Integratio® - Fensterhelfer


Montage; Grundsätzliche Hinweise - technischer Stand bis Ende Januar 2002
Zur Seite mit dem technischen Stand ab 01.02.2002

Diese Seite verzweigt auf die Themen Architektenschelte, Planungsgrundlagen, Anschluss-Belastungen, Grundsätzliches, Wetterschutzebene, Funktionsbereich, Trennebene von Raum- und Außenklima, Hinweise zur Einbaulage, Wasserdampfdiffusion und Zusammenfassung.

Die Problematik der Montage und Anschlussausbildung ist mit Herausgabe der Schrift Anschluß der Fenster zum Baukörper im Februar 1977 bekannt gemacht; Problemlösungen sind dargestellt.

Zur Verdeutlichung:

Thema: Untersuchung der verschiedenen Möglichkeiten des Anschlusses der Fenster und Fensterelemente zum Baukörper
Az: B II 5 - 80 01 73 - 122
Kurztitel: Anschluß der Fenster zum Baukörper
Auftraggeber: Bundesministerium für Raumordnung, Bauwesen und Städtebau
Forschungsstelle: Institut für Fenstertechnik e.V.
Sachbearbeiter: K. Blaschke, J. Schmid, W. Stiell
Institutsleitung: E. Seifert, Prof. an FHS

Die in den letzten Jahren teilweise leidenschaftlich geführten Diskussionen hätten sich bei sachlicher Auseinandersetzung mit den in diesem Abschlußbericht, den in DIN 4108 usw. veröffentlichten Grundlagen, größtenteils erübrigt.

Architektenschelte

Bedauerlicherweise ist es üblich, daß die Architekten ihrer Pflicht nicht nachkommen und sich "auf die Bedenkensäußerungspflicht" verlassen. Dem steht das Recht des Bauherrn - und ausführenden Handwerkers/Fensterbauers - auf eine fachgerechte und ordnungsgemäße Planungsleistung entgegen.

Der Architekt hat bereits in der ersten Leistungsphase die Aufgabe, die Grundlagen für die Lösung der Bauaufgabe durch die Planung zu ermitteln. In der Vorplanung hat er zu beachten, daß der Vorentwurf das Planungsrisiko so minimiert, daß mit realen Ergebnissen in die Entwurfsplanung eingetreten werden kann. Im Entwurf sollten dann das Objekt und damit auch die Umsetzung und Details mit entsprechender Genauigkeit "so gut wie ausführungsreif" dargestellt sein. In der Genehmigungsplanung sind bereits alle bauphysikalischen Nachweise zur Standsicherheit, zum Wärmeschutz usw. zu berücksichtigen; es handelt sich jedoch im Sinne der HOAI um selbständige Ingenieurleistungen. Die Ausführungsplanung beinhaltet die qualifizierte Planung aller für die Ausführung erforderlichen Bereiche und Details. Die Vorbereitung der Auftragsvergabe setzt eine weitgehend fertige Ausführungsplanung voraus.

Muss der Auftragnehmer im Zusammenhang mit der Durchführung der ihm übertragenen Arbeiten selbständige Planungsleistungen erbringen, ohne dafür ein Entgelt verlangen zu können, stellt sich die Frage, ob der dieser Forderung zugrundliegende Vertrag nicht sittenwidrig ist. Siehe zu diesem Thema: "Butterweiche Planung ist ihr Honorar nicht wert", Deutsches IngenieurBlatt, Okt. 1997.

Planungsgrundlagen

Fensterelemente sind als nichttragende Bauteile nicht dazu bestimmt, Kräfte aus dem Bauwerk aufzunehmen. Demgemäß muss die Montage des Fensterelements so erfolgen, dass Verformungen des Fensters und des Baukörpers nicht zu Zwängungen am Fensterelement führen und/oder Kräfte aus dem Baukörper auf dieses einwirken.

Die zu erwartenden Bewegungen sind quantitativ für die konstruktive Auslegung der Anschluss-/Fugenausbildung zu bestimmen.

Die Anschlußfuge zwischen Baukörper und Fensterelement unterliegt ständigen Bewegungen, welche die Fugenbreite verändern.

Die in der nachfolgenden Abbildung dargestellten Belastungen wirken auf das Fenster und die Anschlußbereiche zum Baukörper ein.


Ebenenmodell-Darstellung

Die Belastungen und die Negativ-Erfahrung aus vielen Bauschäden als Folge mangelhafter Fenstermontage sind bekannt. Die meisten Schäden sind Folge von Feuchteeinwirkung. Untersuchungen an vor ca. 10 Jahren eingebauten Fenstern haben gezeigt, daß bis zu 20 % des Luftaustauschs durch den Anschluss der Fenster zum Baukörper erfolgte.

In DIN 4108 wird u.a. für Aufenthaltsräume in Hochbauten ein sogen. klimabedingter Feuchteschutz gefordert. Ziel der Forderung war/ist die Vermeidung von Tauwasser an Bauteiloberflächen und Tauwasser im Bauteilinnern. Die Anschlußbereiche sind hier mit einzubeziehen. Andernfalls würden diese als "eigenständige Substanz" durch das Bauteil beeinflusst und dann stellt sich die Frage, ob ein entsprechender Hinweis (besondere Sachkenntnis) nachweislich erfolgt ist. DIN 4108, Teil 3 sagt dazu zusammengefasst (gekürzt mit möglichst weitgehendem Zusammenhang) folgendes:

An der Oberfläche von Außenbauteilen und von Bauteilen zwischen fremden Wohn- und Arbeitsbereichen darf bei üblicher Nutzung von Aufenthaltsräumen aus hygienischen Gründen und zum Schutz der Bauteile kein Tauwasser anfallen. Dies ist dadurch zu verhindern, daß die betreffenden Bauteile mit dem sogen. Mindestwärmeschutz gem. DIN 4108, Teil 2 ausgestattet werden. Dann bleibt die Bauteil-, Wand- oder Deckenoberfläche so warm, daß der Taupunkt der Raumluft dort nicht erreicht wird. Auch an sogen. Wärmebrücken muss dieser Mindestwärmeschutz gegeben sein.

Wie streng diese Forderung an den Mindestwärmeschutz ist, geht aus den Tabellen 1 und 2 in DIN 4108, Teil 2 (Wärmeschutz im Hochbau; Wärmedämmung und Wärmespeicherung; Anforderungen und Hinweise für Planung und Ausführung) hervor. Dort werden Wärmedurchlaßwiderstände für Decken, Wände usw. genannt, die in einschichtiger Konstruktion nur schwer oder nicht erreichbar sind. Aus diesem Grund müssen in der Regel Kombinationen mit weniger wärmeleitenden Schichten kombiniert werden.

Nachdem durch die Neufassung der WSchV (95) sehr hohe Anforderungen an den Wärmeschutz gestellt wurden, hat sich die Frage gestellt, ob dann der Mindestwärmeschutz noch relevant ist. Nach Untersuchung und Diskussion in Fachkreisen bestand Einigkeit darin, daß der Mindestwärmeschutz im Bereich sogen. Wärmebrücken vorhanden sein muss. Die WSchV beschränkt zwar den Heizenergieverbrauch durch die Gebäudehüllfläche hindurch, sagt aber über Wärmebrücken nichts aus. Daher müssen wärmetechnische Schwachstellen auf Einhaltung des Mindestwärmeschutzes geprüft werden, weil dort sonst Tauwasser, Staubablagerungen, Schimmelbefall und Materialzerstörungen eintreten können.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß nicht nur G-, k-Werte usw. beachtet werden müssen, sondern u.a. auch die Tauwasserbildung im Bereich sogen. Kältebrücken.

Der in DIN 4108 geforderte Schutz der Bauteile sagt, dass bspw. bei Taupunktbildung innerhalb des Anschlussbereichs eine Durchfeuchtung desselben erwartet werden muss und dadurch auch Substanzschädigung, wie negative Veränderung der technischen Werte des Mauerwerks, Hausschwamm (anzeigepflichtiger Schaden an einem Gebäude) usw.

So ist es spätestens durch Veröffentlichung im Mai 1997 allen Beteiligten bekannt gemacht, dass die innere Abdichtung der Bauanschlussfuge jetzt als Stand der Technik anerkannt ist oder sein sollte.

Anschluss-Belastungen

Als allgemeine Anforderungen gelten

Auf der Außenseite ist auf

zu achten und von der Raumseite her auf

gegen Wärmeverluste und Eindringen von Raumluft und Feuchte in den Anschlussbereich.

Ebenso müssen alle am Fenster auftretenden/anfallenden Kräfte sicher in den Baukörper abgeleitet werden. Aus diesem Grund sagt die Schrift der RAL-Gütegemeinschaft, daß alle Anforderungen und Bewegungen aus dem Fensterrahmen und aus dem Bauwerk von der Anschlussfuge aufzunehmen und auszugleichen sind. Der fachgerechten Gestaltung der Anschlussfuge, d.h. Fugengeometrie, Befestigung, Dämmung und Abdichtung kommt also höchste Bedeutung zu, wenn den Anforderungen genügt werden soll.

Grundsätzliches

Neben den allgemeinen Anforderungen sind insbesondere seit Einführung der Bauproduktenrichtlinie, Bauproduktengesetze, Bauregellisten, die jeweiligen Landesbauordnungen bzw. den darin enthaltenen Forderungen:

Bauprodukte dürfen nur verwendet werden, wenn bei ihrer Verwendung die baulichen Anlagen bei ordnungsgemäßer Instandhaltung während einer dem Zweck entsprechenden angemessenen Zeitdauer die Anforderungen erfüllen und gebrauchstauglich sind.

Um Schäden im Anschlussbereich zu vermeiden, muss die Einbindung von Fenstern und Fassaden in die Gebäudehülle geplant werden. Das Bauteil muss im eingebauten Zustand den Anforderungen gemäß untenstehender Tabelle genügen.

Einwirkung

Normen

- von der Außenseite

Regen, Wind, UV-Beanspruchung, Schall

DIN 18055 (wird wahrscheinl. in 2002 zurückgezogen), DIN 4109,
zukünftig gem. Eurocode 1 Teil 4 Windlasten - DIN 1055-4,
bei Fassaden EN 12179, 12152 u. 12153, EN ISO 140-3 u. 717-1, EN 13947

- von der Raumseite

Raumlufttemperatur, Raumluftfeuchte

DIN 4108, EnEV

- aus dem Bauwerk

Bauwerksbewegungen, Toleranzen

DIN 18201, DIN 18203

- aus dem Bauteil

längenänderungen, Formänderungen, Kräfte aus dem Eigengewicht

DIN EN 107

- aus der Nutzung

Kräfte aus der Benutzung

DIN 18055 bzw. Folgeregelungen

Ferner müssen alle am Fenster und der Fassade anfallenden Kräfte sicher in den Baukörper abgeleitet werden.

Alle Anforderungen und Bewegungen aus der Rahmenkonstruktion und dem Bauwerk sind in der Anschlussfuge dauerhaft aufzunehmen und auszugleichen.

der fachgerechten Gestaltung der Anschlussfuge, d.h. Konstruktion, Fugengeometrie, Befestigung, Dämmung und Abdichtung kommt also große Bedeutung zu, um den bekannten/genannten Anforderungen zu genügen. Die Gebrauchstauglichkeit des Fensters und der Fassade steht und fällt mit der Anschlussausbildung. Für die Beurteilung, ob und in welchem Umfang das Fenster oder die Fassade in der Außenwand den Anforderungen, die sich aus den Umgebungseinflüssen ergeben, gerecht wird, eignet sich die vorstehende Ebenenmodell-Darstellung.

Die grundsätzlichen bauphysikalischen Anforderungen werden in zwei getrennten Funktionsebenen erfüllt, die Funktionen im dazwischenliegenden Bereich zusammengefasst und in technische Eigenschaften umgesetzt. Diese einzelnen Ebenen und Bereiche müssen in der Konstruktion erkennbar und ausführbar sein.

Durch mangelhafte Montage kann aus dem besten Fenster ein schlechtes Fenster werden.

1 - Wetterschutzebene

Das obenstehende Ebenenmodell zeigt die Funktionsebenen und den Funktionsbereich mit den Kennzeichnungen, welche nachstehend kommentiert werden.

Die Beschreibung gilt für mitteleuropäische Klimaverhältnisse und den Abschluß von Räumen mit normalem Wohnklima; sie gilt nicht für Abschlüsse von Kühlräumen u.dgl.

2 - Funktionsbereich

Zusammenfassend bzw. allgemein formuliert kann man sagen, dass der Funktionsbereich trocken bleiben und vom Raumklima getrennt sein muss.

3 - Trennebene von Raum- und Außenklima

Sofern die Oberflächentemperaturen der Bauteile hoch liegen, kann kein Tauwasser anfallen und das Behaglichkeitsempfinden wird für die Benutzer eines Raumes mit derartigen äußeren Raumabschlüssen nicht gestört.

Hinweise zur Einbaulage

Eine Luftströmung von der Raum- zur Außenseite durch Anschlussfugen muss ausgeschlossen werden, dem folgend muss die raumseitige Anschlussfuge dauerhaft luftdicht ausgeführt sein.

Die beschriebenen Modelle sind allgemein gültig auf mitteleuropäische Klimaverhältnisse und auf Räume mit normalem Innenklima abgestimmt. Bei gekühlten und klimatisierten Räumen ist objektbezogen zu planen. In die Bewertung und Planung ist die gesamte Außenwand einzubeziehen.

Mit der Erfüllung der bauphysikalischen Anforderungen an den Anschlussbereich sind wesentliche Voraussetzungen geschaffen,

Den gewonnenen Erkenntnissen lassen sich Empfehlungen an die Einbauebenen für Fenster und Fassaden im Laibungsbereich ableiten, dem jeweiligen Außenwandsystem entsprechen.

Günstige Einbauebenen von Fenstern und Fassaden zur Vermeidung von Tauwasser sowie zur Reduzierung von Wärmeverlusten sind:

Der Temperaturverlauf durch die Außenwand und durch das Bauteil Fenster ist hierfür bestimmend.

 

 

Wasserdampfdiffusion

Im Winter ist die absolute Luftfeuchtigkeit in der Regel raumseitig höher als außenseitig. Daraus resultierend stellt sich raumseitig ein höherer Wasserdampfteildruck ein als außenseitig und dem folgend ein Dampfdruckgefälle mit einem Wasserdampfstrom von innen nach außen.

Jedes Material setzt dem Wasserdampfstrom einen gewissen Widerstand entgegen. Die Eigenschaft, mehr oder weniger Wasserdampf durchzulassen, wird durch die Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl () beschrieben.

Dabei besitzt eine ruhende Luftschicht den Wert . Je größer wird, desto größer ist der Wasserdampf-Diffusionswiderstand, d.h. desto weniger durchlässig ist die Bauteilschicht für Wasserdampf. Der gibt an, wieviel mal dichter die betreffende Bauteilschicht ist als eine ruhende gleich dicke Luftschicht.

Bei nebeneinander liegenden Bauteilen mit unterschiedlichen ist der Baustoff mit den niedrigsten für den Diffusionsstrom maßgeblich. Wird beispielsweise eine Dichtstoff mit einem sehr hohen Wasserdampf-Diffusionswiderstand in die Fuge eingebracht, gleichzeitig aber ein poröser Außenwandstein verwendet, so wird der Diffusionsstrom über die Außenwand erfolgen.

Ein Vergleich der einzelnen innerhalb des Gesamtsystems untereinander ist nicht hilfreich. Das Verhalten des Gesamtsystems ist maßgebend.

Bei der Bewertung des Diffusionsstromes ist der und der Sd-Wert zu beachten; was sagt der Sd-Wert?
Wenn bspw. ein Butylband für das Material einen von 140.000 ausweist, bedeutet dies, dass das verwendete Material (Polyisobutylen) 140.000 mal dichter ist, als als eine gleich dicke ruhende Luftschicht.
Wenn nun das Butylband eine Dicke von 2 mm hat, errechnet sich der Sd-Wert aus
· Dicke des Baustoffes in Meter, also 140.000 · 0,002 = 280. Sofern das Butylband bspw. in Eckbereichen, an Befestigungsankern usw. gereckt und dort in der Dicke auf 1,5 mm reduziert wird, ergibt sich (140.000 · 0,0015 = 210) also ein Sd-Wert ( · s) m: 210
Diese Zahl allein sagt nicht viel - als Richtwert sollte Sd (
· s) m 200 angesetzt werden. Wichtig: Dabei sollte der Sd-Wert auf der äußeren Abdichtung (bspw. Diffusionsband) möglichst niedrig liegen, damit vorhandene Feuchtigkeit nach außen abdiffundieren kann.

Eine Luftströmung von der Raum- zur Außenseite in der Anschlussfuge muss ausgeschlossen werden. Der Anschluss muss raumseitig luftdicht sein.

Es gilt der Grundsatz: Um Feuchtigkeitsschäden im Anschlussbereich zu vermeiden, müssen Fenster - Fuge - Wand als Gesamtsystem gesehen zu werden. Das Gesamtsystem muss in bezug auf die Wasserdampf-Diffusion nach dem Prinzip "innen dichter als außen" ausgeführt werden.

Zusammenfassung

Nach Sicherstellen der Anforderungen an die Anschlussfugen kann

Aus den gewonnenen Erkenntnissen leiten sich Empfehlungen an die dem jeweiligen Außenwandsystem entsprechende Einbaulage des Fensters in den Laibungsbereichen ab.

Günstige Einbaulagen des Fensters zur Vermeidung von Tauwasser vor und in der Konstruktion sowie zur Reduzierung von Wärmeverlusten sind

Der Temperaturverlauf durch die Außenwand und durch das Bauteil Fenster ist hierfür bestimmend.

Um den Anforderungen an die Gebrauchstauglichkeit des Fensters zu genügen, gilt also für die Anschlussausbildung:

Die Trennung von Raum- und Außenklima (s.Abbildung ) ist dampfdiffusionsdichter auszuführen als der Wetterschutz. Es gilt der Grundsatz:

Innen dichter als außen

Selbstverständlich ist darauf zu achten, daß der äußere Wetterschutz gewährleistet sein muss.


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