19_23_ZELLER:Layout 1 25.08.2011 14:33 Uhr Seite 19 4/2011 19 Anforderungen an die Luftdichtheit Die novellierte DIN 4108-7 empfiehlt strengere Höchstwerte (Teil 1) Im Januar 2011 ist die neue Ausgabe der DIN 4108, Teil 7 Luftdichtheit von Gebäuden [DIN 4108-7:2011] erschienen. Neben verbindlichen Grenzwerten an die Luftdurchlässigkeit von Gebäuden enthält sie strengere empfohlene Höchstwerte und zeigt damit, welche Ziele aus energetischer und lüftungstechnischer Sicht anzustreben sind. Diese zentrale Norm zur Gebäudedichtheit enthält überdies in mehrjähriger Arbeit aktualisierte Empfehlungen zu Planung und Ausführung, die verschiedene Autoren in weiteren Artikeln dieser neuen Serie behandeln werden. Autor: Dipl.-Phys. Joachim Zeller, Ingenieurbüro für Niedrigenergieund Passivhäuser, Biberach Luftdichtheitsanforderungen der Energieeinsparverordnung Die Energieeinsparverordnung 2009 [EnEV 2009] fordert wie die Vorgängerversionen eine dauerhaft luftdichte Gebäudehülle nach den anerkannten Regeln der Technik. Sie enthält aber keine allgemein gültige quantitative Anforderung. Grenzwerte gelten vielmehr nur dann, wenn im rechnerischen Nachweis verminderte Lüftungswärmeverluste angesetzt werden, vgl. Beitrag Stelzer in Heft 2-2010. Diese Grenzwerte für die Luftwechselrate bei 50 Pascal (Formelzeichen n 50 ) betragen nach Anlage 4 (2) 3,0 h -1 bei Gebäuden ohne raumlufttechnische Anlagen und 1,5 h -1 bei Gebäuden mit raumlufttechnischen Anlagen und sind somit in ihrer Höhe gegenüber früheren Ausgaben der EnEV unverändert. Bei der Erstellung des EnEV-Nachweises wird der Bonus der verminderten Lüftungswärmeverluste durch eine dichtheitsgeprüfte Gebäudehülle gerne mitgenommen, da der rechnerische Effekt in der gleichen Größenordnung liegt wie der von Dreifachverglasung oder einer Erhöhung der Dämmstoffdicke um etwas 50 mm. Obwohl die Option verminderter Lüftungswärmeverluste schon seit der EnEV 2002 besteht, ist vielen Planern nicht klar, dass dann zwingend eine Nachweismessung der Luftdichtheit nach [DIN EN 13829] durchzuführen ist. Anforderungen der DIN 4108, Teil 7 Der Abschnitt Anforderungen der aktuellen Luftdichtheitsnorm [DIN 4108-7:2011] beginnt wie der vorausgegangene Normentwurf [E DIN 4108-7:2009] mit einem Verweis auf die jeweilige EnEV: Anforderungen an die Luftdichtheit sind in der jeweils aktuellen Energieeinsparverordnung (EnEV) geregelt. Sofern beispielsweise die EnEV 2012 strengere Anforderungen stellen wird, gelten diese also automatisch auch nach der Norm. Da mit der Ausgabe 2009 eine allgemein gültige quantitative Anforderung in der EnEV entfallen war 1, wurde in die Norm abweichend vom Entwurf ein neuer Abschnitt aufgenommen, der diese Lücke schließt: Sofern die EnEV keine Anforderungen stellt, darf bei Neubauten im Sinne der EnEV und bei Bestandsbauten, bei denen die komplette Gebäudehülle im Sinne der Luftdichtheit saniert wurde, die nach DIN EN 13829:2001-02, Verfahren A, gemessene Luftwechselrate bei 50 Pascal Druckdifferenz, n 50, bei Gebäuden ohne raumlufttechnische Anlagen 3,0 h -1 und bei Gebäuden mit raumlufttechnischen Anlagen 1,5 h -1 nicht überschreiten. Damit ist klargestellt, dass die bekannten Grenzwerte auch wenn sie öffentlich rechtlich nicht zwingend sind aus privatrechtlicher Sicht eine geschuldete Leistung darstellen. Hieraus ergibt sich allerdings kein Zwang zur Überprüfung vor Bezug des Abb.1: Luftdichtheitsprüfung in einem sanierten Dachgeschoss Foto: ebök, Tübingen Gebäudes. Im Streitfall ist die Einhaltung der Grenzwerte jedoch nachzuweisen. Mit dem Hinweis auf das Verfahren A der Messnorm DIN EN 13829 gibt DIN 4108-7 klare Vorgaben für die Gebäudepräparation, während in der EnEV solche Vorgaben fehlen. 1 Einige Fachleute vertreten die Meinung, dass auch die älteren Ausgaben der EnEV keine allgemein gültige quantitative Anforderung gestellt hätten, so z.b. Stelzer in Heft 2-2010. Das hängt damit zusammen, dass die damalige Formulierung in Anlage 4 der Verordnung missverständlich war.
19_23_ZELLER:Layout 1 25.08.2011 14:33 Uhr Seite 20 20 4/2011 Tab. 1: Empfohlene Gebäudepräparation und empfohlene Höchstwerte für n 50 gemäß DIN 4108, Teil 7, Tabelle 1 Lüftungssystem Art der Außenluft- Präparation der Außenluftdurchlässe Höchstwert durchlässe (ALD) (ALD) und Abluftgitter (ALG) für n 50 in h -1 Freie Lüftung ausschließlich durch Fenster keine entfällt 3,0 Querlüftung nicht verschließbar keine Maßnahmen 3,0 über ALD verschließbar ALD schließen 3,0 ALD abdichten 1,5 Schachtlüftung nicht verschließbar ALD keine Maßnahmen 1,5 ALG abdichten verschließbar ALD schließen ALG abdichten Mehr Klarheit auch bei großen Gebäuden Eine weitere Anforderung, die aus dem Entwurf in die Norm übernommen wurde, bewirkt, dass auch bei großen, kompakten Gebäuden mit günstigem Oberflächen-Volumen-Verhältnis ein gewisser Mindeststandard für die Dichtheit der Hülle verlangt wird: Bei Gebäuden oder Gebäudeteilen mit einem Innenvolumen von mehr als 1500 m 3 wird zur Beurteilung der Gebäudehülle zusätzlich die Luftdurchlässigkeit q 50 nach DIN EN 13829:2001-02 herangezogen. Sie darf den Wert von 3,0 m 3 /(h m 2 ) nicht überschreiten. Neu: Höhere Dichtheit empfohlen Der DIN-Ausschuss Luftdichtheit war der Ansicht, dass bei einem Gebäude mit Lüftungsanlage die Luftwechselrate bei 50 Pascal den Wert 1,0 h -1 nicht überschreiten sollte. Dies bedeutet eine Rückkehr zu dem Grenzwert, der schon in der Erstausgabe der Norm [DIN V 4108-7:1996] im Jahr 1996 angegeben war. Man wollte aber vermeiden, dass die Anforderungen der Norm strenger sind als die der EnEV. Daher werden diese strengeren Werte in der Norm als Empfehlung angegeben, 1,5 ALD und ALG abdichten 1,5 Ventilator- Abluftanlage verschließbar ALD abdichten 1,0 gestützte Lüftung ALD abdichten 1,0 Zu-Abluft-Anlage keine Ab-/Fort- und Zu/Außenluftleitungen abdichten 1,0 für die es aber physikalisch nachvollziehbare Gründe gibt, die im Folgenden differenziert betrachtet werden. Weiterhin war man der Ansicht, dass selbsttätig regelnde Außenluftdurchlässe (ALD) nicht in die Messung einbezogen, sondern durch Abdichten davon ausgenommen werden sollten und dass im Gegenzug der Höchstwert entsprechend vermindert werden soll. Die Ergebnisse dieser Überlegungen werden in Tabelle 1 der Norm wiedergegeben. Dort werden die empfohlene Gebäudepräparation und der empfohlenen Höchstwert für die Luftwechselrate bei 50 Pascal abhängig vom Lüftungssystem angegeben (vgl. Tab. 1). Abgesehen von den Angaben in Tabelle 1 der Norm muss die Gebäudepräparation dem Verfahren A der Messnorm DIN EN 13829 entsprechen. Den Expertenstreit, inwieweit Außenluftdurchlässe für die Messung abgedichtet werden sollen, entschärft die Norm teilweise dadurch, dass die von Verfahren A der EN 13829 abweichende Abdichtung von ALD zu erhöhten Anforderungen nach Tabelle 1 führt. Nicht alle in der Tabelle aufgeführten Lüftungssysteme sind geeignet: So führen nicht verschließbare Außenluftdurchlässe bei freier Lüftung je nach Dimensionierung bei kaltem Wetter zu unnötig hohen Lüftungswärmeverlusten und trockener Raumluft und/oder bei mildem Wetter zu einer unzureichenden Belüftung. Auch Fensterlüftung allein ist für viele Nutzer ungeeignet, weil bei Abwesenheit der Nutzer nicht ausreichend gelüftet werden kann. Höchstwerte für n 50 bei freier Lüftung Es gibt bekanntlich viele Gründe für eine gute Luftdichtheit, aber zahlenmäßige Anforderungen lassen sich nur aus energetischen und aus lüftungstechnischen Erwägungen ableiten, während die Bauschadensanfälligkeit beispielsweise wenig mit dem Messwert zu tun hat. Bei freier Lüftung ist anzustreben, dass auch bei windigem oder sehr kaltem Wetter die durch In- und Exfiltration ausgetauschte Luftmenge die hygienisch notwendige Luftmenge nicht oder nicht wesentlich übertrifft. Ein Nutzer, der an das Wetter angepasst lüftet, hat dann keine unnötigen Lüftungswärmeverluste. Beispielrechnungen zeigen, dass dieses Kriterium abhängig vom Klima und der Leckageverteilung etwa dann erfüllt ist, wenn die Luftwechselrate bei 50 Pascal (n 50 ) den Wert 3 h -1 nicht übersteigt. Dieser Höchstwert ist auch dann angebracht, wenn Außenluftdurchlässe (ALD) zur freien Lüftung eingesetzt werden, wobei das Einhalten der Anforderung bei geschlossenen bzw. auf kleinste Öffnung eingestellte ALD zu prüfen ist. Auch hier ist das Ziel, dass ein optimal handelnder Nutzer unnötige Lüftungswärmeverluste vermeiden kann. Selbsttätig regelnde ALD lassen sich nicht ohne Weiteres für die Messung auf die kleinste Stellung bringen. Hier empfiehlt die Norm, die Luftdurchlässe für die Messung abzudichten und im Gegenzug den strengeren Höchstwert von 1,5 h -1 einzuhalten. Diese Vorgehensweise ist gerechtfertigt, sofern die ALD über eine
19_23_ZELLER:Layout 1 25.08.2011 14:33 Uhr Seite 21 4/2011 21 Infokasten Lüftungstechnische Begriffe Freie Lüftung: Lüftung, bei der Wind und Thermik die antreibenden Kräfte sind. Beispiele: Fensterlüftung, In- und Exfiltration Ventilator gestützte Lüftung: Lüftung, bei der ein Ventilator für den Antrieb sorgt, z.b. Abluftanlage, Zu-Abluft-Anlage In- und Exfiltration: Einströmen (Infiltration) bzw. Ausströmen (Exfiltration) von Luft durch Gebäudeundichtheiten aufgrund von Wind und Thermik. Abluftanlage: Lüftungssystem, bei dem von einem oder mehreren Ventilatoren Luft aus Bad, WC und Küche abgesaugt wird, während Außenluft in die Wohn- und Schlafräume nachströmt. Außenluftdurchlass (ALD): Geplante Öffnung, durch die bei einer Abluftanlage Außenluft in Wohn- und Schlafräume nachströmen kann. ALD werden auch für freie Querlüftung eingesetzt. Dabei strömt durch manche ALD Außenluft ein, durch andere Raumluft aus. Luftmenge und Strömungsrichtung hängen vom Wetter ab. Selbsttätig regelnder Außenluftdurchlass: Außenluftdurchlass, dessen Öffnungsquerschnitt z.b. durch den herrschenden Druck oder die Raumluftfeuchte verändert wird. Ob dadurch ein geeignetes Regelverhalten erzielt wird, muss im Zusammenhang mit dem jeweiligen Lüftungssystem hinterfragt werden. Schachtlüftung: in älteren Mehrfamilienhäusern vorkommende Methode zur freien Lüftung, bei der Bäder, WCs und/oder Küchen über einen Lüftungsschacht entlüftet werden sollen. Schachtlüftung ist stark wetterabhängig; im Sommer strömt sogar Luft über den Schacht in Bad, WC bzw. Küche ein und von dort in die übrigen Räume. Für Sanierungen ist daher die Nachrüstung einer Abluftanlage empfehlenswert. Abluftgitter (ALG): Öffnung zwischen Wohnung (z.b. Badezimmer) und Lüftungsschacht bei Schachtlüftung. geeignete verfügen und sofern sie fachgerecht geplant wurden. Im Hinblick auf Altbausanierungen behandelt die Norm auch den Fall der Schachtlüftung. Die Öffnung zum Abluftschacht, die in der Norm Abluftgitter genannt wird, soll für die Messung provisorisch abgedichtet werden analog zu den Lüftungskanälen einer Wohnungslüftungsanlage. Der empfohlene Höchstwert von 1,5 h -1 ist halb so groß wie der für freie Lüftung ohne Abdichtungsmaßnahmen, weil mit dem Abluftschacht die Öffnung, die im Betrieb als alleinige Abluftöffnung vorgesehen ist, für die Messung abgedichtet wird. Höchstwert bei Wärmerückgewinnung Anders als bei freier Lüftung führt die In- und Exfiltration bei einer Zu-Abluftanlage mit Wärmerückgewinnung immer zu unnötigen Lüftungswärmeverlusten, weil Luft, die durch Lecks strömt, nicht zur Wärmerückgewinnung genutzt werden kann. Die Luftdurchlässigkeit sollte daher möglichst klein sein. Einen Grenzwert festzulegen bedeutet eine gewisse Willkür, weil seine Höhe davon abhängt, welche zusätzlichen Lüftungswärmeverluste man akzeptiert. Sinnvollerweise sollten aber die Lüftungswärmeverluste durch Infiltration P R E M I U M - Q U A L I T Ä T DELTA schützt Werte. Spart Energie. Schafft Komfort. DELTA - Lösungen für die Holzrahmenbauweise Holz sorgt für ein angenehmes Wohnklima. Die DELTA -Systeme bieten deshalb viele gestalterische Möglichkeiten und gute bauphysikalische Werte von der Bodenplatte über die Fassade bis zum Dach. Professionelle Lösungen, um Wärmeverluste zu vermeiden. Dörken GmbH & Co. KG 58311 Herdecke Tel.: 0 23 30/63-0 Fax: 0 23 30/63-355 bvf@doerken.de www.doerken.de Ein Unternehmen der Dörken-Gruppe
19_23_ZELLER:Layout 1 25.08.2011 14:33 Uhr Seite 22 22 4/2011 Abb. 2: oben: Schematische Darstellung der Schachtlüftung. Häufig wurden mehrere Schächte verwendet, um Geruchsübertragung zwischen den Wohnungen zu vermeiden. unten: Schematische Darstellung einer Abluftanlage Quelle: [Borsch-Laaks 2000] deutlich kleiner bleiben, als die Lüftungswärmeverluste über die Anlage. Überdies ist zu bedenken, dass Ventilator gestützte Sys - teme immer zu einem zusätzlichen elektrischen Energieverbrauch führen. Deshalb kann das Ziel der Senkung des Primärenergiebedarfs nur in dem Maß erreicht werden, wie der Luftaustausch tatsächlich über den Wärmetauscher erfolgt. Abluftanlagen: andere Begründung für den Höchstwert Bei Abluftanlagen sind es lüftungstechnische Überlegungen, aus denen Luftdichtheitsanforderungen resultieren: Das Gebäude muss so dicht sein, dass der wesentliche Teil der nachströmenden Außenluft durch die geplanten Außenluftdurchlässe und nicht durch zufällig vorhandene Undichtheiten strömt, sonst wäre die gezielte Belüftung der Zulufträume nicht gewährleistet. Gibt es beispielsweise größere Undichtheiten im Bad, dann strömt die Außenluft dort nach, und nicht, wie gewünscht, durch die Außenluftdurchlässe in Wohn- und Schlafzimmer. Wohn- und Schlafräume werden dann nicht ausreichend belüftet. Versuchte man das Ziel durch größere Außenluftdurchlässe zu erreichen, dann wäre der von der Anlage erzeugte Unterdruck zu klein, um wetterunabhängig eine Strömung von außen nach innen zu gewährleisten. Da eine schlecht funktionierende Belüftung in der Regel dazu führen wird, dass zusätzlich über Fenster gelüftet wird, und somit zusätzliche Lüftungswärmeverluste verursacht werden, haben diese lüftungstechnischen Gesichtspunkte durchaus auch energetische Konsequenzen. Insofern ist es gerechtfertigt, dass sowohl in der EnEV als auch in der DIN 4108-7 Luftdichtheitsanforderungen an Gebäude mit Abluftanlagen gestellt werden, die strenger sind als die Anforderungen an Gebäude mit freier Lüftung. Abb. 3: Außenluftdurchlass (ALD) für eine Abluftanlage Foto: Zeller Anzeige Typ X-SW Tele-Sattel und Wechselsystem Teleskopierbar um 4.7 m Autom. Elektro-Hydraulisches Lenksystem Ladungslängen bis ca. 20 m Tiefbett- oder Plattformwechselpritschen Zul. Ges. Gew. 18.000 kg - 30.000 kg Informationen unter +49 9234 9914-0 oder www.auwaerter.com.
19_23_ZELLER:Layout 1 25.08.2011 14:33 Uhr Seite 23 4/2011 23 Höchstwerte in der Literatur Durch Beispielrechnungen wurde schon in den 90er-Jahren gezeigt, dass ein sinnvoller Grenzwert für die Luftwechselrate bei 50 Pascal sowohl bei Zu-Abluft-Anlagen, als auch bei Abluftanlagen bei etwa 1 h -1 liegt [Zeller u.a. 1995]. Auch neuere Berechnungen mit etwas anderen Parametern führen zu diesen Grenzwerten [Werner, Laidig 2008]. Als Zielwert empfehlen Werner und Laidig sogar eine Luftwechselrate bei 50 Pascal von 0,6 h -1, unter anderem, weil mit den heute angebotenen Gegenstromwärmetauschern die Lüftungswärmeverluste über die Anlage noch kleiner und somit der Anteil der Infiltration größer ausfällt. Der in der Theorie als angemessen erkannte Höchstwert von 1,0 h -1 ist in der Vergangenheit auch in verschiedene Regelwerke eingeflossen, so schon in die erste Fassung der Luftdichtheitsnorm [DIN V 4108-7:1996] und in die Güteund Prüfbestimmungen für das RAL-Gütezeichen Niedrigenergiebauweise [RAL 1999], inzwischen RAL-Gütezeichen energieeffizientes Gebäude genannt. Bewertung der aktuellen Anforderungen Es ist bedauerlich, dass die EnEV 2009 keine allgemeingültige quantitative Luftdichtheitsanforderung enthält. Insofern ist es zu begrüßen, dass mit der Neuausgabe der DIN 4108-7 diese slücke geschlossen wurde. Weniger erfreulich ist es, dass der verbindliche Grenzwert für die Luftwechselrate bei 50 Pascal für Gebäude mit Lüftungsanlage weiterhin 1,5 h -1 beträgt, obwohl alle einschlägigen Berechnungen zeigen, dass erst bei Werten von 1,0 h -1 und weniger die energetischen Nachteile der Undichtheiten vertretbar sind. Immerhin weist die Norm in mehreren Anmerkungen auf diese Problematik hin und empfiehlt die Einhaltung der empfohlenen Höchstwerte nach Tabelle 1 und damit einen Höchstwert von 1,0 h -1 bei Gebäuden mit Lüftungsanlage. Den betroffenen Bauschaffenden ist zu empfehlen, bei Gebäuden mit ventilatorgestützter Lüftung eine maximale Luftwechselrate bei 50 Pascal von 1,0 h -1 anzustreben. Ein Bauherr, der dazu keine eigene Vereinbarung trifft, kann zwar derzeit vermutlich nur das Einhalten des Grenzwerts von 1,5h -1 verlangen, aber die Entwicklung geht hin zu einer dichteren Bauweise. Literaturverweise [Borsch-Laaks 2000] Robert Borsch-Laaks: Wohnen ohne Feuchteschäden. Schwachstellen und ihre Vermeidung. VWEW Energieverlag, Heidelberg-Frankfurt 2000 [DIN 4108-7:2011] DIN 4108-7 Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden. Teil 7: Luftdichtheit von Gebäuden Anforderungen, Planungs- und Ausführungsempfehlungen sowie beispiele. Beuth Verlag Berlin, Januar 2011 [E DIN 4108-7:2009] Entwurf DIN 4108-7 Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden. Teil 7: Luftdichtheit von Gebäuden Anforderungen, Planungs- und Ausführungsempfehlungen sowie -beispiele. Beuth Verlag Berlin, Januar 2009 [DIN V 4108-7:1996] DIN V 4108-7 Wärmeschutz im Hochbau. Teil 7: Luftdichtheit von Bauteilen und Anschlüssen Planungs- und Ausführungsempfehlungen sowie beispiele. Beuth Verlag Berlin, November 1996 [DIN EN 13829] DIN EN 13829 Bestimmung der Luftdurchlässigkeit von Gebäuden Differenzdruckverfahren. Beuth Verlag Berlin, Februar 2001 [EnEV 2009] Verordnung über energiesparenden Wärmeschutz und energiesparende Anlagentechnik bei Gebäuden (Energieeinsparverordnung EnEV 2009) [RAL 1999] RAL Gütegemeinschaft Niedrigenergiehäuser e.v.: Güte- und Prüfbestimmungen für die Planung und Bauausführung von Häusern in Niedrigenergiebauweise. Detmold 1999, aktuelle Fassung unter www.effiziente-gebaeude.de [Werner, Laidig 2008] Werner, Johannes und Laidig, Matthias: Empfehlung von Luftdichtheitsanforderungen. In: FLiB Buch Band 1: Gebäude-Luftdichtheit, Kassel 2008 [Zeller u.a. 1995] Zeller, Dorschky, Borsch-Laaks, Feist: Luftdichtigkeit von Gebäuden. Luftdurchlässigkeitsmessungen mit der Blower Door in Niedrigenergiehäusern und anderen Gebäuden. Darmstadt (Institut Wohnen und Umwelt) 1995 Maßgeschneiderte Lösungen für Neubau und Sanierung Ein ungedämmtes Dach über ausgebautem Wohnraum, die Abdichtung der Bauanschlussfuge, die Anbindung von Dampfbremsen an Ziegel und Beton, ein überputzbares Klebeband usw. Sie haben die Anforderung - wir haben die Zellulosedämmung und das Luftdichtheitssystem. WWW.ISOCELL.AT Anzeige