Fenstermontage Teil 3 Planung und Ausführung von Fensteranschlüssen Altbausanierung

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1 Institut für Fenstertechnik e.v. Dipl.-Ing. (FH) Wolfgang Jehl Leiter Gutachten Dipl.-Ing. (FH) Guido Straßer Bereich Gutachten Dipl.-Ing. (FH) Ulrich Sieberath Leiter Normung/Zertifizierung Fenstermontage Teil 3 Planung und Ausführung von Fensteranschlüssen Altbausanierung 1 Einleitung Im Teil 1 und 2 dieser Veröffentlichung wurden die wärmeschutztechnischen Anforderungen an Fensteranschlüsse nach der neuen EnEV (ab ) dargestellt. Dabei wurde im wesentlichen die Neubausituation behandelt. Die Anforderungen der Energieeinsparverordnung bzw. an den Mindestwärmeschutz im Bereich von Wärmebrücken, sind grundsätzlich auch bei der Fenstersanierung zu beachten. Da bei Altbauten in der Regel andere Voraussetzungen vorliegen als bei Neubauten, wird die Problematik des fachgerechten Fensteranschlusses in der Altbausanierung gesondert behandelt. Die Sanierung von bestehenden Gebäuden gestaltet sich oft schwieriger als der Bau von neuem Wohnraum. Anders als im Neubau kann nur selten mit standardisierten Lösungen gearbeitet werden. Bei der Sanierung von Fassaden sind Planende und Ausführende gefordert immer wieder neue Lösungen zu erarbeiten. Dabei ist es wichtig, das Gebäude ganzheitlich zu betrachten. Grundvoraussetzung einer fachgerechten Sanierung ist eine detaillierte Aufnahme der gegebenen Situation. Ist die Ausgangslage bekannt, können, Lösungen erarbeitet werden, die den derzeitigen allgemein anerkannten Regeln der Technik gerecht werden. Als Teil der Planung ist die Bauaufnahme Sache des Architekten bzw. Bauplaners. Oft werden Sanierungsaufträge aber direkt vom Bauherrn an den Fensterbauer vergeben. In diesen Fällen übernimmt die ausführende Firma die Planungsleistung, mit den damit verbundenen Konsequenzen in rechtlicher Hinsicht, beispielsweise einer bis zu 30-jährigen Haftungsproblematik. Seite 1 von 13

2 2 Erfassung der Situation Jede fachgerechte Sanierung setzt eine detaillierte Aufnahme der vorhandenen Bausituation voraus. Hierzu zählt die Erfassung der Lage im Gelände sowie der Orientierung des Baukörpers und damit der zu erwartenden Belastung der Fassaden. Des weiteren sind die Abmessungen der Fassade, sowie sonstige Einflussgrößen, wie z. B. die geplante Nutzung des Gebäudes oder vorhandene Lärmquellen für die spätere Planung relevant. Der Planer sollte sich ein möglichst umfassendes Bild von der baulichen Situation verschaffen. Im Zweifelsfall können Fenster sogar exemplarisch ausgebaut oder eine Mustersanierung durchgeführt werden. Dies ist häufig erforderlich, um Klarheit über die Ausbildung des Wandaufbaus zu bekommen, damit z.b. die Abdichtung des neuen Fensters fachgerecht ausgebildet werden kann und erkennbar wird ob zusätzliche Maßnahmen erforderlich werden. Der Umfang der Bauaufnahme richtet sich nach der Komplexität der Sanierungsaufgabe. In manchen Fällen kann es ausreichend sein nur den Putz stellenweise zu entfernen, oder Fensterbänke innen und außen zu demontieren, um sich Klarheit über den Wandaufbau zu verschaffen. Eine gründliche Erfassung der Situation ist empfehlenswert, da erhebliche Kosten und Zeitverzögerungen entstehen können, wenn aufgrund unzureichender Planung, Probleme, Mängel und Schäden durch die Ausführung entstehen. Um eine bauphysikalische Bewertung der Fensteranschlüsse vornehmen zu können, müssen bei der Aufnahme vor Ort, die Bauteilkonstruktion und die Lage der Bauteile zueinander erfasst werden. Ferner sollten die Baustoffe und deren Kennwerte bekannt sein. Soweit die Kennwerte nicht aus Plänen ermittelt werden können, sind entsprechende Annahmen zu treffen, oder es können die Kennwerte durch Laborversuche ermittelt werden. Tabelle 1 gibt Wärmeleitfähigkeiten (λ R ) von Mauerwerk bei entsprechenden Rohdichten wieder. Kann die Rohdichte und die Art des Mauerwerkes bestimmt werden können die Wärmeleitfähigkeiten als Anhaltswerte herangezogen werden. Seite 2 von 13

3 Tabelle 1 Wärmeleitfähigkeiten von Mauerwerk einschließlich Mörtelfuge Mauerwerk aus Mauerziegeln Rohdichte in kg/ m³ λ R in W/ (m. K) Vollklinker, Hochlochklinker, Keramikklinker ,81 Vollklinker, Hochlochklinker, Keramikklinker ,96 Vollklinker, Hochlochklinker, Keramikklinker ,20 Vollziegel, Hochlochziegel ,50 Vollziegel, Hochlochziegel ,68 Vollziegel, Hochlochziegel ,96 Mauerwerk aus Hüttensteinen ,64 Mauerwerk aus Hüttensteinen ,76 In Tabelle 2 werden die wichtigsten Punkte wiedergegeben, die bei der Erfassung der Situation vor Ort abgearbeitet werden sollten. Diese Tabelle erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit, sondern dient vielmehr als Leitfaden der bei Bedarf entsprechend erweitert werden kann. Tabelle 2: Checkliste für die Bauaufnahme vor Ort 1. Allgemeine Angaben zur Fassade 1.1 Abmessungen (Länge, Breite, Höhe) 1.2 Orientierung (Himmelsrichtung) 1.3 Baujahr 1.4 Sonstiges (z. B. Lärmquellen) Erfassung der Außenwandkonstruktion und Anschlusssituation 2.1 Aufbau und Zustand 2.2 Maßliche Ausbildung 2.3 Ausbildung der Anschlussfugen 2.4 Eingesetzte Materialien 2.5 Anschlagsituationen (z. B. stumpfer Anschlag, Innenanschlag) 2.6 Fenstersystem (Kastenfenster, Verbundfenster, Einfachfenster) 2.7 Rollladen, Sonnenschutzanlagen, etc. 2.8 Lage im Baukörper Seite 3 von 13

4 2.9 Fensterbank Erfassung der vorhanden Fensterkonstruktion soweit für die Planung erforderlich 3.1 Öffnungsart (DIN links, DIN rechts) 3.2 Teilung (Oberlichte, Sprossen, Pfosten, Riegel) 3.3 Abmessung des Fensters (Breite, Höhe, Stärke) 3.4 Verglasung Die Voraussetzungen für eine fachgerechte Abdichtung sind bereits bei der Bauaufnahme zu überprüfen. Hierbei ist besonders im Altbau zu prüfen, ob raumseitig an die luftdichte Ebene (z. B. Innenputz, Dampfbremse) angeschlossen werden kann. Ebenso muss die äußere schlagregendichte Ebene (z. B. Außenputz) für den Anschluss des Fensters hergestellt werden können. Ferner sollten die, für die Abdichtung erforderlichen Fugenflanken, auf Ihre Eignung hin überprüft werden. Beispielsweise ist bei Abdichtungen mit Hinterfüllschnur (geschlossenzellig) und dauerelastischem Dichtstoff an den Haftflächen mit Zugspannungen zu rechnen. Wird der dauerelastische Dichtstoff zwischen Blendrahmen und Putz eingebracht, müssen die zu erwartenden Zugspannungen vom Putz aufgenommen werden können. Putze im Altbaubereich haben oft nur einen geringen Bindemittelanteil und besitzen deshalb nur geringe Festigkeiten. Außerdem unterliegen Putze der Bewitterung und können auch deshalb an Festigkeit einbüßen. Das Abdichtungssystem muss daher entsprechend der bestehenden Situation ausgewählt werden. Der Verankerungsgrund ist auf Tragfähigkeit hin zu überprüfen. Die Befestigungsmittel müssen die auftretenden Kräfte sicher in den Baukörper ableiten können. Die Überprüfung der Vorraussetzungen für einen fachgerechten Anschluss des Fensters erfordert gewerkeübergreifende Kenntnisse des Ausführenden. Bei der Überprüfung der Situation vor Ort müssen im Regelfall keine Festigkeitswerte ermittelt werden, denn durch einfache Maßnahmen, beispielsweise durch Abklopfen der Bauteile kann festgestellt werden, ob der Putz oder das Mauerwerk festes Gefüge besitzt oder nicht. Seite 4 von 13

5 3 Planung des Fensteranschlusses Die Planung einer Baumaßnahme ist im Neubau baurechtlich durch den Eingabeplan gefordert, während im Altbau die Planung nicht selten aus Kostengründen eingespart wird. Wie Bauschäden zeigen, wäre die fachgerechte Planung der Baumaßnahme gerade im Altbau dringend erforderlich. Wird eine Fenstersanierung direkt durch den Bauherrn an eine Firma vergeben, übernimmt die ausführende Firma, wenn nichts anderes vereinbart wurde, auch Planungsleistungen. Da die planerischen Aufgaben zukünftig einen erheblichen Umfang erreichen können, sollte im Vorfeld der Arbeiten geregelt werden wer die Planung ausführt. Bei der Erneuerung von Fenstern sind unterschiedliche Anschlagarten anzutreffen. Bild 1 stellt verschiedene Wandanschläge dar. stumpfer Anschlag Innenanschlag Innenanschlag Außenanschlag Bild 1 Prinzipskizze unterschiedlicher Anschlagarten Seite 5 von 13

6 Unabhängig vom Anschlag können Fenster im wesentlichen in drei unterschiedlichen Verfahren ausgetauscht werden. a) und b) Das neue Fenster wird an die Stelle des alten Fensters gesetzt, soweit erforderlich wird die Mauerlaibung z. B. durch Aufmauern angepasst: Dazu ist das Freilegen der Laibung innen oder außen erforderlich, anschließend werden die neuen Fenster eingeputzt. c) Das neue Fenster wird in die raumseitige Putzlichte gesetzt, das Blendrahmenaußenmaß wird kleiner. d) Oder das alte Fenster wird zurückgeschnitten und ein neues Fenster im Überschubverfahren über den intakten verbleibenden Rahmen eingebaut. Bild 2 zeigt die unterschiedlichen prinzipiell möglichen Fensteraustausch- Verfahren. a) b) c) d) Bild 2 Prinzipskizze unterschiedliche Anschlussarten Seite 6 von 13

7 Fenster sind dauerhaft luftdicht nach den Regeln der Technik einzubauen (DIN ). Hierzu ist eine raumseitige Abdichtung erforderlich. Die im Teil 1 dieser Veröffentlichung aufgeführten Abdichtungen (Dichtstoffe, Dichtbänder, Folien und vorkomprimierte Dichtbänder) können hierfür eingesetzt werden. Schwierigkeiten treten auf, wenn die Vorraussetzungen für einen fachgerechten Anschluss zum Baukörper nicht gegeben sind. Werden beispielsweise Kastenfenster ausgebaut, ist hinter dem Futter mit unverputzten Wandflächen zu rechnen (Bild 3). Bild 4 zeigt eine Fensterbrüstung mit losen Steinen, auch hier fehlen die Voraussetzungen für den fachgerechte Einbau des Fensters. Wenn die baulichen Gegebenheiten und der Zustand der angrenzenden Gewerke einen fachgerechten Anschluss nicht zulassen, sind gegebenenfalls im Vorfeld zunächst Vorarbeiten an der Maueröffnung erforderlich. In diesen Fällen muss die Planung festlegen, wie der Anschluss auszubilden ist und die Gewerke entsprechend koordinieren. Bild 3 Unzureichende Voraussetzungen für den fachgerechten Einbau eines neuen Fensters Seite 7 von 13

8 Bild 4 Fensterbrüstung mit losen Steinen. Eine weitere Möglichkeit ist der Einsatz von Futterkonstruktionen. Futterkonstruktionen können aus Holz bzw. Holzwerkstoffen hergestellt werden. Es gibt diese Konstruktionen auch aus Kunststoff als fertiges Bauteil. Bild 5 stellt eine Futterkonstruktion prinzipiell dar. Bild 5 Prinzipskizze Fensteranschluss mit Futterkonstruktion Seite 8 von 13

9 Außenseitig ist der Fensteranschluss an den Baukörper schlagregendicht auszubilden. Die verbleibende Fuge zwischen Blendrahmen und Außenwand ist mit Dämmstoff vollständig zu füllen. Insgesamt muss ein Abdichtungssystem gewählt werden, das dem bauphysikalischem Grundsatz innen Wasserdampfdiffusionsdichter als außen gerecht wird. Die Mindestanforderungen an den Wärmeschutz im Bereich von Wärmebrücken (f-faktor), also auch im Bereich von Fensteranschlüssen, wie sie in DIN festgelegt wurden, sind zu beachten (siehe auch Teil 2 dieser Veröffentlichungsreihe). Soweit nicht auf das Beiblatt 2 der DIN 4108, oder bereits berechnete Anschlussdetails zurückgegriffen werden kann, dies ist im Altbaubereich der Regelfall, muss der Temperaturfaktor (f-faktor) grundsätzlich für jede Anschlussausbildung ermittelt werden. Im Bereich der Altbausanierung stellt sich dabei das Problem, dass Kennwerte für die Berechnung oft nicht vorhanden sind. Des weiteren entsprechen vorhandene Außenwände oft nicht den derzeitigen wärmeschutztechnischen Mindestanforderungen. Um dennoch akzeptable Lösungen zu bekommen ist bei der Planung von Sanierungsmaßnahmen die Fassade als Ganzes zu betrachten. Die Außenwand, die Lage des Fensters in der Außenwand, das Fenster und die Anschlussausbildung haben Einfluss auf den Temperaturfaktor (f-faktor) und sind deshalb bei der Lösungssuche mit in die Betrachtung einzubeziehen. In vielen Fällen werden zukünftig beim Fensteraustausch zusätzliche wärmeschutztechnische Maßnahmen erforderlich. Dabei kann, wenn beispielsweise aus Denkmalschutzgründen die äußere Fassade nicht verändert werden darf, die raumseitige Mauerlaibung gedämmt bzw. wärmeschutztechnisch verbessert werden (siehe Tabelle 3). Bauphysikalisch günstiger ist eine außenseitige Dämmung der Mauerlaibung bzw. Außenwand. Die außenseitige Dämmung kann auch zu einem späteren Zeitpunkt, wenn beispielsweise die Sanierungsmaßnahme aus Kostengründen aufgeteilt werden soll, durchgeführt werden. Die Energieeinsparverordnung stellt an Wärmebrücken bei der Fassadensanierung keine konkreten Anforderungen. Werden Änderungen an bestehenden Außenbauteilen durchgeführt (z.b. der Außenputz erneuert), dann dürfen bestimmte Höchstwerte der Wärmedurchgangskoeffizienten der Bauteile jedoch nicht überschritten werden (EnEV, Anhang 3, Tabelle 1). Wird eine Sanierung durchgeführt ist außerdem der Mindestwärmeschutz nach DIN zu beachten. In der Mehrzahl der Fälle können Wärmebrücken bereits während der Planung entdeckt und durch geeignete Maßnahmen vermieden oder Seite 9 von 13

10 zumindest eingedämmt werden. Eine Verbesserung der energetischen Qualität der Gebäudehülle im Bereich von Wärmebrücken ist dadurch oft ohne größeren Aufwand möglich. Als Beispiel für eine Altbausanierung sind nachfolgend unterschiedliche Lösungsalternativen dargestellt (Tabelle 3). Die vorhandene Situation besteht aus einer monolithischen Außenwand mit Innenanschlag und Kastenfenster. Die Außenwand besteht aus Vollziegelmauerwerk (Dicke 365 mm, Wärmeleitfähigkeit λ R = 0,68 W/(mK), beidseitig verputzt). Die Oberflächentemperatur (θ si ) der Außenwand, im vom Fensteranschluss unbeeinflussten Bereich, liegt bei θ si = 12,8 C. Der Berechnung der Sanierungsvarianten in Tabelle 3 wurden folgende Randbedingungen zugrunde gelegt: innen: 20 C, R si = 0,25 W/ (m². K) Wandbereich, R si = 0,13 W/ (m². K) Fensterbereich, außen: - 5 C, R se = 0,04 W/ (m². K). Tabelle 3 Kastenfenster - Sanierungsvarianten des Anschlusses mit Oberflächentemperaturen θ si und Temperaturfaktor f 0,25 (Klimatische Randbedingungen: Außenlufttemperatur - 5 C, Innenlufttemperatur 20 C) Nr. Beschreibung Darstellung θ si in C ( Bild) f 0,25 Anforder ung erfüllt 1 Ausgangssituation vor der Sanierung 13,1 0,72 ja 2 Sanierung mit angepassten Blendrahmen 11,3 0,65 < f min nein Seite 10 von 13

11 Nr. Beschreibung Darstellung θ si in C ( Bild) f 0,25 Anforder ung erfüllt 3 Sanierung mit ausgemauerter Laibung aus Porenbeton, 80 mm stark, λ R = 0,19 W/ (m. K) 12,7 0,71 ja 4 Sanierung mit angepassten Blendrahmen und Dämmung der raumseitigen Laibung, d=40 mm, λ R =0,04 W/(mK) 14,5 0,78 ja 5 Sanierung mit angepassten Blendrahmen und WDVS, Dämmstoffstärke 80 mm Laibung 30 mm, λ R =0,04 W/(mK) 16,5 0,86 ja Auf Grund der ungünstigen Wärmeleitfähigkeit der vorhandenen Außenwand ist aus Sicht des Wärmeschutzes die Sanierung der monolithischen Außenwand, mit beispielsweise einem Wärmedämmverbundsystem zu empfehlen. Durch die Verbesserung des Wärmeschutzes werden höhere raumseitige O- berflächentemperaturen erreicht, und zugleich die Wärmeverluste reduziert. Das Beispiel zeigt, dass der Nachweis des Mindestwärmeschutzes mit verschiedenen Lösungen möglich ist. Die dargestellten möglichen Sanierungsalternativen (Nr. 3, 4 und 5) bedeuten gegenüber heute im Altbaubereich üblichen Sanierungen einen höheren Aufwand. Dies betrifft die Planung der Maßnahmen ebenso, wie die Umsetzung der Planungsvorgaben. Seite 11 von 13

12 4 Fazit Mit der Novellierung der DIN 4108 wird die energetische Beurteilung von Wärmebrücken, also auch der Wandanschluss von Fenstern, gefordert. Es handelt sich hierbei um eine Planungsaufgabe, wobei auch der Ausführende gut daran tut, sich den neuen Anforderungen rechtzeitig zu stellen, um die Vorgaben bei der Umsetzung fachgerecht realisieren zu können und gegebenenfalls auch, um als qualifizierte Berater dem Auftraggeber unterstützend zur Seite zu stehen. Für die Fenstersanierung im Altbaubereich bearbeitet das ift derzeit im Auftrag des Bundesamtes für Bauwesen und Raumordnung, Berlin, ein Forschungsvorhaben mit dem Titel Planungsinstrumente zur Vermeidung von Schimmelpilzbefall bei der Modernisierung und Instandsetzung. Die hierzu durchgeführten Berechnungen zeigen, dass durch den geringeren Wärmeschutzstandard, insbesondere bei monolithischen Außenwänden und bei nicht durchgängigen Dämmebenen mehrschichtiger Außenwände, zusätzliche Maßnahmen zu treffen sind, um das Risiko der Schimmelpilzbildung zu verringern. Als Minimallösung kommen hier im wesentlichen Dämm-Maßnahmen im Laibungsbereich in Frage. Als Ideallösung, im Sinne einer ganzheitlichen Betrachtungsweise, ist eine wärmeschutztechnische Verbesserung der gesamten Gebäudehülle zu sehen. Die Thematik wird vom ift durch weitere Veröffentlichungen anhand von konkreten Einbausituationen und Fallbeispielen behandelt. Seite 12 von 13

13 Literaturhinweise [1] Planungsinstrumente zur Vermeidung von Schimmelpilzbefall bei der Modernisierung und Instandsetzung; Forschungsprojekt im Auftrag des Bundesamtes für Bauwesen und Raumordnung, Berlin, 2001 [2] Leitfaden zur Montage, Der Einbau von Fenstern und Fassaden mit Qualitätskontrolle durch das RAL-Gütezeichen, Fachliche Ausarbeitung - Institut für Fenstertechnik e.v. RAL-Gütegemeinschaften Fenster und Haustüren, Frankfurt am Main, [3] Technische Richtlinie des Glaserhandwerks/ Bundesinnungsverband des Glaserhandwerks, Nr. 20. Einbau von Fenstern und Fenstertüren mit Anwendungsbeispielen, Fachliche Ausarbeitung - Institut für Fenstertechnik e.v. Verlagsanstalt Handwerk GmbH, Düsseldorf, [4] Verordnung über energiesparenden Wärmeschutz und energiesparende Anlagentechnik bei Gebäuden (Energieeinsparverordnung EnEV) [5] DIN : , Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden, Teil 2: Mindestanforderungen an den Wärmeschutz; Beuth-Verlag GmbH, Berlin. [6] DIN 4108 Beiblatt 2 : , Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden Wärmebrücken - Planungs- und Ausführungsbeispiele; Beuth-Verlag GmbH, Berlin. [7] DIN : , Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden, Teil 3: Klimabedingter Feuchteschutz, Anforderungen, Berechnungsverfahren und Hinweise für Planung und Ausführung; Beuth-Verlag GmbH, Berlin. [8] DIN V : , Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden, Teil 4: Wärme- und feuchteschutztechnische Bemessungswerte; Beuth-Verlag GmbH, Berlin. Seite 13 von 13