1 Einleitung. 2 Neuausgabe der DIN Gültigkeitsbereich

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1 Geschäftsführer ift Rosenheim DIN und Energieeinsparverordnung EnEV Mindestanforderungen und Nachweismöglichkeiten Müssen Glasflächen in Zukunft kleiner werden? 1 Einleitung Die Mindestanforderungen an Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden sind je nach Zielsetzung in verschiedenen Regelwerken festgelegt. Das Kapitel 8 der DIN widmet sich den Mindestanforderungen an den Wärmeschutz im Sommer. Schutzziele sind hier der Benutzer (Schaffung eines erträglichen Raumklimas durch Schutz vor unangenehm hohen Raumtemperaturen im Sommer) sowie die Energieeinsparung (Vermeidung von Klimatisierungsbedarf und nachträglicher Klimatisierung). Dieser Abschnitt der Norm ist derzeit von der bauaufsichtlichen Einführung ausgenommen. Er wird dadurch verbindlich, dass die EnEV einen sommerlichen Mindestwärmeschutz verlangt, und für dessen Nachweis auf das Verfahren der DIN verweist. 2 Neuausgabe der DIN Die bisherige Ausgabe der DIN ist fast 10 Jahre alt und war überarbeitungsbedürftig. Daher wurde sie vom zuständigen Arbeitsausschuss des Normenausschusses Bauwesen die Norm überarbeitet. Die neue Fassung wurde vom DIN mit Ausgabedatum Februar 2013 herausgegeben. Die Neuausgabe wird privatrechtlich einzuhalten sein, nachdem davon auszugehen ist, dass sie den aktuellen anerkannten Stand der Technik darstellt. Hinsichtlich des sommerlichen Wärmeschutzes bezieht sich die aktuelle EnEV allerdings in einem datierten Verweis auf die bisherige Ausgabe der Norm. Für den EnEV-Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes gilt damit formal bis zu einer Neuausgabe der EnEV die bisherige Normausgabe. Es wird dem Planer jedoch empfohlen, sich auch für den sommerlichen Wärmeschutznachweis auf die neue Normausgabe zu stützen. Es ergeben sich durch die Überarbeitung des Verfahrens nun höhere ( schärfere ) Anforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz; folglich schließt die Einhaltung des sommerlichen Wärmeschutzes nach der neuen Normausgabe auch die Einhaltung der bisherigen Normausgabe ein (außer bei kleinen Fensterflächenanteilen aber da ist der sommerliche Wärmeschutz ja nicht so problematisch). Die Festlegungen der Neuausgabe zum sommerlichen Wärmeschutz bestimmen jenes Schutzniveau, das der Gebäudebesteller aktuell erwarten kann und welches damit ohnehin als geschuldet zu betrachten ist. 3 Gültigkeitsbereich Die Anforderungen der DIN an den sommerlichen Wärmeschutz gelten für alle Räume in Hochbauten, die auf übliche Innentemperaturen beheizt sind ( 19 C; Definition beheizt ) oder die mit solchen Räumen über offenen Raumverbund verbunden sind. Für niedrig beheizte Räume und Gebäude wie Werkhallen, Lagerhallen etc. und für Treppenräume außerhalb der thermischen Hüllfläche gelten die Anforderungen an den sommerlichen ift Rosenheim Seite 20 von 39

2 Wärmeschutz nicht, u.a. aus Kostengründen und aus Gründen der Verhältnismäßigkeit. Trotzdem sollten die entsprechenden Abschnitte der Norm sinngemäß beachtet werden. Auch eine eventuelle Erwartungshaltung des Bauherrn an die Nutzungsbedingungen und an die Beschaffenheit seines Objekts ist zu berücksichtigen. Generell gelten die Anforderungen für neue (zu errichtende) Gebäude, für Erweiterungen bestehender Gebäude und für neue Gebäudeteile in bestehenden Gebäuden. Selbstverständlich gelten sie nicht nachträglich für bereits bestehende Gebäude oder Gebäudeteile; hierfür sind immer die Anforderungen zum Zeitpunkt der Errichtung (Bestandsschutz) gültig. Auch dann, wenn andere Teile des Gebäudes neu gebaut werden und damit den neuen Anforderungen unterliegen. Tabelle 1 Überblick über die Gültigkeit der Mindestanforderungen der DIN : für verschieden beheizte Räume ift Rosenheim Seite 21 von 39

3 4 Was ist neu in der neuen DIN : ? Beim ersten Durchblättern fällt sofort auf: die neue DIN enthält eine neue Klimakarte, die nun auch noch bunt ist! Sie basiert auf den aktuellen Testreferenzjahren und ordnet den Standort des Gebäudes einer von drei Sommerklimaregionen zu. Letztere werden nur noch mit A, B und C bezeichnet, um irreführende Assoziationen (wie früher durch sommerkühl und sommerwarm ) zu vermeiden. Klima-Referenzstandorte (TRY) sind Rostock (A), Potsdam (B) und Mannheim (C). Wird der sommerliche Mindestwärmeschutz mittels einer dynamischen Simulation nachgewiesen, ist die Bewertungsgröße nicht mehr (wie bisher) die Überschreitungsdauer von Soll- Grenzwerten der Innentemperaturen, sondern es sind die Übertemperaturgradstunden der operativen Innentemperatur gegenüber den Bezugswerten der Innentemperatur. Die Bezugswerte der Innentemperatur betragen dabei 25 C (Sommer- Klimaregion A), 26 C (Sommer-Klimaregion B) und 27 C (Sommer-Klimaregion C). Hintergrund ist, dass die reine Überschreitungsdauer noch nichts über die Schwere der Überschreitung aussagt, während die Übertemperaturgradstunden ein Maß für die Dauer UND die Schwere der Überschreitung darstellen. Wie bisher auch, sind die Bezugswerte der Innentemperatur nicht als Grenzwerte zu verstehen, die nicht überschritten werden dürfen, sondern eben als die Bezugswerte der Innentemperatur für die Auswertung der Übertemperaturgradstunden. Für Nichtwohngebäude wurden die einzuhaltenden Übertemperaturgradstunden auf 500 Kh/a festgelegt, für Wohngebäude auf Kh/a. Dies trägt der Tatsache Rechnung, dass in Wohngebäuden eine thermisch unangenehme Situation durch die Nutzer leichter akzeptiert werden kann als am Arbeitsplatz, da zu Hause eher die Möglichkeit besteht in andere, kühlere Räume auszuweichen; außerdem sollte nach Ansicht des Normenausschusses der erforderliche Sonnenschutz für Wohngebäude im Vergleich zu heute nicht zu aufwändig werden. Das Sonneneintragskennwert-Verfahren (= das vereinfachte Nachweisverfahren für den sommerlichen Wärmeschutz) wurde überarbeitet und erweitert. Die Überarbeitung hatte so zu erfolgen, dass die Anwendung des vereinfachten Verfahrens im Vergleich zu einer dynamischen Gebäudesimulation auf der sicheren Seite liegt. Die neuen Sonneneintragskennwerte für das vereinfachte Nachweisverfahren wurden dabei aus einer Vielzahl an numerischen Gebäudesimulationen für unterschiedliche Raumgeometrien, Lagen, Bauweisen etc. abgeleitet. Das vereinfachte Nachweisverfahren erlaubt nun, zwei unterschiedlich hohe Nachtlüftungen abzubilden: einmal ein Nachtluftwechsel von 2,0/h (sofern im Wohnbereich die Möglichkeit zur nächtlichen Fensterlüftung besteht, kann dies generell bei Wohngebäuden angesetzt werden), und bei geschossübergreifender Nachlüftungsmöglichkeit z.b. über ein Atrium eine hohe Nachtlüftung von 5,0/h. Wird eine Lüftungsanlage eingesetzt, darf die Nachtlüftung gemäß Dimensionierung der Anlage angenommen werden. Der jeweils gewählte Ansatz ist zu dokumentieren. Passive Kühlung kann ebenfalls bereits im vereinfachten Verfahren berücksichtigt werden, um vor allem in einer frühen Planungsphase die Bewertung zu vereinfachen. Passive Kühlung meint in diesem Zusammenhang solche Systeme zur Raumkühlung, bei denen Energie ausschließlich oder nahezu ausschließlich zur Förderung des Kühlmediums erforderlich ist. Dies können z.b. thermisch aktivierte Bauteile mit Nutzung eines Sohlplattenkühlers oder Erdwärmetauschers (geothermische Kühlung, kein bivalenter Betrieb mit Kältemaschinen) oder Systeme mit Kühlung über indirekte Verdunstung (in monovalenter Betriebsweise) sein. Eine auf den Einzelfall bezogene Auslegung des Systems ist erforderlich. Im Gegensatz dazu stehen Systeme mit maschineller Kälteerzeugung, bei denen typischerweise ein Großteil der Energie für die Kälteerzeugung erforderlich ist. Solche Systeme sind energetisch ungünstiger. Die Randbedingungen für eine dynamisch-thermische Gebäudesimulation (als nicht-vereinfach- ift Rosenheim Seite 22 von 39

4 tes Verfahren zum Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes) wurden konkretisiert. Die dabei zu berücksichtigenden Anwesenheitszeiten für Wohnund Nichtwohnnutzung sind fest vorgegeben: Wohnnutzung mit einer Anwesenheit an 24 Stunden pro Tag an allen Tagen des Jahres; Büronutzung von Montag bis Freitag jeweils von 7:00 Uhr bis 18:00 Uhr. Bei den Berechnungen (sowohl in der Herleitung der Faktoren des Sonneneintragskennwert- Verfahrens als auch bei Nachweis mittels dynamischer Gebäudesimulation) wird eine strahlungsabhängige Steuerung mit einer Grenzbestrahlungsstärke von 300 W/M² bei Wohngebäuden und 200 W/m² bei Nichtwohngebäuden unterstellt. Für Nord ± 45 -orientierte Fenster beträgt die angesetzte Grenzbestrahlungsstärke 200 W/m² bei Wohn- und 150 W/m² bei Nichtwohngebäuden. Wird diese Bestrahlungsstärke überschritten, erfolgt eine Aktivierung der Sonnenschutzvorrichtung. Wird planerisch ein hiervon abweichender Betrieb des Sonnenschutzes vorgesehen, so kann dies im Nachweis mittels Simulation berücksichtigt werden und ist dann entsprechend zu dokumentieren. Bei nichtautomatischer Steuerung erfolgt bei Nichtwohngebäuden keine Aktivierung des Sonnenschutzes am Wochenende. Da für die Wohnnutzung 100% Nutzungszeit hinterlegt sind, unterscheiden sich Bild 1 g-wert im Zusammenspiel von Sonnenschutz und Verglasung bei Wohngebäuden in der Berechnung automatische und manuelle Steuerung nicht. Grundsätzlich ist von windunabhängiger Betriebsweise auszugehen, d.h. installierte (oder zu installierende) Windwächter werden bei der Berechnung nicht berücksichtigt. Bauliche Verschattung darf berücksichtigt werden und ist entsprechend zu dokumentieren. Tabelle 7 der DIN mit den Anhaltswerten für Abminderungsfaktoren F c von Sonnenschutzeinrichtungen wurde überarbeitet und unterscheidet nun zwischen Zwei- und Dreifach-Wärmeschutzglas und Sonnenschutzglas. Sinnvoll ist jedoch die Verwendung von konkreten Herstellerangaben anstelle der Anhaltswerte der Norm, welche notwendigerweise auf der sicheren Seite liegen müssen. Allerdings muss der sommerliche Wärmeschutz so ausgelegt werden, dass zu seiner Einhaltung kein ganz geschlossener Sonnenschutz erforderlich wird (z.b. geschlossene Fensterläden, geschlossene Rolläden, Jalousien oder Raffstores mit 10 Lamellenstellung). Anderenfalls macht sonst die starke Verdunkelung der dahinterliegenden Räume den Einsatz von Kunstlicht erforderlich. Dies zieht wiederum einen erhöhten Energiebedarf nach sich und ist damit kontraproduktiv; auch kann die starke Verdunkelung für den Nutzer unangenehm sein. In diesem Zusammenhang wurde im Normenausschuss kontrovers diskutiert, ob die Abminderungsfaktoren für ganz geschlossenen Sonnenschutz in Tabelle 7 der Norm (in den Zeilen und 3.2.2) überhaupt aufgeführt werden sollten oder nicht, und ob sie, wenn sie aufgeführt wären, zu ihrer unbedarften, fehlerhaften Nutzung verführen könnten. Letztendlich sind die betreffenden Zeilen in die Tabelle aufgenommen worden, aber wurden mittels Fußnote gekennzeichnet als dienen (nur) der Information und sollten für den Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes nicht verwendet werden. ift Rosenheim Seite 23 von 39

5 Tabelle 2 Bewertungskriterien von Sonnenschutzsystemen ift Rosenheim Seite 24 von 39

6 5 Zusammenfassung Als planerische und bauliche Maßnahmen zur Begrenzung der sommerlichen Raumtemperatur bieten sich u.a. an: außen- oder innenliegende Verschattung von Fensterflächen mit Ost-, Süd- und Westorientierung und/oder Einsatz von Sonnenschutzglas (je größer der Anteil der Fensterfläche an der Gesamtfläche der Außenbauteile ist, um so eher wird sich eine außenliegende Verschattung anbieten ggf. in Kombination mit Sonnenschutzglas); bei Schrägverglasungen mit Südorientierung ist eine gute Verschattung besonders wichtig wegen des starken Einfalls der Mittagssonne auf südgeneigte Flächen. Die Vermeidung von großen Fensterflächen in Ost-, Süd- und Westorientierung ohne Verschattung, vor allem bei geringer Wärmespeicherfähigkeit der innenliegenden Bauteile, ausreichende Wärmespeicherfähigkeit und - massen von innenliegenden Bauteilen, Verschattung südorientierter transparenter Flächen z.b. durch auskragende Dächer oder Balkone, die Möglichkeit zur erhöhten Nachtlüftung mit der nachts kühleren Außenluft, der Einsatz einer passiven Kühlung, gute Wärmedämmung der Außenbauteile (bei Außenbauteilen wirken sich außenliegende Wärmedämmschichten und innenliegende wärmespeicherfähige Schichten in der Regel günstig auf das sommerliche Raumklima aus). Hinsichtlich des sommerlichen Wärmeschutzes ist wichtig darauf hinzuweisen, dass nach Ansicht des Normenausschusses bei Gebäuden mit Wohnungen oder Einzelbüros und bei Gebäuden mit vergleichbarer Nutzung durch bauliche und planerische Maßnahmen die Notwendigkeit von Klimaanlagen im Regelfall vermieden werden kann. Darauf sind die Mindestanforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz der Norm ausgerichtet. Hinsichtlich einer Reihenfolge der Maßnahmen empfiehlt es sich, zunächst zu versuchen, durch bauliche und planerische Maßnahmen die Notwendigkeit maschinellen Kühlung ganz zu vermeiden. Ist dies nicht möglich, sollte zumindest angestrebt werden, durch planerische und bauliche Maßnahmen den (verbleibenden) Kühlkältebedarf möglichst weit zu reduzieren. Es ist anzuraten, anstelle der in der Norm tabellierten Anhaltswerte F C für die Abminderungsfaktoren des Sonnenschutzes die tatsächlichen Werte für den Gesamtenergiedurchlassgrad g tot des Glases inklusive des Sonnenschutzes zu verwenden, die sich für die gewählte Kombination aus Glas und Sonnenschutzvorrichtung ergeben. Die Bestimmung erfolgt dabei nach den bekannten Normen. Diese Wahlmöglichkeit bietet Herstellern die Möglichkeit, ihre Produkt bzw. Produktkombination positiv gegenüber den Anhaltswerten nach Norm abzuheben. Damit solche individuell bestimmten Werte in den Nachweis einfließen können, sind die Norm-F C -Werte nur als Anhaltswerte bezeichnet. Die Verwendung von zugesicherten Herstellerangaben ist damit kein Überschreiten der Grenzen der Norm, sondern wird ausdrücklich von ihr so erlaubt, und ist damit sowohl für den Nachweis des Sommerlichen Wärmeschutzes in der Planungsphase als auch für einen eventuellen späteren Nachweis im ausgeführten Zustand sinnvoll. Es wurde bei der Überarbeitung der DIN festgestellt, dass die Bewertung mittels des vereinfachten Sonneneintragskennwert-Verfahrens der bisherigen Normausgabe gut zur Bewertung mittels der jetzt vorgenommenen Simulationsrechnungen passte, wenn der grundflächenbezogene Fensterflächenanteil bei etwa 25% lag (entspricht etwa 50% fassadenflächenbezogen). Bei kleineren Fensterflächenanteilen bewertete das bisherige vereinfachte Verfahren zu scharf, bei größeren Fensterflächenanteilen zunehmend zu weich, jeweils verglichen mit den jetzt neu erfolgten Simulationen. Diese Fehlbewertung wurde für die Neuausgabe korrigiert, so dass jetzt das vereinfachte Verfahren und die Simulation zu vergleichbaren Ergebnissen kommen unabhängig vom Fensterflächenanteil. Dies bedeutet ift Rosenheim Seite 25 von 39

7 aber im Umkehrschluss, dass sich nun bei größeren Fensterflächenanteilen als 25% grundflächenbezogen eine strengere Bewertung im vereinfachten Verfahren ergibt als früher. Dies liegt jedoch nicht an einer pauschalen Verschärfung der Anforderungen, sondern vor allem an der Korrektur der Bewertungskurve auf die Simulationsergebnisse. Die Konsequenz: nach der neuen Normausgabe werden tendenziell bereits bei mittleren Fensterflächenanteilen bessere Sonnenschutzmaßnahmen als bisher erforderlich (z.b. Sonnenschutzvorrichtung und/oder Sonnenschutzglas). Für die größere Nutzerbehaglichkeit ist die Unterstützung durch eine erhöhte Nachtlüftung (und/oder eine passive Kühlung) sinnvoll. Bei hohen bis sehr hohen Fensterflächenanteilen können solche oder weitere Maßnahmen zusätzlich zum sehr guten Sonnenschutz zwingend erforderlich werden, um den Nachweis des ausreichenden sommerlichen Wärmeschutzes zu erbringen. ift Rosenheim Seite 26 von 39

8 Geboren 1965 in Darmstadt/Hessen 1991 Diplom-Ingenieur (FH) Bauphysik und Grundlagen, FHT Stuttgart 1993 Master of Science Sound and Vibration Studies am ISVR, University of Southampton, UK mehrmals freier Mitarbeiter bei ebök, Ingenieurbüro für Energieberatung. Haustechnik und ökologische Konzepte Projektleiter Bauphysik beim IZF, Institut für Ziegelforschung Essen e.v., Essen 2000 Doktor-Ingenieur, Technische Universität Clausthal, über Untersuchungen zur Wärmeleitfähigkeit geschäumter Massen Abteilungsleiter Bauphysik & Bauteile im FIW München, Forschungsinstitut für Wärmeschutz e.v. München seit 10/2012 Geschäftsführer ift Rosenheim mit den Schwerpunkten Betrieb und Strategie Labor- und Prüfbereich, Qualitätsmanagement sowie fachliche Leitung Bauphysik und Vertretung in den relevanten Normenausschüssen Weitere Funktionen und Tätigkeiten: Expertenausschüsse von Herstellern und Verbänden; Normungsgremien von DIN, CEN, ISO; Obmann DIN-Normenausschuss Wärmetransport (Wärmebrücken, Mindestanforderungen, Fachbericht Schimmelvermeidung in Wohngebäuden); Vertreter der Bauseite im DIN-Normenausschuß Energetische Bewertung von Gebäuden (DIN V 18599); Mitglied DIN- Lenkungsgremium EPBD und DIN-Koordinierungsausschuss Energieeinsparung und Wärmeschutz. Lehraufträge an der Freien Universität Bozen (Vertragsprofessur) im MSc-Kurs CasaClima/KlimaHaus und an der TU München am Lehrstuhl für Bauphysik. ift Rosenheim Seite 27 von 39