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Wesentliche Veränderungen

Die neue Sonnenschutznorm DIN 4108-2 im Überblick
Wesentliche Veränderungen

Das Thema Sonnenschutz, in der Normensprache als sommerlicher Wärmeschutz bezeichnet, erfährt zu Recht in der jetzt veröffentlichten DIN 4108-2:2013-02 „Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 2: Mindestanforderungen“ eine deutliche Verschärfung.

Autor: Reiner Oberacker

I Nicht zuletzt vor dem Hintergrund, dass Räume mit größeren Fenster- und Glasflächen im Sommer leicht überhitzen oder einen sehr hohen Energieeinsatz zur Kühlung benötigen, wurden die Veränderungen durchgeführt. Nicht umsonst enthalten die bisherigen Energieeinsparverordnungen (EnEV) jeweils gestiegene Anforderungen an dieses Merkmal; die EnEV 2013/14 zieht die Zügel weiter kräftig an, indem sie ausdrücklich die Neuausgabe der DIN 4108-2 zur Beurteilungsgrundlage macht.

Die wesentlichen Änderungen werden in diesem Artikel, auch im Vergleich mit der DIN 41082 aus 2003-07 beschrieben. Wesentliche Gründe für die Überarbeitung waren, dass die bisherige Norm, die in allen Bundesländern bauaufsichtlich eingeführt ist, speziell bei großen Fensterflächenanteilen zu ungenau war und ggf. einen unzureichenden Sonnenschutz ergeben hat, dass die Bedingungen für die Anwendung von Simulationsrechnungen jetzt genau beschrieben sind und dass viele Punkte präzisiert und teilweise deutlich verändert wurden. Außer dem sommerlichen Wärmeschutz werden in der Norm auch Mindestanforderungen an den (winterlichen) Wärmeschutz beschrieben, die aber nicht Gegenstand der folgenden Betrachtungen sind.
Schon der Anwendungsbereich der Norm hat sich wesentlich geändert. Während bisher – zumindest im engen Sinn – die beschriebenen Anforderungen nur für Neubauten galten, sind jetzt ausdrücklich auch Erweiterungen bestehender Gebäude und selbst „neue Bauteile in bestehenden Gebäuden“ erfasst. Dies bedeutet, auf das hier behandelte Thema bezogen, eine wünschenswerte Klarstellung, da auch Wintergärten oder neu angebaute Räume mit großen Glasflächen ansonsten leicht überhitzen können.
Als Ziel des „Wärmeschutzes im Sommer“ definiert die Norm zu planende bauliche Maßnahmen, die maschinelle und energie-intensive Kühlmaßnahmen überflüssig machen oder zumindest minimieren sollen, damit in Gebäuden keine „unzumutbaren Temperaturbedingungen“ entstehen.
Damit schon im frühen Planungsstadium entsprechende Überlegungen und Berechnungen angestellt werden können, benennt die Norm zunächst allgemein die Abhängigkeiten: Fensterflächenanteil, Gesamtenergiedurchlassgrad der transparenten Flächen, Sonnenschutz-Vorrichtungen, Flächenanteile, Orientierung/Himmelsrichtung, Neigung transparenter Flächen, Lüftung, Wärmespeicherung innen liegender Bauteile, Wärmeleiteigenschaften nicht transparenter Außenbauteile.
Der Nachweis zur Einhaltung der „Mindestanforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz“ ist „mindestens für den Raum zu führen, welcher im Rahmen des Anwendungsbereichs zu den höchsten Anforderungen führt“. Alternativ dazu kann die jetzt mit präzisen Vorgaben belegte thermische Gebäudesimulation angewendet werden.
Entgegen den Überlegungen bei der längere Zeit dauernden Überarbeitung der Norm, wo zwischenzeitlich von über zehn Klimaregionen die Rede war, hat man sich doch wieder auf nur drei Sommer-Klimaregionen, die in einer Deutschlandkarte verzeichnet sind, geeinigt. Dadurch sollen die regionalen Klimaverhältnisse berücksichtigt werden. Die Regionalisierung beruht auf dem Zusammenwirken von Lufttemperatur und solarer Einstrahlung und dem daraus resultierenden sommerlichen Wärmeverhalten eines Gebäudes. Bei Unklarheiten der regionalen Zuordnung sind immer die wärmeren Verhältnisse zugrunde zu legen.
Kein oder Einfachst-Nachweis
Wie schon in den früheren Ausgaben der Norm ist der Verzicht auf einen spezifischen Nachweis möglich. Wenn der auf die Raumgrundfläche bezogene Fensterflächenanteil bei 0° bis 60° Neigung zur Horizontalen liegt und 7 % nicht überschreitet, sind die Anforderungen bei allen Orientierungen ebenso erfüllt wie bei 10 % Fensterflächenanteil bei über 60 bis 90° geneigten Fenstern in Nord-West- bis Nord-Ost-Orientierung oder 15 % bei allen anderen Nordorientierungen.
Weiter ist die Sache direkt erledigt, wenn bei Wohnnutzung der Fensterflächenanteil von 35 % nicht überschritten wird und die Fenster in Ost-, Süd- und Westorientierung bei Glas mit einem g-Wert größer 40 % (das sind jedenfalls alle Wärmeschutzisoliergläser) eine außen liegende Sonnenschutzvorrichtung mit FC # 0,30 bzw. bei Glas mit g # 0,40 einen solchen Sonnenschutz mit FC # 0,35 haben. Diese Abminderungswerte werden beispielsweise mit Rollläden oder Jalousien erreicht.
Rechnerisches Verfahren
Will man nicht in aufwendige, EDV-Programme erfordernde Simulationsberechnungen einsteigen, ist das in der Norm mit modifizierten Eingangswerten fortgeschriebene „Verfahren Sonneneintragskennwerte“ das Mittel der Wahl. Die Norm gibt dazu die Formeln und Parameter vor. Danach ist zu untersuchen, ob der vorhandene Sonneneintragskennwert Svorh kleiner oder gleich dem zulässigen Sonneneintragskennwert Szul ist.
Für jeden zu untersuchenden Raum bzw. Raumbereich ist Svorh wie folgt zu ermitteln: Svorh = S Aw gtot , worin Aw die Fensterfläche und gtot der Gesamtenergiedurchlassgrad des Glases einschließlich Sonnenschutzvorrichtung ist. gtot errechnet sich aus dem g-Wert der Verglasung, multipliziert mit dem neu in der Norm tabellierten Abminderungsfaktor FC des Sonnenschutzes. Die Summe erstreckt sich über alle Fenster des Raumes oder Raumbereiches. Als Mindestanforderung darf der raumbezogen ermittelte Sonneneintragskennwert S den zulässigen Höchstwert Szul nicht überschreiten, der sich aus der Summe der anteiligen Sonneneintragskennwerte Sx ergibt zu Szul = S Sx. Damit ist die Anforderung an den Sonnenschutz keine feste Größe mehr, sondern raumbezogen abhängig von Klimaregion, Bauart, Nachtlüftung, dem g-Wert der Verglasung sowie der Fensterorientierung und ggf. -neigung.
Abminderungsfaktoren deutlich modifiziert
Die Tabelle mit den Abminderungsfaktoren FC wurde deutlich modifiziert und erweitert. Insbesondere wurden die FC-Angaben unterschiedlich für Sonnenschutzverglasungen mit g # 0,40 sowie getrennt für Zwei- bzw. Dreifach-Verglasungen mit g . 0,40 ausgewiesen. Damit wird dem Glasaufbau und seinen Beschichtungen eine gesteigerte Bedeutung zugewiesen. Für eine ganze Reihe von Sonnenschutzvorrichtungen wurden die Abminderungswerte verkleinert, was eine Verbesserung der Wirksamkeit bedeutet. Zudem wurden zu Fensterläden und Rollläden – bisher fehlende – Angaben zum Schließzustand gemacht; FC-Werte für zu drei Vierteln geschlossenen Läden sind angegeben. Zusätzlich wurde hier auch ein Wert für komplett geschlossene Läden informativ ausgewiesen, da hierbei der dahinter liegende Raum im Zweifel ganz verdunkelt wird.
Bei Jalousien gibt es Angaben zu unterschiedlich gestellten Lamellen. Vielleicht könnte man hier etwas ironisch fragen, ob denn die Kunden die Norm-Vorgaben kennen und genau beachten, um ihren geplanten Sonnenschutz auch wirklich zu erreichen. Zukünftig wird durch eine Erweiterung der Produktnorm DIN EN 13363 gemäß DIN EN 14501 der gtot-Wert für Glas und Sonnenschutz gemeinsam als mandatierte Eigenschaft anzugeben sein.
Im nächsten Schritt ist der zulässige Sonneneintragskennwert zu bestimmen. Es setzt sich aus bis zu sechs Summanden zusammen, welche neben der Klimaregion insbesondere bauliche Gegebenheiten, aber auch das Nutzerverhalten abbilden. In einer kompli-zierten Tabelle werden die „anteiligen Sonneneintragskennwerte“ SX teilweise getrennt für Wohn- und für Nichtwohngebäude aufgelistet.
Zu der Frage der Nachtlüftung wird in die Möglichkeiten „ohne“, „erhöhte Nachtlüftung mit n $ 2 h-1“ und „erhöhte Nachtlüftung mit n $ 5 h-1“ und darunter jeweils nochmals nach leichter, mittlerer oder schwerer Bauart unterschieden. Die genannten Luftwechselraten setzen selbstverständlich eine entsprechend leistungsfähige Lüftungsanlage voraus; der fünffache Luftwechsel pro Stunde allerdings auch, dass keine Nutzer anwesend und zudem bestimmte aufwendige bauliche Voraussetzungen gegeben sein müssen. Für den Summanden „grundflächenbezogener Fensterflächenanteil“ sind eine Formel und feste Eingabewerte angegeben, die mit diesem Fensterflächenanteil zu verrechnen sind.
Sehr einfach ist das Thema „Sonnenschutzglas“ zu behandeln, wo nur bei einem g-Wert # 0,40 ein kleiner Summand anzusetzen ist. Auch die „Fensterneigung“ ist nur bei Dachflächenfenstern mit Neigungen bis zu 60° zur Horizontalen und bei entsprechenden Fensterflächenanteilen von # 15 % – dann mit einem negativen Wert – zu berücksichtigen. Die „Orientierung“ berücksichtigt in nördliche Richtungen orientierte Fenster mit . 60° Neigung zu Horizontalen und auch Fenster, die vom Gebäude selbst dauernd beschattet werden, wobei der nördlich orientierte Fensterflächenanteil eingeht. Schließlich gibt es das Kriterium „Einsatz passiver Kühlung“, bei deren Vorhandensein wieder die Schwere der Bauart eine Rolle spielt. Die Summe der Beiträge dieser anteiligen Sonneneintragskennwerte ergibt eine dimensionslose Zahl, die mit dem wie oben beschrieben zu ermittelnden „vorhandenen Sonneneintragskennwert“ zu vergleichen und dann in Ordnung ist, wenn gilt: Svorh # Szul. Da hinter vielen dieser Größen weitere Voraussetzungen stehen, verlangt eine solche Nachweisführung tatsächlich weitgehende bauphysikalische Kenntnisse und Erfahrungen. Die vereinfachte Vorgehensweise der vorherigen und der neuen Normen-Ausgabe wird an einem Beispiel, das neben dem Beitrag unter www.bm-online.de zum Download steht, aufgezeigt. Vom Fensterbauer wird ja keineswegs eine Sonnenschutzplanung gefordert. Wenn es aber um Arbeiten im Bestand geht, die jetzt ausdrücklich in den Geltungsbereich der Norm aufgenommen wurden, verbleibt ihm jedenfalls eine Hinweispflicht, dass der Auftraggeber entsprechende Überlegungen anzustellen hat bzw. dafür einen Spezialisten einschalten sollte. Vielleicht tut sich aber bei entsprechend kompetenter Beratung ein interessantes Feld für zusätzliche Leistungen auf. Gegen Steilvorlagen für Umsatz, wie sie die Neuausgabe der DIN 4108-2 bietet, sollte man sich nicht allzu sehr wehren. I

DIN 4108-2:2013 Weitere Änderungen
  • Anforderungen an inhomogene Bauteile, wie z. B. Gefache bei Skelett-, Rahmen- oder Holzständerkonstruktionen sowie an Rollladenkästen wurden spezifiziert und verschärft. Paneel-Bereiche müssen jetzt einen Wärmedurchlasswiderstand RG $ 1,75 m2K/W und zusammen mit den Rahmen einen mittleren Wert Rm $ 1,0 m2K/W aufweisen.
  • Bei der Luftdichtheit von Bauteilen wurde umformuliert und der „alte a-Wert“ als Begriff herausgenommen. Funktionsfugen am Fenster müssen in Gebäuden bis zu zwei Vollgeschossen mindestens die Luftdichtheitsklasse 2 nach DIN EN 12207 und ansonsten die Klasse 3 einhalten.
  • Außentüren, also Haustüren, sind auch mit einer umlaufenden Dichtung nicht mehr freigestellt, sondern müssen die Luftdichtheitsklasse 2 einhalten.
  • Luftdichtheit ist weiterhin gegeben, wenn die aus Messergebnissen abgeleitete Luftdurchlässigkeit von Bauteilanschlussfugen kleiner als 0,1 m3/mh(daPa)2/3 ist.
  • An Fenstern darf weiterhin eine geringe Menge Tauwasser ausfallen; im Übergangsbereich Fenster – Mauerwerk (d. h. an der Laibung) ist aber der Temperaturfaktor fRsi $ 0,70 einzuhalten.
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