Normen, Regelwerke, Grenzwerte

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  Wie und anhand welcher Normen wird die Luftdichtheit der Gebäudehülle ermittelt?

  Für die Messung der Luftdichtheit bzw. Luftdurchlässigkeit eines Gebäudes oder eines Gebäudeteils hat sich international das Differenzdruckverfahren durchgesetzt. Dabei wird ein Ventilator in der Regel mit Hilfe einer Plane und einem flexiblen Rahmen luftdicht in eine Fenster- oder Türöffnung eingebaut. Je nach Drehrichtung des Ventilators wird zwischen dem Inneren des Gebäudes und der Außenluft eine Druckdifferenz in Form eines Über- oder Unterdruckes erzeugt. Damit diese Druckdifferenz aufrecht erhalten werden kann, muss der Ventilator laufend eine bestimmte Luftmenge fördern, deren Größenordnung von den Undichtigkeiten (Leckagen) in der Gebäudehülle abhängt.

  Der bei einer bestimmten Druckdifferenz ermittelte Leckagestrom kann zu unterschiedlichen Bezugsgrößen (z.B. Innenvolumen) ins Verhältnis gesetzt werden. Die sich daraus ergebenden abgeleiteten Größen (z.B. Luftwechselrate bei 50 Pa) können mit der Anforderung an die Luftdichtheit des Gebäudes verglichen werden. Diese Anforderung wird bei der Planung des Gebäudes festgelegt. Sie basiert beispielsweise auf der Energie-Einsparverordnung (EnEV) bzw. zukünftig dem Gebäudeenergiegesetz (GEG), der DIN 4108-7 oder Anforderungen für den Passivhausstandard. Wie im Detail die Messung durchzuführen ist, regelt die Prüfnorm DIN EN 13829 (derzeit nur noch im Rahmen der EnEV) und zukünftig die DIN EN ISO 9972 (im Rahmen des GEG).

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  Welche Bezugsgrößen werden für die Luftdichtheitsmessung herangezogen, und was bedeuten n₅₀, q₅₀ und w₅₀?

  Die nachfolgenden Ausführungen beziehen sich auf die DIN EN 13829. Mit der DIN EN ISO 9972 mit dem nationalen Anhang NA wird es zu teilweise davon abweichenden Bezugsgrößen bzw. Bezeichnungen kommen.

  Als Bezugsgrößen für den mit der Luftdichtheitsmessung bestimmten Leckagestrom kommen das Innenvolumen (1), die Hüllfläche (2) und die Nettogrundfläche (3) zur Anwendung. Je nach Bezugsgröße ergeben sie die Kennwerte n₅₀, q₅₀ und w₅₀. Der Index 50 gibt hierbei die Druckdifferenz 50 Pa an, bei der der Leckagestrom ermittelt wurde. Die Definitionen für die Bezugsgrößen und die Kennwerte werden in der Messnorm DIN EN 13829 aufgeführt.

  ▩ n₅₀: Luftwechselrate (volumenbezogener Leckagestrom) bei 50 Pa
  Die Luftwechselrate bei 50 Pa wird berechnet, indem der Leckagestrom V₅₀ durch das Innenvolumen V geteilt wird:
  n₅₀ (h^-1) = V₅₀ (m³/h) / V (m³)
  Diese Kenngröße gibt an, wie oft bei einer Druckdifferenz von 50 Pa in einer Stunde das gesamte Innenvolumen ausgetauscht wird. Die Luftwechselrate bei 50 Pa ist die national und international am häufigsten verwendete Kenngröße. Grenzwerte für diese Kenngröße werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) und in DIN 4108-7 genannt.

  ▩ q₅₀: Luftdurchlässigkeit (hüllflächenbezogener Leckagestrom) bei 50 Pa
  Die Luftdurchlässigkeit bei 50 Pa wird berechnet, indem der Leckagestrom V₅₀ durch die Hüllfläche A_E geteilt wird:
  q₅₀ (m³/(h∙m²)) = V₅₀ (m³/h) / A_E (m²)
  Diese Kenngröße gibt an, wie viele Kubikmeter Luft bei einer Druckdifferenz von 50 Pa im Mittel durch einen Quadratmeter Hüllfläche je Stunde hindurch strömen. Die Luftdurchlässigkeit bei 50 Pa ist eine geeignete Kenngröße zur Beurteilung der Luftdichtheit großer Gebäude. Grenzwerte für diese Kenngröße werden in der Energieeinsparverordnung (EnEV) und in DIN 4108-7 genannt.

  ▩ w₅₀: Nettogrundflächenbezogener Leckagestrom bei 50 Pa
  Der nettogrundflächenbezogene Leckagestrom bei 50 Pa wird berechnet, indem der Leckagestrom V₅₀ durch die Nettogrundfläche A_F geteilt wird:
  w₅₀ (m³/(h∙m²)) = V₅₀ (m³/h) / A_F (m²)
  Diese Kenngröße gibt an, wie viele Kubikmeter Luft bei einer Druckdifferenz von 50 Pa im Mittel auf einen Quadratmeter Nettogrundfläche je Stunde entfallen. Ihr Vorzug liegt in der relativ einfachen Ermittlung der Bezugsgröße. Grenzwerte für diese Kenngröße wurden in DIN 4108-7 aus dem Jahr 2001 aufgeführt. Die aktuelle Fassung der DIN 4108-7 aus dem Jahr 2011 enthält hierzu keine Werte mehr.

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  Welche Anforderungen bzw. Grenzwerte werden an die Luftdichtheit bzw. Luftdurchlässigkeit von Gebäuden gestellt?

  Gegenwärtig gilt noch die Energieeinsparverordnung aus dem Jahr 2014, die wahrscheinlich im Herbst 2020 von dem Gebäudeenergiegesetz (GEG) abgelöst wird.

  ▩ Energieeinsparverordnung (EnEV)
  In der Energieeinsparverordnung wird im §6 auf die Dichtheit eingegangen. Danach „sind zu errichtende Gebäude so auszuführen, dass die wärmeübertragende Umfassungsfläche einschließlich der Fugen dauerhaft luftundurchlässig entsprechend den anerkannten Regeln der Technik abgedichtet ist. Wird die Dichtheit ... überprüft, kann der Nachweis der Luftdichtheit bei der ... erforderlichen Berechnung berücksichtigt werden, wenn die Anforderungen nach Anlage 4 eingehalten sind": "Wird ... eine Überprüfung ... durchgeführt, darf der nach DIN EN 13829: 2001-02 mit dem dort beschriebenen Verfahren B bei einer Druckdifferenz zwischen innen und außen von 50 Pa gemessene Volumenstrom – bezogen auf das beheizte oder gekühlte Luftvolumen – folgende Werte nicht überschreiten:
  ■ bei Gebäuden ohne raumlufttechnische Anlagen 3,0 h^-1 und
  ■ bei Gebäuden mit raumlufttechnischen Anlagen 1,5 h^-1.
  Abweichend davon darf bei Wohngebäuden, deren Jahres-Primärenergiebedarf nach Anlage 1 EnEV Nummer 2.1.1 berechnet wird und deren Luftvolumen 1 500 m³ übersteigt, sowie bei Nichtwohngebäuden, deren Luftvolumen aller konditionierten Zonen nach DIN V 18599-1: 2011-12 insgesamt 1 500 m³ übersteigt, der nach DIN EN 13829: 2001-02 mit dem dort beschriebenen Verfahren B bei einer Druckdifferenz zwischen innen und außen von 50 Pa gemessene Volumenstrom – bezogen auf die Hüllfläche des Gebäudes – folgende Werte nicht überschreiten:
  ■ bei Gebäuden ohne raumlufttechnische Anlagen 4,5 m∙h^-1 und
  ■ bei Gebäuden mit raumlufttechnischen Anlagen 2,5 m∙h^-1."

  ▩ DIN 4108-7
  Seit Januar 2011 gibt es den überarbeiteten und ergänzten Teil 7 der DIN 4108. Dieser Normteil ersetzt die Ausgabe aus dem Jahr 2001. DIN 4108-7 „legt Anforderungen an die Einhaltung der Luftdichtheit fest“. Daneben enthält sie zum Themenbereich Luftdichtheit unter anderem Informationen zur Planung und Ausführung sowie zur Auswahl und Verarbeitung von Bauprodukten.„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, [der] gemessene Luftwechselrate bei 50 Pa Druckdifferenz, n₅₀:
  ■ bei Gebäuden ohne raumlufttechnische Anlagen 3,0 ^-1 und
  ■ bei Gebäuden mit raumlufttechnischen Anlagen 1,5 ^-1 nicht überschreiten.
  Bei Gebäuden oder Gebäudeteilen mit einem Innenvolumen von mehr als 1500 m³ wird zur Beurteilung der Gebäudehülle zusätzlich die Luftdurchlässigkeit q₅₀ nach DIN EN 13829:2001-02 herangezogen:
  ■ Sie darf den Wert von 3,0 m³/(h∙m²) nicht überschreiten.“
  Ferner werden in DIN 4108-7 n₅₀-Höchstwerte empfohlen, die je nach Lüftungssystem und empfohlener Gebäudepräparation 1,0 h^-1, 1,5 h^-1 oder 3,0 h^-1 betragen sollen.

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  Ist mit der Einhaltung von Grenzwerten sichergestellt, dass die luftdichte Gebäudehülle fehlerfrei ist?

  Die Luftdichtheitsmessung zur Überprüfung der Anforderungen gemäß EnEV und DIN 4108-7 erfolgt zu einem relativ späten Zeitpunkt im Bauablauf. Sie beschreibt die Dichtheit für das gesamte Objekt. Häufig können für die Luftdichtheit wichtige Stellen in der Gebäudehülle nicht mehr eingesehen werden (z.B. Dampfbremse im Dach, die oft auch die Luftdichtheitsschicht bildet). Diese Art der Messung stellt somit nicht sicher, dass bei Einhaltung der Grenzwerte keinerlei Fehler in der Gebäudehülle oder Teilen davon vorliegen. DIN 4108-7, sowohl in der Fassung aus dem Jahre 2001 als auch aus dem Jahre 2011, enthält hierzu entsprechende Hinweise bzw. Anmerkungen. „Selbst bei Einhaltung der … Grenzwerte sind lokale Fehlstellen in der Luftdichtheitsschicht möglich, die zu Feuchteschäden durch Konvektion führen können. Die Einhaltung der Grenzwerte ist somit kein hinreichender Nachweis für die sachgemäße Planung und Ausführung eines einzelnen Konstruktionsdetails, beispielsweise eines Anschlusses oder einer Durchdringung“ - (DIN 4108-7, 2011). Es bieten sich früh angesetzte, baubegleitende Untersuchungen an, bei denen direkt an der Luftdichtheitsschicht das Augenmerk auf zufällige (z.B. lokale Fehlstellen an einer Verklebung) und systematische Fehler (z.B. unter Lasteinwirkung stehende Klebeverbindungen) gerichtet wird. In diesem Zusammenhang können Nachbesserungen erfolgen und Kennwerte (z.B. n₅₀) abgeschätzt werden. Die Kennwerte haben allerdings nur orientierenden Charakter und sind nicht für den Nachweis der Anforderungen an die Luftdichtheit nach EnEV oder DIN 4108-7 geeignet.