Bestimmung der erforderlichen Speichermasse

Hallo zusammen,

das Passivhaus Institut empfiehlt für die Behaglichkeit in einem Passivhaus im Sommer Speichermasse im Inneren des Gebäudes. Das kann sich ja auch jeder grundsätzlich vorstellen, dass Speichermasse den Temperaturanstieg im Sommer dämpft, besonders wenn es keinen Sonnenschutz gibt.
Ich frage mich nur, wie ich die Größe der Speichermasse bestimmen kann. Im Speziellen geht es um die Abwägung, ob die tragenden Innenwände und Decken aus Stahlbeton hergestellt werden müssen, oder ob eine Holzmassivbauweise (Kreuzlagen oder Brettstapel) oder sogar der normale Holzrahmenbau mit Holzfaser- oder Zellulosedämmung und zusätzlicher GK-Beplankung (25mm oder mehr) ausreichend ist.

Gibt es dafür irgendwelche Richtwerte oder überschlägigen Berechnungen ?

Micha, ich glaube, du musst schon die entsprechenden Materialien berücksichtigen. Am eigenen Haus hab ich die Erfahrung gemacht, dass eine GK-Ständerkonstruktion als Innenwand kaum Speichermasse bildet.

Die Reaktion ist doch so, dass das massereiche Bauteil durch die Wärme gewissermaßen "in Schwingung" versetzt wird. Dadurch nehmen schwere Baumaterialien ja auch viel langsamer die Wärme auf.

Was ich schon gesehen habe, sind mit Hohllochziegel sichtbar ausgefachte Fachwerkwände als Innenwand. Ich denke, das kannst du sogar mit Vollziegel noch verbessern.

Mir ist schon klar, dass viel viel hilft. Ich möchte aber wissen, wie viel Speichermasse ich tatsächlich brauche. Der Tragwerksplaner, der auch den Passivhausnachweis führen soll, möchte gerne, dass alles in StB gebaut wird. Er hat noch nie so einen Nachweis gemacht und hat auch noch keine Erfahrungen mit Holzbau, meine Chefin hat von Holzbau auch keinen Schimmer. Solange ich nicht belegen kann, dass StB mehr Speichermasse als benötigt liefert, wird jetzt mit der Beauftragung des Tragwerksplaners aus dem Holzbau ein banaler Stahlbetonbau.

Micha, dann solltest du, glaub ich, mal einen der "großen" Holzhausbauer anfragen. Die müssten dazu doch wirklich Unterlagen haben.

Ich glaub ja, dass eine Aussage zur sommerlichen Behaglichkeit eines Passivhauses eh eine sehr subjektive Aussage ist.
Eine gut gedämmte Aussenwand und entsprechende Beschattung an den Fenstern verhindern doch schon mal zum großen Teil, dass eine Erwärmung überhaupt stattfindet.

Was für ein Bauwerk plant ihr denn überhaupt?
Einfamilienehaus oder Schule oder?
Im EFH hast du doch oft den Boden des EG als zusätzliche Speichermasse.

Hallo Martin,

also es geht um eine Kita.
Der Tragwerksplaner soll auch die PHPP2007 als Nachweis für den Passivhausstandard führen. Der ist, wie es sich für einen Berliner gehört gegen Holz und für Kalksandstein und Stahlbeton. Ursprünglich war der Vorentwurf als Holzrahmenbau eingereicht worden. Im Moment argumentiert der Tragwerksplaner, dass bei einer Kita so hohe interne Lasten im Sommer vorhanden wären, dass man nicht um Stahlbeton (Wände und Decken) herumkäme. Es geht also um die interne thermische Speichermasse, oder die Amplitudendämpfung durch diese und die daraus resultierende Phasenverschiebung. Bei den meisten Holzsystemanbietern wie z.B. Merk, Lenotrend, Lignatur etc. wird die auch angegeben und liegt um die 12h.
Ich würde jetzt behaupt, dass das ausreichend ist. Nur wird meiner Einschätzung kein Gewicht gegeben, solange ich diese nicht wissenschaftlich nachweisen kann.

Mir ist auch klar, nicht zuletzt durch die Lektüre von Feist, dass Dämmung und Sonnenschutz viel bedeutender sind, und das Vorhandensein einer thermischen Speichermasse im Inneren des Gebäudes vorteilhaft und zu einem gewissen Maß auch nötig ist. Nur zu welchem Maß ?
Für Stahlbeton oder Massivholzsysteme kann man die Phasenverschiebung, so weit ich das verstanden habe, wie folgt berechnen:

Phasenverschiebung =
Wärmespeicherzahl s * Bauteilstärke / (3,6 * Wärmeleitfähigkeit)

Bei einer 24cm Stahlbetondecke wären das 322 h.
Bei einer 30cm Kreuzlagenholzdecke wären es 13,5 h.

13,5 h hört sich vernünftig an.
322 h scheint mir überdiemensioniert.

Und dann gibt es da noch den Wärmeeindringkoeefizienten b.
Der die Behaglichkeit hinsichtlich der umgebenden Raumfläche beinflussen soll. Dieser soll unter 50 liegen, bei Bodenaufbauten aufgrund des direkten Körperkontakts sogar unter 20.

Der liegt bei Stahlbeton bei 142.
Für Holz bei 24.
Ich würde dem insofern zustimmen, als dass ein 22° warmer Fußboden meinem Fuß immer noch unangenehm stark Wärme entziehen würde, jedenfalls kommt mir das so vor, wenn ich meine Holzdielen im Wohnzimmer mit dem Linoleum auf Estrich in der Küche vergleiche.

Ich schließe daraus, wenn meine Informationen richtig sind, dass Stahlbeton zwar viel Energie speichern kann. Dass es jedoch unnötig viel ist.
Und das der Preis dafür unbehagliche umgebende Oberflächen sind.
Im Umkehrschluß wäre meine Folgerung, dass Holz oder eine Holzbauweise zwar nicht zu so einer starken Phasenverschiebung wie StB führt, diese aber trotzdem ausreichend ist, und ich dafür behaglichere Oberflächen bekomme.

So und das müßte ich jetzt nur noch glaubhaft wissenschaftlich in der Stadt aus Stein belegen.

Ich weiß immer noch nicht wie man die erforderliche Speichermasse bestimmt, aber ich habe jetzt von Bauherrn eine Angabe bekommen. 50Wh/m2K

Das heißt eine Mindestbauteilstärke von

8cm StB
12cm KS
15cm Massivholz (Brettstapel oder Kreuzlagen)

Da die Anforderung auf beiden Seiten der Innenwand besteht müssen die Werte also verdoppelt werden.