch weil sie keine Möglichkeit sehen, mehr Gestaltungsqualität in die Sanierungspraxis einzubringen. Würden hingegen wieder mehr Architekten in energetische Gebäudesanierungen eingebunden,
wäre auch das Image der Dämmung ein ganz anderes. Meines Erachtens ist das der springende Punkt. Hild: Von der Ästhetik einmal ganz abgesehen: Ist es denn überhaupt sicher, dass Dämmen die richtige Lösung ist? Es gibt Stimmen, die behaupten, Deutschland sei vom »Dämmwahn« befallen und Dämmen sei grundsätzlich die falsche Strategie. Hauser: Bei jeder Effizienzstrategie kommt es zunächst darauf an, die Verluste zu minimieren – und dazu ist Dämmung nun einmal ein probates Mittel. Entscheidend ist allerdings das richtige Maß. Ich halte Dämmpakete von 40 cm auf Außenwänden auch für fragwürdig, aber Dämmstoffdicken zwischen 16 und 20 cm im Neubaubereich – und wenn möglich auch bei Sanierungen – sind durchaus vernünftig. Von dünneren Dämmschichten würde ich abraten, denn diese sind meist auch ökonomisch nicht sinnvoll. Die Angabe der optimalen Dämmstärke ist jedoch immer mit Unsicherheiten behaftet. Tendenziell gilt: Je kostengünstiger wir erneuerbare Energie gewinnen und damit Gebäude beheizen können, desto weniger sinnvoll sind extreme Dämmstoffdicken. Wobei auch das wiederum seine Grenzen hat: Wenn sich in Deutschland intelligente Stromnetze mit stündlich oder sogar minütlich schwankenden Stromtarifen durchsetzen, kann es sinnvoll werden, überschüssigen Photovoltaikstrom mittels Wärmepumpen in Wärme umzuwandeln und in Gebäuden »zwischenzuspeichern«. Das funktioniert
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Alle Gebäudefotografien in diesem Beitrag zeigen WDVS-Fassaden, die während der letzten zehn Jahre in München realisiert wurden. Klassische Gliederung neu interpretiert: Geschosswohnbau von Hild und K Architekten Fliesen auf Dämmstoff geklebt: Fakultätsgebäude von Steidle & Partner All building photos in this article show ETICS facades which were in built in Munich during the last decade. New interpretation of a classic arrangement: multistorey residential building by Hild and K Architects Tiles applied to the insulation: faculty building by Steidle & Partner
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4 Forschung und Praxis
Gerd Hauser ist Ordinarius für Bauphysik der Technischen Universität München sowie Leiter des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik in Stuttgart, Holzkirchen und Kassel. Andreas Hild leitet gemeinsam mit Dionys Ottl und Matthias Haber das Architekturbüro Hild und K in München und Berlin. Andreas Holm ist geschäftsführender Institutsleiter des Forschungsinstituts für Wärmeschutz München e. V.
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Gerd Hauser is Professor for Building Physics at the Technische Universität München as well as director of the Fraunhofer Institute for Building Physics in Stuttgart, Holzkirchen and Kassel. Andreas Hild runs the architectural firm Hild and K in Munich and Berlin together with Dionys Ottl and Matthias Haber. Andreas Holm is the managing director of the Forschungsinstitut für Wärmeschutz München e.V. (Munich Research Institute for Thermal Insulation e.V.).
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wiederum umso besser, je besser die Gebäude gedämmt sind. Insbesondere bewirken stark wärmegedämmte Gebäude eine Entlastung bei sehr tiefen Außentemperaturen und geringer Solareinstrahlung. Hild: Die Ökologie der Dämmstoffe ist ein weiterer wichtiger Punkt. Häufig hört man, dass der Primärenergieaufwand zur Herstellung der Dämmung exorbitant hoch sei und dass sich dies durch Einsparungen im Gebäudebetrieb nicht wieder amortisieren ließe. Holm: Solche Aussagen sind im Grunde seit über 30 Jahren widerlegt. Fakt ist, dass ein Wärmedämmverbundsystem im Laufe seiner Lebensdauer deutlich mehr Energie einspart, als für Herstellung und Instandhaltung verbraucht wird. Hild: Wie lange dauert es in etwa, bis die Herstellungsenergie eingespart ist? Holm: Ein halbes Jahr bis maximal zwei Jahre. Wir sprechen hier also von Zeiträumen, die im Vergleich zur Lebensdauer eines WDVS oder überhaupt von Dämmstoffen – etwa bei der Dach- oder Kellerdämmung – vernachlässigbar sind. Hild: Andererseits wird gerade über die Lebensdauer der Systeme immer wieder heftig gestritten. Es entspricht zwar nicht meinen persönlichen Erfahrungen, aber manche Kritiker vermitteln den Eindruck, Wärmedämmverbundsysteme fielen grundsätzlich nach 10 Jahren vom Haus. Holm: Es ist alles eine Frage der Qualität. Ein fachgerecht aufgebrachtes Wärmedämmverbundsystem hält 30 Jahre und länger. Wichtig ist jedoch, dass es in regelmäßigen Abständen gewartet wird – ebenso wie jede verputzte Massivwand oder Holzverschalung auch. Es gibt dazu auch zahlreiche Studien; etwa vom Fraunhofer-Institut für Bauphysik in Holzkirchen, das seit über 30 Jahren Langzeitbeobachtungen an Wärmedämmverbundsystemen durchführt. Diese Untersuchungen zeigen, dass WDVS in puncto Haltbarkeit mit normalem, verputztem Mauerwerk gleichzusetzen ist ... Hauser: ... und in Bezug auf den Unterhalt ebenso.
WDVS – ein Brandrisiko? Hild: Auch die Brandschutzproblematik zieht derzeit viel öffentliche Aufmerksamkeit auf sich. Hauser: Die Diskussion darüber ist insbesondere durch Brände nicht fertiggestellter Häuser entstanden. Bei diesen Wärmedämmverbundsystemen war die Putzschicht noch nicht geschlossen, die den Dämmstoff gegen Brandeinwirkung schützt. Daher kann man hier auch nicht dieselben Maßstäbe ansetzen wie bei einem kompletten WDVS. Es käme ja auch niemand auf die Idee, mit einem Auto über die Autobahn zu fahren, bei dem die Bremsen noch nicht eingebaut sind. Bei anderen Bränden sind teilweise Wärmedämmverbundsysteme ohne bauaufsichtliche Zulassung eingebaut worden. Wenn Einzelne aus Kostengründen zu solchen Lösungen greifen, die nicht erlaubt sind, dann schlägt das auf die gesamte Branche zurück. Es ist sehr schwierig, gegen solche Praktiken anzugehen – und gegen den Eindruck, den sie in der Öffentlichkeit hinterlassen. Holm: Grundsätzlich lässt sich sagen: Bauaufsichtlich zugelassene Systeme mit entsprechender Qualität verursachen keine Brandrisiken. Wichtig ist natürlich auch die korrekte Ausführung, zum Beispiel mit Brandriegeln bei mehrgeschossigen Gebäuden. Es kommt immer wieder vor, dass diese Vorschriften nicht eingehalten werden – sei es aus Kostengründen oder aus mangelnder Kenntnis. Hild: Ich denke, wir Architekten unterschätzen oft, wie komplex Wärmedämmverbundsysteme sind. Man glaubt immer, es handele sich »nur« um ein Haus mit Putzfassade. Aber in Wirklichkeit ist das eine ganz andere Konstruktion. Nicht zuletzt in der Frage der Wiederverwertbarkeit ergeben sich damit ernst zu nehmende ökologische Probleme. Hauser: Die Branche ist das Thema Recycling tatsächlich erst relativ spät angegangen, es gab die Notwendigkeit nicht, weil die Systeme langlebig sind und dünne Dämmstoffdicken häufig nicht recy-
Wie lange halten WDVS? Zwar wurden schon Ende der 50er-Jahre die ersten WDVS verbaut; einen nennenswerten Marktanteil haben die Systeme aber erst seit den 80er-Jahren. Bis heute beziehen sich viele Berichte über Schadensfälle auf »Kinderkrankheiten« früher WDVS (die in dieser Form nicht mehr verbaut werden) oder auf unsachgemäß angebrachte Systeme. So treten z. B. Putzrisse an den Stößen der Dämmplatten auf, wenn die EPSDämmplatten nach der Verklebung auf der Wand schwinden (schrumpfen), nicht dicht an dicht gestoßen sind oder wenn das Armierungsgewebe nicht richtig im Armierungsputz eingebettet ist. Zu einer Blasenbildung zwischen Ober- und Armierungsputz kann es kommen, wenn die beiden Putzschichten ein unterschiedliches Quell- und Schwindverhalten aufweisen. Das kann z. B. bei kunstharzgebundenen Oberputzen in Verbindung mit mineralischen Armierungsputzen der Fall sein. Solche Materialkombinationen sind heute jedoch nicht mehr gebräuchlich. Diesen Befund stützt auch eine Langzeitstudie des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik an rund einem Dutzend Gebäuden mit WDVS-Fassaden aus den 60er- bis 80er-Jahren. [1] Diese werden in Abständen von sechs bis neun Jahren auf ihren Zustand hin überprüft. Während sich bei der ersten Untersuchung 1975 noch zahlreiche Mängel zeigten (die anschließend durch Renovierung behoben wurden), waren bei der letzten Prüfung 2004 alle Systeme mangelfrei. Die Studie schlussfolgert: »Wartungsaufwand und Wartungshäufigkeit bei WDV-Systemen entsprechen denen von konventionellen Wandbildnern mit Putz. Dies gilt auch für die Dauerhaftigkeit insgesamt.« [1] Helmut Künzel et al.: Langzeitverhalten von Wärmedämmverbundsystemen. Fraunhofer-Institut für Bauphysik, IBP-Mitteilung 461, 2005
Primärenergie/Primary energy [kWh/m2]
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Wärmedämmverbundsysteme: Klimaretter oder Sondermüll?
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Einsparung Savings
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Aufwand Embodied energy: MW EPS
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U-Wert saniert/ Energetische U-Wert U-value, refur- AmortisationsBestand/ bished U-value before dauer [W/m2K] refurbishment Energy pay[W/m2K] back period [Monate/ months]
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Energetische Amortisation von WDVS bei der Sanierung einer Außenwand (UBestand = 1,5 W/m2K) Energetische Amortisationsdauer von WDVS je nach U-Wert der unsanierten Wand Im Geist der 20er-Jahre: Geschosswohnbau von Hilmer & Sattler Putzstrukturen als Gliederungselement: Wohnund Geschäftshaus von Allmann Sattler Wappner
Ergebnisse für Mineralwolle/Results for mineral wool
100
1,50 1,00 50
3 (2,72) 0,23
0,50
4 (4,08) 8 (8,16)
Ergebnisse für EPS/Results for EPS 1,50 0
3
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1 6 MW: EPS: 2,72 4,46
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16 21 Monate/Months
Wie schnell sparen WDVS ihre Herstellungsenergie ein? Die energetische Bilanz eines WDVS ist dann positiv, wenn das System während seiner Lebensdauer mehr Primärenergie (z. B. für Heizen) einspart, als für seine Herstellung, Wartung und Instandhaltung aufgewendet wird. Wie schnell sich ein WDVS auf diese Weise energetisch amortisiert, haben Thomas Lützkendorf und Benjamin Ströbele vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) in einer Beispielrechnung ermittelt [2] (Abb. 3/4). Dabei unterstellten sie, dass die Außenwand eines bestehenden Wohngebäudes mittels WDVS auf einen U-Wert von 0,23 W/m2K verbessert werden sollte. Die energetische Amortisationszeit lag in fast allen Fällen unter einem Jahr – und sie war umso kürzer, je schlechter gedämmt die Wand vor der Sanierung war. Auch die Art des verwendeten Dämmstoffs spielt eine Rolle, denn auf ihn entfallen rund zwei Drittel der »grauen Energie« eines Wärmedämmverbundsystems. Noch etwas besser schneiden WDVS bei der ökologischen Amortisationsdauer ab. Hierbei stellt man die durch das WDVS eingesparten CO2-Emissionen jenen Emissionen gegenüber, die die WDVS-Herstellung verursacht. Die Ermittlung der Ökobilanz eines WDVS ist in den letzten Jahren wesentlich einfacher geworden. Für die oben genannte Beispielrechnung wurden Durchschnittswerte aus der Datenbank Ökobau.dat des Bundesbauministeriums verwendet. [3] Außerdem hat der Fachverband Wärmedämmverbundsysteme inzwischen erste Umwelt-Systemdeklarationen mit Ökobilanzdaten typischer WDVS erstellen lassen. [4] [2] Vortrag von Thomas Lützkendorf am 14.1.2013 in München. Foliendownload unter http://tinyurl.com/WDVS1 [3] www.nachhaltigesbauen.de/oekobaudat/ [4] http://tinyurl.com/WDVS2
1,00 4
0,50
5 (4,46) 0,23
7 (6,69) 14 (13,99)
celt, sondern zusätzlich überdämmt wurden. Zwar gibt es schon seit vielen Jahren Überlegungen, wie mit dem Recyceln generell umzugehen ist, aber in der Praxis hat man das Thema vernachlässigt. Statt alte, oft nur zwei oder vier Zentimeter dick gedämmte Systeme auszutauschen, hat man darauf einfach noch einmal ein komplettes WDVS aufgebracht. Doch der Tag wird kommen, da man die alten Dämmmaterialien wiederverwenden möchte. Es gibt tatsächlich bereits Lösungen, die einen sortenreinen Rückbau von WDVS erlauben. Sie sind gewissermaßen der Königsweg, aber bisher aufgrund der geringen Mengen an rückgebautem WDVS noch unwirtschaftlich. Die thermische Verwertung, wie sie derzeit für EPS praktiziert wird, ist dagegen eher eine Notlösung. Dabei wird das Heizöl, das in Form von Dämmstoff auf der Wand »zwischengespeichert« wurde, in Kraftwerken verbrannt und daraus Energie gewonnen. Aktuell bearbeiten wir im Fraunhofer-Institut für Bauphysik gemeinsam mit dem Forschungsinstitut für Wärmeschutz (FIW) München ein Forschungsprojekt zum WDVS-Recycling für das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung. Dabei untersuchen wir auch die Frage, welche Abschältechniken sich für WDVS empfehlen. Bereits etabliert haben sich zum Beispiel rotierende Messer, mit denen sich PVC-Böden vom Betonuntergrund lösen lassen. Auf diese Weise ließe sich auch die Putzschicht von Fassaden entfernen, und man hätte dann das blanke Dämmmaterial, bei dem es sich heute in der Regel um EPS mit Graphitzusätzen handelt. Dieses Produkt ist übrigens ein hervorragendes Beispiel dafür, welche Fortschritte die Dämmstoffhersteller – gerade auch in puncto Ökologie – zuletzt gemacht haben. Indem sie in die EPS-Dämmung kleine Graphitpartikel einschäumen, verringern sie den langwelligen Strahlungsaustausch in den Poren und erreichen damit eine Wärmeleitfähigkeit von nur noch 0,032 W/mK. Um die gleiche Dämmwir-
kung mit herkömmlichem Polystyrol zu erreichen, wäre eine deutlich größere Rohstoffmenge (und damit auch mehr Erdöl) erforderlich. Effizienzsprünge bei Dämmstoffen Holm: Wir haben bei der Materialentwicklung in den letzten Jahren erhebliche Effizienzsprünge erlebt. Allein beim EPS hat sich die Wärmeleitfähigkeit binnen weniger Jahre von 0,040 auf 0,032 oder sogar 0,030 W/mK verbessert – das sind Entwicklungen, von denen andere Bereiche der Industrie nur träumen können. Bei vielen Dämmstoffen stoßen wir heute schon an physikalische Grenzen. Eine solche existiert zum Beispiel bei einer Wärmeleitfähigkeit von 0,029 – das entspricht in etwa der Dämmwirkung von stehender Luft. Noch geringere Werte erreicht man nur noch mit komplett anderen Werkstoffen und Verfahren. Dazu zählen etwa Schaumstoffe mit Poren in Nanometergröße, in denen die Wärmeübertragung durch Luft komplett unterbunden ist. Diese Produkte sind bisher noch zu teuer für den Massenmarkt, aber die Herstellungstechnologien sind auch dafür vorhanden. Hild: Ich hätte angenommen, dass derartige Verbindungen mit Graphitteilchen eher problematisch sind, weil man sie später wieder trennen muss. Holm: Beim EPS-Recycling treten dabei bislang definitiv keine Probleme auf. Die Werkstoffe lassen sich sauber trennen. Hild: Ist das Wärmedämmverbundsystem ausgereizt, wenn nun bei der Dämmstoffentwicklung physikalische Grenzen erreicht werden? Oder gibt es noch andere Parameter für Optimierung? Holm: Dann gehen wir andere Wege. Schon jetzt bieten die Hersteller Sandwichmaterialien aus zwei unterschiedlichen Dämmstoffen an. Es gibt beispielsweise ein Produkt, bei dem ein Dämmkern aus Polyurethan (PUR) mit EPS umhüllt wird. Das PUR sorgt dabei für eine geringe Wärmeleitfähigkeit, und das EPS gewährleistet die leichte Verarbeitung auf der Baustelle – also die Möglichkeit, den
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Produkte und Baustoffe Products and materials
Lösungen für die energetische Sanierung
Gesamtpaket für die Kellersanierung
Außen- und Innendämmung mit Poroton
Hochleistungsdämmung noch vielseitiger
Wenn in zu sanierenden Kellern höherwertige Nutzungen geplant sind, müssen diese vor dem Dämmen meist auch abgedichtet werden. Für solche Fälle bietet Remmers Komplettlösungen aus sulfatbeständigen Abdichtungs- und Sanierputzen, Wärmedämmung und Innenfarben an. Die Produktpakete wurden von der Technischen Universität Dresden hygrothermisch untersucht. Mit der Software »Delfin« simulierten die Wissenschaftler, wie sich eine durchfeuchtete Altbau-Kellerwand nach der Sanierung mit unterschiedlichen Innendämmsystemen über einen Zeitraum von zehn Jahren verhält. Mit den Baukastensystemen lassen sich laut Remmers sowohl der hygienische Mindestwärmeschutz nach DIN 4108 als auch die aktuelle EnEV einhalten. Hilfestellung bei der Auswahl der Systemkomponenten leistet die 16-seitige Broschüre »Energetische Kellerinstandsetzung«, die der Hersteller zum Download anbietet.
Die 2009 eingeführte keramische Wärmedämmfassade Poroton-WDF ist mittlerweile in zwei Ausführungen erhältlich. Der 18 cm breite Stein wird im Normalfall als Außendämmung eingesetzt und besitzt eine Wärmeleitfähigkeit von 0,055 W/mK. Speziell für den Einsatz als Innendämmung wird der Wärmedämmziegel auch in einer Breite von nur 12 cm und einem ¬-Wert von 0,060 W/mK angeboten. Eine Bestandswand mit U-Wert 1,0 W/m2K lässt sich hierdurch auf U = 0,33 W/m2K verbessern. Die Besonderheit des Systems liegt laut Schlagmann in der stabilen, schlagfesten Ziegelschale. Die wärmespeichernde Füllung der Dämmsteine besteht aus Perlit. Im Gegensatz zu vielen anderen Dämmmaterialien sind die Dämmsteine nicht brennbar (Baustoffklasse A); außerdem sind sie diffusionsoffen (μ = 4/5) und gleichen durch ihre kapillaraktive Struktur Feuchtigkeitsschwankungen aus.
Isover hat das Dämmsystem VacuPad 007 um neue Anwendungsgebiete erweitert. Künftig lassen sich damit auch Böden, Flachdächer und Terrassen nachträglich dämmen – in der Regel, ohne dass dabei Probleme mit der Höhe von Türschwellen oder Ähnlichem auftreten. Während sich das Dämmpaneel Metac UVP 007 besonders für niedrige Dämmlösungen im Außenbereich eignet, wurde Akustic EVP 007 für die schlanke Fußbodendämmung im Innenbereich entwickelt. Maßgeblich für die Dämmwirkung und Schlankheit von VacuPad 007 sind die verwendeten Vakuum-Isolationspaneele. Mit einer Wärmeleitfähigkeit von nur 0,007 W/mK sind sie bei gleicher Dämmleistung rund drei- bis fünfmal schlanker als eine Dämmung aus EPS oder PUR. Allerdings müssen sie auf Maß vorgefertigt werden und können nicht mehr auf der Baustelle zugeschnitten werden. Für die genaue Planung der Dämmung bietet Isover ab sofort die Software VacuSoft an.
Remmers Baustofftechnik GmbH Bernhard-Remmers-Straße 13 D-49624 Löningen Tel.: +49 5432 83-0 Fax: +49 5432 3985 E-Mail: info@remmers.de www.remmers.de
Schlagmann Poroton GmbH & Co. KG Ziegeleistraße 1 D-84367 Zeilarn Tel.: +49 8572 17-0 Fax: +49 8572 8114 E-Mail: info@schlagmann.de www.schlagmann.de
Saint-Gobain Isover G+H AG Bürgermeister-Grünzweig-Straße 1 D-67059 Ludwigshafen Tel.: +49 621 501-200 Fax: +49 621 501-201 www.isover.de
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