Fenstermontage im Passivhaus-Zeitalter

_ Die Möglichkeiten der Energieeinsparung im Bereich der energetischen Gebäudesanierung – so das Umweltbundesamt – werden bei Weitem noch nicht ausgeschöpft. Bisher würde nur ca. 1/3 der finanziell lohnenden Einsparpotenziale in diesem Bereich gehoben. Daher habe die Bundesregierung die energetische Gebäudesanierung als eines der zentralen Tätigkeitsfelder herausgestellt und zukünftig entsprechende Fördermaßnahmen in Aussicht gestellt.

Hier stellt sich nun eine zentrale Frage: Welche wissenschaftlichen Erkenntnisse gibt es, um beispielsweise Fenster- und Türanschlussfugen dauerhaft und energetisch optimal abzudichten? Um diese Erkenntnislücke zu schließen, hat das BBS Institut eine Studie zu diesem Thema erarbeitet, die hier vorgestellt werden soll. Der Abdichtungsspezialist Hanno aus Laatzen hat sich bereits in den letzten Jahren mit den erwarteten energetischen Anforderungen für die Zeit bis 2020 und darüber hinaus befasst. Das Ziel der EU wird es sein, bis dahin die Gebäude im Neubaustandard so weit zu optimieren, dass sie einen sehr niedrigen Energieverbrauch aufweisen, was dann häufig mit einem „Passivhaus “ gleichgesetzt wird. Im Zuge der von der EU beschlossenen Energieeffizienzrichtlinien 2009/125/EG, 2010/30/EU und aktuell der 2012/27/EU hat das Unternehmen intensiv geprüft, was diese Richtlinien für die Fugenabdichtung in der Zukunft bedeuten und wo Hanno die Montage von Bauelementen unterstützt, wenn es darum geht, Gebäude energieeffizient zu planen und zu bauen. In den Richtlinien werden für den Einbau und die Abdichtung der Fenster abseits der bereits bekannten landesspezifischen Forderungen keine Vorgaben formuliert. In Deutschland ist hier der „Leitfaden zur Planung und Ausführung der Montage von Fenstern und Haustüren “ der RAL Gütegemeinschaft Fenster und Haustüren e.V. [1] zu nennen, der bei jedem Einbau zwingend eingehalten werden sollte. Für die Anforderungen an hochenergieeffiziente Gebäude stellen sich jetzt spezielle Fragen, die die Besonderheiten gegenüber dem möglichen Gebäudestandard in 2020 betreffen.

• Bei energetisch optimierten Gebäuden bedarf es auch einer Optimierung bzw. Minimierung der Wärmebrücken. Wie verhält es sich in diesem Zusammenhang mit dem Fenstereinbau?
• Eines der maßgeblichen Kriterien ist die Luftdichtheit der Gebäudehülle. Wie verhält sich diese Luftdichtheit während der dauerhaften Nutzung der Gebäude und während Temperaturwechsellasten, die auf ein Gebäude und die Fuge wirken?
• Für den Fenstereinbau ist eine dauerhaft funktionsfähige Fuge erforderlich. Wie verhält sich die Fuge unter Diffusions- und Konvektionslasten über einen langfristigen Zeitraum?

In Zusammenarbeit mit dem Leiter der Hanno-Anwendungstechnik Bau und Sachverständiger für Wärme-/Feuchtetechnische Bauschäden Björn Kethorn, haben Prof. Dr.-Ing. Leimer und Jan Schneider vom BBS Institut ein Konzept entwickelt, das als „Passivhaustauglichkeit von Fensteranschlüssen “ in drei Teilen umgesetzt wurde.

Energetische Bewertung von Bauanschlussfugen

Um die Fensteranschlussfugen energetisch bewerten zu können, wurde zunächst eine Grundlage für die Betrachtung der Wärmebrücken gesucht. Gewählt wurde die ift-Richtlinie WA-15/2: Passivhaustauglichkeit von Fenstern, Außentüren und Fassaden “ [2]. Aber: Die Richtlinie ist nicht dafür gedacht, Fugen zu bewerten, sondern Bauelemente wie Fenster, Außentüren und Fassaden. Neben dem Nachweis der Materialeigenschaften dieser Bauelemente werden darüber hinaus aber in Abschnitt 4.3 auch Anforderungen an die Temperaturfaktoren für den Bauanschluss festgelegt. Der Abschnitt 4.3. wurde als Grundlage für die Bewertung durch das BBS Institut herangezogen und in der Folge die rechnerischen Nachweise mit verschiedenen Produkten des Hanno-3E-Abdichtungssystems geführt. Um verschiedene Konstruktionen zu bewerten, wurden aus dem Anhang 1 dieser ift-Richtlinie zwei Konstruktionen, einmal ein Anschlagmauerwerk mit Klinker und ein monolithisches Mauerwerk mit Wärmedämmverbundsystem, gewählt. Diese Konstruktionen wurden dann jeweils mit mehreren Abdichtungssystemen und unterschiedlichen Einbaulagen der Bauelemente bewertet. Als Bewertungskriterien wurden die Oberflächentemperatur _si , der Temperaturfaktor f _Rsi und der längenbezogene Wärmedurchgangskoeffizient _i herangezogen.

Gute Planung kann rechnerische Verluste eliminieren

Aus den Ergebnissen lässt sich ablesen, dass sich bei einer guten Planung der Wärmebrücke die rechnerischen Verluste über diesen Weg quasi komplett eliminieren lassen. Es werden hier z.B. Korrekturwerte für die Wärmebrücke U _WB von bis zu 0,006 W/m²K erreicht statt des Standardwertes von 0,1 W/m²K oder dem Wert nach Beiblatt 2 der DIN 4108 von 0,05 W/m²K. Zudem werden hier Werte für den Temperaturfaktor f _Rsi von bis zu 0,96 erreicht. Zudem können zwei Hauptthesen für die Energetische Bewertung der Wärmebrücke/Bauanschlussfuge gezogen werden: 1. These : Einfluss der Wärmeleitfähigkeit der Abdichtungsprodukte. Zieht man hier für den Vergleich die Oberflächentemperaturen _si heran, kann man feststellen, dass je nach Abdichtungsmaterial die Oberflächentemperatur bei der Bewertung in der gleichen Konstruktion einen Unterschied von bis zu 0,4 ° C aufweisen kann. Für die Bewertung von Wärmebrücken gibt Hanno daher für alle seine Abdichtungsmaterialien die Wärmeleitfähigkeit an. Da schon Nachkommastellen relevante Unterschiede hervorrufen, werde z.B. bei Hannoband 3E der für ein Multifunktionsband herausragende -Wert vollständig mit 0,0428 W/mK angegeben. Die Wärmeleitfähigkeit ist gerade bei Abdichtungssystemen ein unterschätzter Faktor, der in Zukunft sicherlich noch größere Bedeutung erlangen wird. 2. These : Den deutlich größeren Einfluss auf die Wärmebrücke hat die Einbaulage. Hier ist zwischen den Konstruktionen zu unterscheiden. Bei einem zweischaligen Mauerwerk ist dieser Punkt zu vernachlässigen, aber bei einem monolithischen Mauerwerk mit Wärmedämmverbundsystem kann die Lage je nach Konstruktionsmauerwerk einen deutlichen Einfluss auf den längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizient _i haben. Hier mag es dann aus Sicht der energetischen Bewertung sinnvoll sein, die Bauelemente in die Dämmebene des Wärmedämmverbundsystems zu setzen. Auch in dem Bereich ist die Wärmeleitfähigkeit ein wesentlicher Faktor, hier aber eher für die umgebende Wärmedämmung. Schließlich ist zu vermeiden, die guten Wärmeleitfähigkeiten von Wärmedämmverbundsystemen durch andere Materialien zu schwächen und so die Wärmebrücke zu verschlechtern. Aus diesen Erkenntnissen heraus hat Hanno mit dem Produkt Folienband Duo Easy ein System entwickelt, welches die Anforderungen an die Abdichtung optimal erfüllt und zudem keine Einschränkungen für die umliegenden Wärmedämmmaterialien darstellt.

Fazit

Teil 1 der Untersuchung erlaubt den Rückschluss, dass die Bewertung der Wärmebrücke für die jetzigen, aber vor allem auch zukünftigen Bausitua tionen und Anforderungen eine immer wichtigere Bedeutung erlangen wird. Für die Abdichtung bedeutet dies, dass die wärmetechnischen Eigenschaften des Abdichtungsprodukts an Gewicht gewinnen werden. Dieser Rückschluss ist für Hanno deshalb wichtig, weil danach alle Produkte des 3-Ebenen-Fugenabdichtungssystems bezüglich Ihrer wärmetechnischen Eigenschaften als passivhaustauglich anzusehen sind. Mit der momentan schon extrem relevanten Eigenschaft der dauerhaften Luftdichtheit befasst sich die Untersuchung durch das BBS Institut von Prof. Dr.-Ing. H.-P. Leimer im zweiten Teil der Studie „Passivhaustauglichkeit von Fensteranschlüssen “ , die wir im nächsten Heft vorstellen. —

Dipl.-Ing. (FH) Björn Kethorn ist Sachverständiger für feuchte- und wärmetechnische Bauschäden und Leiter der Anwendungstechnik Bau bei Hanno.

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