Sonnenschutz einfach geplant

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1 Seite 1 von 7 ift Rosenheim Diagramme für den sommerlichen Wärmeschutz 1 Einleitung Energieeffiziente Gebäude benötigen einen wirksamen Sonnenschutz, insbesondere dann, wenn großzügige Fensterflächen geplant sind. Großzügige Fensterflächen sind im Nichtwohnungsbau aber auch im Wohnungsbau Bestandteil unserer modernen Architektur. Die aktuell gültige Fassung der Energieeinsparverordnung (EnEV 2014) [1] stellt in 3 und 4 Mindestanforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz von Wohn- und Nichtwohngebäuden. Die Anforderungen der beiden Paragraphen gelten für zu errichtende Gebäude, also Neubauten. Im Fall der Sanierung eines Gebäudes ist der Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes nicht vorgeschrieben. Eine Ausnahme sieht 9 Abs. 4 und Abs. 5 bei der Erweiterung der Nutzfläche von mehr als 50 m² und Abs. 5 beim Einbau eines neuen Energieerzeugers vor. Der Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes ist seit der EnEV 2009 als Bestandteil der Planung gefordert. Die Fassung der EnEV verweist als Nachweisverfahren für den sommerlichen Wärmeschutz auf DIN : [2]. Als Nachweisverfahren sind das vereinfachte Sonneneintragskennwertverfahren nach Nr. 8.3 und die thermische Gebäudesimulation nach Nr. 8.4 der DIN zulässig. Für das letztgenannte Verfahren sind in DIN die anzusetzenden Randbedingungen definiert. Zielsetzung der Planung des sommerlichen Wärmeschutzes ist es, unzumutbare Temperaturen im Gebäude für den Nutzer zu vermeiden und hierfür Mindestanforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz zu definieren. Weiterhin soll auch der Einsatz energieintensiver Klimageräte zur Raumklimatisierung vermieden werden, was aus Sicht des Klimaschutzes und der Energieeffizienz ausdrücklich zu begrüßen ist. Mit der DIN haben Planer, Architekten und Bauphysiker ein vereinfachtes Nachweisverfahren. Warum dann ein neues vereinfachtes ift-diagrammverfahren, wenn schon ein Vereinfachtes Verfahren in DIN existiert?

2 Seite 2 von 7 Das Sonneneintragskennwertverfahren erwartet vom Planer die Eingabe von Randbedingungen wie beispielsweise Bauart, erhöhte Nachtlüftung oder Fensterfläche des geplanten Gebäudes. Das Verfahren liefert als Lösung nicht den maximalen g tot -Wert des Sonnenschutzes und der Verglasung. Dieser muss vom Planer in der Berechnung mit dem g- Wert der Verglasung nach EN 410 und dem Abminderungsfaktor F C für den zusätzlichen Sonnenschutz vorgegeben werden. Als Ergebnis seiner Berechnung erhält er die Information, ob der Nachweis für das Gebäude erbracht ist und der zulässige Sonneneintragskennwert nicht überschritten wurde. Das Verfahren liefert dem Planer als Trial-and- Error-Methode keine Lösung für das Problem, sondern ermittelt die Zulässigkeit des geplanten Sonnenschutzes. Der Nachweis ist mindestens für den ungünstigsten Raum des Gebäudes zu führen. Die Norm enthält hierfür keine Kriterien und definiert diesen Raum nicht. Der Planer muss daher sein Ergebnis durch weitere Berechnungen absichern. Auch wenn der Nachweis im Regelfall mit EDV-Unterstützung geführt wird, bleibt er aufwändig, und nicht immer sind alle für die Planung benötigten Daten sofort verfügbar. Ziel des neuen Nachweisverfahrens ist es daher, allen am Planungs- und Ausführungsprozess Beteiligten ein sicheres, normkonformes und unkompliziertes Verfahren an die Hand zu geben, das mit möglichst wenigen Eingabeparametern auskommt. Das neue vereinfachte Diagrammverfahren benötigt lediglich die Nettogrundfläche des Raumes, die vorgesehenen Fensterflächen und die Verglasung, die typischerweise im Wohnungsbau ein Wärmeschutzglas ist. DIN definiert Anforderungen für Wohngebäude und Nichtwohngebäude. Beim einfachen ift-verfahren wurde auf Diagramme für Nichtwohngebäude verzichtet, da die Anforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz sehr streng sind. Bereits bei geringem Fensterflächenanteil f WG ist der zulässige Sonneneintragskennwert sehr niedrig (Bild 1), wobei der auf die Grundfläche bezogene Fensterflächenanteil f WG definiert ist als das Verhältnis von Fensterfläche (Rohbaumaß) zur Nettogrundfläche des Raumes. In diesem Fall wäre ein Nachweis nach dem vereinfachten Verfahren zwar eine Orientierung, aber nicht ausreichend, zumal das vereinfachte Verfahren der Norm keine Information zu den auftretenden Innentemperaturen liefert. Für Nichtwohngebäude empfiehlt sich im Regelfall eine thermische Gebäudesimulation, insbesondere dann, wenn zusätzliche Anforderungen wie die Arbeitsstättenverordnung zu beachten sind.

3 Seite 3 von 7 Bild 1 Zulässige Sonneneintragskennwerte für Wohn- und Nichtwohngebäude, Klimaregion B, erhöhte Nachtlüftung 2 Das vereinfachte Verfahren der DIN Der Planer bestimmt für den Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes, ob der vorhandene Sonneneintragskennwert S vorh den zulässigen Sonneneintragskennwert S zul nicht überschreitet. Svorh S zul Der zulässige Sonneneintragskennwert wird nach dem Bonus-Malus-Prinzip aus den anteiligen Sonneneintragskennwerten der Tabelle 8 der DIN ermittelt. Diese ergeben sich unter anderem aus der Klimaregion, der Bauart des Gebäudes, dem grundflächenbezogenen Fensterflächenanteil, der Fensterneigung und der Orientierung der Fenster. S zul x Sx Der vorhandene Sonneneintragskennwert ergibt sich aus der Fensterfläche, der Nettogrundfläche des Raumes und dem g tot -Wert, der sich aus dem Gesamtenergiedurchlassgrad des Isolierglases und dem Abminderungsfaktor F C der Sonnenschutzvorrichtung ergibt. Die F C -Werte als Anhaltswerte können der Tabelle 7 in DIN entnommen werden, oder es werden durch Messung und Prüfzeugnis nachgewiesene Werte verwen-

4 Seite 4 von 7 det. Zu beachten ist, dass DIN beim Verzicht auf einen Nachweis für den sommerlichen Wärmeschutzes nach Tabelle 6 Zeile 2 nicht die Regelung des 47 der Musterbauordnung berücksichtigt. Die Musterbauordnung fordert einen auf die Grundfläche bezogenen Fensterflächenanteil von 12,5 %. Damit ist der zulässige Wert von 10 %, bei dem auf einen Nachweis verzichtet werden kann, immer überschreitet. Für weitere Details zum Nachweisverfahren sei auf [2, 3, 4] verwiesen. 3 Das vereinfachte ift-diagrammverfahren Das zuvor beschriebene Verfahren ist für handwerklich geprägte Unternehmen und für die schnelle und sichere Beratung von Architekten, z. B. durch den Fensterbaufachbetrieb oder den Fachbetrieb für Sonnenschutzmaßnahmen, weniger gut geeignet, da das Berechnungsverfahren die Kenntnis der Randbedingungen des Gebäudes erfordert und in akzeptabler Zeit nur mit einer Software bewerkstelligt werden kann. Das vereinfachte ift-nachweisverfahrens zeigt dem Planer in Form von Diagrammen zum sommerlichen Wärmeschutz sofort die möglichen Lösungen für den Sonnenschutz (F C -Wert) und benötigt nur eine geringe Anzahl an Eingangsdaten ein nicht zu unterschätzender Vorteil in der Beratung und beim Verkauf von Fenstern, Glas und Sonnenschutz. Das vereinfachte ift-nachweisverfahren entspricht dem Rechenverfahren des vereinfachten Nachweisverfahrens der DIN und kann daher als normkonformes Verfahren für den Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes nach DIN angewendet werden. Der Anwendungsbereich der Diagramme ist derzeit beschränkt auf den Wohnungsbau und auf senkrechte Fensterflächen. Die Diagramme gelten für alle Orientierungen, liefern allerdings für nach Norden orientierte Fenster eine ungünstige Dimensionierung, da auf der Nordseite die solare Einstrahlung geringer und im Wesentlichen diffus erfolgt. Das Verfahren verwendet folgende auf der sicheren Seite liegende Annahmen, die vom Anwender nicht mehr ermittelt und überprüft werden müssen: leichte Bauart, Sommer-Klimaregion C, erhöhte Nachtlüftung (n 2 h -1 ), Zweifach- oder Dreifach-Wärmeschutzisolierglas. Bei der Wohnungsnutzung kann nach DIN von der Möglichkeit einer erhöhten Nachtlüftung ausgegangenen werden. Als Mindestangaben für den Nachweis eines Wohngebäudes werden lediglich benötigt: Nettogrundfläche des Raumes/der Räume, Fensterfläche, maximaler g-wert der Wärmeschutzverglasung.

5 Seite 5 von 7 Beispiel Bild 2 zeigt die einfache Anwendung eines Diagrammes an einem Beispiel. Die Planung erfolgt für einen Raum in einem Wohngebäude mit einer Nettogrundfläche von 30,8 m² und einer Fensterfläche von 5,6 m². Der Gesamt-Energiedurchlassgrad g des Mehrscheiben-Isolierglases darf, wie im Diagramm angegeben, maximal 64 % betragen. Dieser Wert wird bei den am Markt angebotenen Wärmeschutzgläsern typischerweise nicht überschritten. Mit diesen Angaben erfolgen die Planung und der Nachweis. In unserem Beispiel ergibt sich ein erforderlicher F C -Wert für den zusätzlichen Sonnenschutz von 0,75. Eine Planung mit einem Wärmeschutzglas und einem innenliegenden Sonnenschutz (F C = 0,75) wäre hier ausreichend. Maßgeblich im Diagramm ist der Bereich für F C = 0,75, da der Punkt innerhalb des Bereichs liegt. Die Option kein zusätzlicher Sonnenschutz (F C = 1) ist nicht möglich, da der Punkt oberhalb des Bereichs für F C = 1 liegt. Entscheidend ist also der Bereich F C = 0,75. Die Vorteile des Verfahrens liegen auf der Hand: So kann auch ein Anbieter eines zusätzlichen Sonnenschutzes ohne besondere Fachkenntnisse planen, da er lediglich die zuvor genannten Randbedingungen abfragen muss. Bild 2 Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes Wohngebäude mit Wärmeschutzverglasung

6 Seite 6 von 7 4 Fazit Das vorgestellte neue ift-diagrammverfahren ermöglicht eine einfache, schnelle und unkomplizierte Planung des sommerlichen Wärmeschutzes und der Sonnenschutzeinrichtung (F C -Wert). Es ist insbesondere bei der gewerkübergreifenden Planung eine Hilfe, da nur wenige Planungsdaten benötigt werden. Die Diagramme werden als Fachinformation [5] im Sommer 2016 vom ift Rosenheim publiziert. Literatur [1] Energieeinsparverordnung 2014, Bundesgesetzblatt Jahrgang 2013 Teil I Nr. 67, Bonn 21. Nov [2] DIN EN : Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden Teil 2: Mindestanforderungen an den Wärmeschutz. Beuth Verlag GmbH, Berlin [3] Spitzner, M. H.; Rossa, M.: Die neue DIN Mindestanforderungen an den Wärmeschutz. Ingenieurakademie West e.v., Tagungsband Bauphysik-Tagung 2012 [4] VFF-Merkblatt ES.04 Sommerlicher Wärmeschutz. Verband Fenster + Fassade, Frankfurt. Oktober 2014 [5] ift-fachinformation WA-21/1 Sommerlicher Wärmeschutz; Vereinfachte Nachweisverfahren und Diagramme. ift Rosenheim, Veröffentlichung April 2016

7 Seite 7 von 7 Autor ist langjähriger Mitarbeiter am ift Rosenheim und zuständig für Inhouse-Schulungen. Er ist anerkannter Experte rund um die Themen Energieeffizienz, Bauphysik und Glas. Als Lehrbeauftragter, Referent und Autor gibt er seine Erfahrungen weiter. Über das ift Rosenheim Das ift Rosenheim ist eine europaweit notifizierte Prüf-, Überwachungs- und Zertifizierungsstelle und international nach DIN EN ISO/IEC akkreditiert. Im Mittelpunkt steht die praxisnahe, ganzheitliche und schnelle Prüfung und Bewertung aller Eigenschaften von Fenstern, Fassaden, Türen, Toren, Glas und Baustoffen. Ziel ist die nachhaltige Verbesserung von Produktqualität, Konstruktion und Technik sowie Normungsarbeit und Forschung. Die Zertifizierung durch das ift Rosenheim sichert eine europaweite Akzeptanz. Das ift ist der Wissensvermittlung verpflichtet und genießt als neutrale Institution deshalb bei den Medien einen besonderen Status die Publikationen dokumentieren den aktuellen Stand der Technik.