Integratio® - Fensterhelfer


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

Diese Seite verzweigt auf die Themen Wärme- und Feuchteverhalten, DIN 4108 "Wärmeschutz im Hochbau", Wärmeschutzverordnung, Wärmebrücken, Isothermendarstellung, Dämmung der Anschlussfuge, Wärmedämmwerte, Ermittlung von k-Werten bei unterschiedlichen Flächenanteilen, Taupunktbildung und Behaglichkeitsstörungen (Gutachtenbeispiel) und Zugerscheinungen und Behaglichkeitsstörungen (Gutachtenbeispiel).

Bauphysikalische Grundlagen

Die technischen Regelwerke

geben Anforderungen für die Planung der Ausführung vor, um den Wärme- und Feuchtehaushalt des Bauwerks zu regeln und den Innenraum vor Außenlärm zu schützen.

Wärme- und Feuchteverhalten

In den Regelwerken werden also die Anforderungen an die Ausführung von Bauteilen formuliert, um den Wärme- und Feuchtehaushalt des Bauwerks zu regeln und den Innenraum vor Außenlärm zu schützen; demgemäß gilt es zu klären, welche Erwartungen diesbezüglich an den Anschlussbereich des Fensters zum Baukörper gestellt werden.

In DIN 4108-7 werden zur Erstellung von luftdichten Anschlüssen und Bauteilen Planungs- und Ausführungsempfehlungen gegeben, sowie Ausführungsbeispiele (sinngemäß wie nebenstehend) dargestellt.

DIN 4108-7 behandelt keine funktionsbedingten Fugen und Öffnungen in der Gebäudehülle (bspw. Gurtdurchführungen an Rolladenkästen) oder Fugen an zu öffnenden Bauteilen wie Fensterflügel.

Die zentrale Forderung lautet

Fugen der Außenhülle eines Gebäudes sind entsprechend dem Stand der technik dauerhaft abzudichten.

Zusätzlich ist zu beachten, dass der regenschutz des Gebäudes auch im Bereich der Fugen und Anschlüsse sichergestellt sein muss.

Die WSchV hat bereits und die EnEV stellt konkrete Anforderungen an die Anschlussausbildung: Hier wird die Dichtheit angesprochen. "Die sonstigen Fugen in der wärmeübertragenden Umfassungsfläche müssen dem Stand der Technik entsprechend dauerhaft luftundurchlässig abgedichtet sein."

Der Wärmedurchgang über den Anschlussbereich wird wesentlich von der Einbauebene des Fensters sowie von der richtigen Anordnung von Dämmschichten im Anschlussbereich bestimmt.

Bei der Ermittlung des höchstzulässigen Heizwärmebedarfs von Gebäuden müssen zukünftig/ nunmehrauch die Wärmebrücken berücksichtigt werden.

Das Wärme- und Feuchteverhalten der Anschlussfuge wird bestimmt durch die Innen- und Außenklimate.

Zur Vereinheitlichung aller nachfolgenden Betrachtungen wird das Klima

nach DIN 4108 Teil 3 festgesetzt.

Im untenstehenden Bild ist die Sättigungsmenge der Luft in Abhängigkeit der Temperatur dargestellt. Die Sättigungsmenge ist diejenige Menge an Wasser, die Luft einer bestimmten Temperatur maximal aufnehmen kann. Aus dem verlauf der Kurve erkennt man, dass die Sättigungsmenge mit der temperatur stark ansteigt. Warme Luft kann somit mehr Wasser aufnehmen/tragen, als kalte Luft.

Die relative Luftfeuchtigkeit bezeichnet den Feuchtegehalt der Luft bezogen auf die Sättigungsmenge. Ein Wassergehalt von z.B. 8,65 g/m3 bei 20 °C entspricht einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 %. Für eine Raumluft mit einer temperatur von 20 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 % bedeutet dies, dass in der Luft 50 % der maximal möglichen Menge wasser (als wasserdampf) gelöst sind.

Tauwasser entsteht dann, wenn die Luft durch Abkühlung nicht mehr in der lage ist, die ursprüngliche Menge wasser zu tragen/speichern. Die Temperatur, bei dieser Effekt eintritt, wird als Taupunkttemperatur bzw. Taupunkt bezeichnet. Findet z.B. eine Abkühlung von zu 50 % gesättigter 20 °C warmer Luft auf 9,3 °C statt, so steigt die relative Luftfeuchtigkeit auf 100 % an, d.h. die Luft ist mit Wasser gesättigt. Findet eine weitere Abkühlung der Luft oder der Berührungsflächen statt, so kommt es zu Tauwasserausfall, weil die Luft das wasser nicht mehr aufnehmen kann.

Die nachstehende Tabelle vermittelt die Taupunkttemperaturen der Luft bei verschiedenen Luftfeuchtigkeiten.

Lufttemperatur

Taupunkttemperatur s1 in °C bei einer relativen Luftfeuchte von

°C

30

35

40

45

50

55

60

65

30

10,5

12,9

14,9

16,8

18,4

20,0

21,4

22,7

29

9,7

12,0

14,0

15,9

17,5

19,0

20,4

21,7

28

8,8

11,1

13,1

15,0

16,6

18,1

19,5

20,8

27

8,0

10,2

12,2

14,1

15,7

17,2

18,6

19,9

26

7,1

9,4

11,4

13,2

14,8

16,3

17,6

18,9

25

6,2

8,5

10,5

12,2

13,9

15,3

16,7

18,0

24

5,4

7,6

9,8

11,3

12,9

14,4

15,8

17,0

23

4,5

6,7

8,7

10,4

12,0

13,5

14,8

16,1

22

3,6

5,9

7,8

9,5

11,1

12,5

13,9

15,1

21

2,8

5,0

6,9

8,6

10,2

11,6

12,9

14,2

20

1,9

4,1

6,0

7,7

9,3

10,7

12,0

13,2

19

1,0

3,2

5,1

6,8

8,3

9,8

11,1

12,3

18

0,2

2,3

4,2

5,9

7,4

8,8

10,1

11,3

1 Näherungsweise darf geradlinig interpoliert weden

Ablesebeispiel:
Bei einer Lufttemperatur von 20 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 % beträgt die Taupunkttemperatur 9,3 °C bzw. gerundet 10 °C.

Sofern auf der raumseitigen Oberfläche bei "normgerechten Raumluftwerten" die Taupunkttemperatur unterschritten werden kann, ist dafür Sorge zu tragen, dass die Tauwasserbildung zu keiner Schädigung der angrenzenden Bauteile führen kann. Ggf. kurzzeitig anfallendes Tauwasser muss sicher abdiffundieren oder abgeleitet werden können. In DIN 4108 "Wärmeschutz im Hochbau" werden dafür Grundaussagen, auch hinsichtlich der Anschlußfuge, gemacht.

DIN 4108 "Wärmeschutz im Hochbau"

In DIN 4108 sind die Anforderungen an die Bauteile bezüglich ihres Wärmeverhaltens geregelt. Die Anforderungen an die Anschlussfugen der Fenster zum Baukörper wird allgemein abgehandelt. So sind die Wärmeverluste infolge von Undichtigkeiten "entsprechend dem Stand der Technik dauerhaft und luftundurchlässig" abzudichten (DIN 4108 Teil 2 Abs. 6). Ferner muss "der Schlagregenschutz des Gebäudes [...] auch im Bereich der Fugen und Anschlüsse sichergestellt sein" (DIN 4108 Teil 3 Abs.4.3.2). Von weiterer Bedeutung für die Gestaltung der Bauanschlußfuge ist DIN 4108 Teil 5.

Durch das Dampfdruckgefälle zwischen Innen- und Außenklima kann über feuchtwarme Raumluft und über Wasserdampfdiffusion durch den Baukörper Feuchtigkeit in die Anschlußfuge einwandern. Die Gefahr des Tauwasseranfalls in der Fuge hängt von der Fugentemperatur und der relativen Luftfeuchte in der Fuge ab.

Tauwasser in der Anschlußfuge sollte unbedingt vermieden werden.

Tritt trotzdem Tauwasser auf, muß über einen fest gelegten Verdunstungszeitraum (DIN 4108 Teil 3 Abs.3.2.2.2) die Feuchte nach außen abdiffundieren können. Diese Anforderung kann nur erfüllt werden, wenn der Wasserdampf-Diffusionsdurchlaßwiderstand (DIN 4108 Teil 1) der Bauteile von innen nach außen abnimmt.

Der Grundsatz "innen dichter als außen" ist auch hier gültig.

Problematisch erscheint die Forderung nach DIN 4108 Teil 3 Abs. 4.3.2, "die Möglichkeit der Wartung von Fugen (einschließlich der Fugen von Anschlüssen) [...] vorzusehen."

In der Baupraxis sind die Anschlußfugen oftmals unzugänglich. Durch sorgfältige Fugenausbildung und Abdichtung kann die Lebenserwartung der Anschlussfuge die Lebenserwartung des Fensters überdauern. Eine Wartung kann sich nur auf die sichtbaren Bereiche der Fugenausbildung beziehen.

Wärmeschutzverordnung

Die Wärmeschutzverordnung (und nun die EnEV) stellt konkrete Anforderungen an die Anschlussausbildung: Hier wird die Dichtigkeit angesprochen. Die Anschlussausbildung muß dauerhaft dicht und luftundurchlässig sein. Der Wärmedurchgang über den Anschlussbereich wird wesentlich von der Lage des Fensters und von der richtigen Anordnung von Dämmschichten im Anschlußbereich bestimmt. Über die Regelung des höchstzulässigen Heizwärmebedarfs QH von Gebäuden muß künftig das physikalische Phänomen der Wärmebrücke neu durchdacht werden. Im Vergleich zu den bisherigen Anforderungen und Regelungen werden künftig höhere Anforderungen gestellt.

Wärmebrücken

Im allgemeinen versteht man unter einer Wärmebrücke einen Bereich, in dem relativ zu den angrenzenden Flächen

auftreten.

Im Bereich des Fensteranschlusses treffen Mauerwerk und Blendrahmen zusammen. Bedingt durch die unterschiedliche Dicke der Bauteile treten zwangsläufig Wärmebrücken auf. Der Fenstereinbau in die Leibung führt bei einer monolithischen Außenwand unweigerlich zu einer starken Verzerrung der Isothermen. Der Anschluß ist daher nicht ohne Wärmeverluste möglich.

Aufschluß über eine günstige Einbaulage des Fensters in den Baukörper liefert die Isothermendarstellung. Die Isotherme ist eine Linie, die Punkte mit gleicher Temperatur verbindet. Ihr Verlauf wird bestimmt durch materialspezifische (Lamda-Wert) und geometrische Wärmebrücken (Ecken/Kanten etc.).

Im Anschlußbereich des Fensters zum Baukörper findet man beide Arten der Wärmebrücken.

Isothermendarstellung

Mit Hilfe der Isothermendarstellung können die Temperaturverläufe bezüglich jeder Einbausituation dargestellt werden. Anschlußproblematiken können analysiert und gelöst werden. Ferner ist die Isothermendarstellung bei der Beurteilung von Schadensfällen hilfreich.

Die zur Beurteilung eines Anschlusses wichtigste Isotherme für das übliche Raumklima 20 °C/50 % ist die 10 °C-lsotherme. Sie soll innerhalb der Konstruktion verlaufen, um einer Tauwasserbildung vor der inneren Anschlußfuge vorzubeugen und möglichst schwach gekrümmt sein, um den Wärmeverlust über den Anschlußbereich gering zu halten.

Die nachfolgenden Bildbeispiele zeigen, auf das Außenwandsystem und den Rahmenwerkstoff bezogen, günstige Einbaulagen des Fensters.

Betonwand mit Wärmedämmverbundsystem, Fenster mit Wand außen bündig

Betonwand mit Wärmedämmverbundsystem mit Laibungsdämmung, Fenster mittig

Betonwand mit Vormauerschale und hinterlüsteter Dämmzone

Bei Wärmedämmverbundsystem Lösungsvorschläge der WDV-Hersteller zur äußeren Abdichtung und zu den Fensterbankanschlüssen beachten

Dämmung der Anschlussfuge

Das Verfüllen des Fugenraums hat Einfluss auf die Oberflächentemperatur und auf die Wärmeverluste. Die folgenden Abbildungen zeigen die Auswirkungen der verschiedenen Ausführungsarten. Daraus ergibt sich, dass die Fuge umlaufend mit einem Dämmstoff ausgefüllt und luftdicht abgedichtet werden muss. Auf die Forderung nach einem vollständigen Ausfüllen der Fugentiefe kann nur dann verzichtet werden, wenn die Anschlussfugen außen und innen luftdicht (stehende Luft) ausgeführt ist.

Anschlussfuge vollsatt ausgefüllt

Fugenzentrum ausgefüllt

Fugenränder ausgefüllt

Anschlussfuge ohne Dämmung

Bestehen besondere Anforderungen an den Schallschutz, so ist nicht nur die vollsatte Verfüllung des Fugenbereiches mit geeignetem Dämmstoff notwendig, ggf. sind auch zusätzliche Maßnahmen erforderlich.

Wärmedämmwerte

Im Zusammenhang mit DIN 4108 und unter dem Aspekt der verbesserten Wärmedämmung, ergeben sich für den Fensterbauer in zunehmendem Maße Probleme des Wärmeschutzes. Insbesondere bei Fensterelementen mit Brüstungsfeldern werden Sandwichplatten verwendet.

Der Wärmedämmwert von "Brüstungs- oder Sandwichplatten" ergibt sich aus der Dicke des Isolierstoffes und den Zuschlagfaktoren i und a.

Durch Hinzuaddieren der Dämmwerte von Faserzementplatten, Eternit-Glasal oder dergleichen, reduziert sich der Wert vernachlässigbar gering.

Dicke des Isolierstoffes

Wärmedurchgangszahl k, W/h m2 K

20 mm

1,53

25 mm

1,29

30 mm

1,10

35 mm

0,98

40 mm

0,87

45 mm

0,79

50 mm

0,72

55 mm

0,62

60 mm

0,60

70 mm

0,53

80 mm

0,47

(Die angegebenen Werte sind DIN-Werte)

GEWICHT der Platten (mit 2 x 3,2 mm "Eternit") pro m2: Bei 40 mm Dicke ca. 18 kg, bei 50 mm Dicke ca. 20 kg.

DAMPFDIFFUSIONS-
WIDERSTANDSFAKTOR

in der Verbundtafel wie in der Skizze, d.h. mit Aluminium-Dampfsperre =

SCHALLDÄMMUNG bei ca. 40 mm Plattendicke: ca. 28 dB.

Im Zusammenhang mit den heute erforderlichen Wärmeschutz-Maßnahmen, sollten Sie die Wärmedämmwerte für verwendete Baustoffe benennen können. Bei geschoßhohen Fensterelementen spielt der Wärmedämmwert der als Füllung für das Brüstungsfeld verwendeten Sandwichplatte genauso eine Rolle, wie die Werte der darüberliegenden, verglasten Fläche.

Um selbst den k-Wert für eine Sandwichplatte ermitteln zu können, müssen Sie die Wärmeleitzahlen (Lambda, hier/nachfolgend mit L gekennzeichnet) der verwendeten Materialien kennen. Aus der Dicke des Materials (in Meter) und der Wärmeleitzahl errechnet sich der Wärmedurchlasswiderstand. Aus der Addition der Wärmedurchlasswiderstände und den Zuschlagfaktoren i und a errechnet sich der k-Wert.

BEISPIEL:

Es soll eine Sandwichplatte oder Trennwand aus 2 "Sperrholzplatten" von jeweils 20 mm Dicke, einer (zu vernachlässigenden) Folie auf der Warmseite als Dampfsperre und einem Isolierkern aus 50 mm dicken Styropor-Platten hergestellt werden. Wie ist der k-Wert dieser Platte?

Wärmeleitzahlen L für Sperrholz:

0,14 W/hm · K

Dicke der Sperrholzlagen ges.:

0,04 m

1/L = 0,04 m / 0,14 W/hmK =

0,2857 W/h · K

-

Wärmeleitzahlen L für Styropor:

0,04 W/hm · K

Dicke der der Styroporlage:

0,05 m

1/L = 0,05 m / 0,04 W/hmK =

1,25 W/h · K

-

Zuschlagfaktor i =

0,12 W/h · K

Zuschlagfaktor a =

0,05 W/h · K

-

Ermittlung von k-Werten bei unterschiedlichen Flächenanteilen

Die nachfolgende Tabelle dient der Ermittlung von k-Werten unter Berücksichtigung unterschiedlicher Flächenanteile verschiedener Materialien mit jeweils unterschiedlichen k-Werten; bspw. Fensterrahmen und Glasfläche.

Beispiel:

Fenstergröße:

1,26 x 1,38 m

1,74 m2

100 %

Rahmen-Ansichtsbreite:

12,5 cm bzw. 0,125 m

Lichte Glasfläche:

1,01 x 1,13

1,41 m2

65 %

Rahmenanteil:

-

0,33 m2

35 %

kRahmen (Prüfzeugn., Bundesanzeiger)

1,8 W/m2 K

kVerglasung (Isolierglas 4-12-4)

3,0 W/m2 K

Bei Rahmenanteil 35 % senkrecht bis Schnittpunkt Linie 2,8 und bei Verglasungsanteil 65 % senkrecht bis Schnittpunkt Linie 3,0 und dann jeweils waagerecht bis zur 50 %-Linie und dort eine Verbindungslinie ziehen. Der Schnittpunkt auf der mittleren Skala gibt den

kFenster mit

2,6 W/m2 K an

In umgekehrter Weise kann natürlich auch aus Prüfzeugnissen für Fenster der kRahmen ermittelt werden.

Beispiele aus der Gutachtenspraxis

Taupunktbildung und Behaglichkeitsstörungen

Im Rahmen einer Beweissicherung sollte festgestellt werden, wodurch die außerordentlich starke Schwitzwasserbildung an den Fensterelementen in der Wohnung der Eheleute "Mustermann" hervorgerufen wird.

Die geringfügig geänderte Erklärung aus dem Gutachten:

Das Problem der Schwitzwasserbildung - präziser mit Taupunktbildung bezeichnet - an Fenstern (sinngemäß auf alle "raumabschließenden Elemente" übertragbar) ist nicht mit wenigen Worten zu erklären; aus diesem Grund die nachfolgende Darstellung der physikalischen Zusammenhänge.

Was ist unter Taupunktbildung zu verstehen?

Beschlagbildung auf der dem Raum zugekehrten Seite (zum Beispiel) einer Isolierglasscheibe ist ein Indiz für das Zusammentreffen von entsprechenden Faktoren; diese sind: Lufttemperatur außen, Lufttemperatur innen, k-Wert des "Bauelements" bzw. in diesem Beispiel der Scheibe und die relative Luftfeuchte auf der Raumseite.

Unter welchen Bedingungen der Taupunkt erreicht wird (so nennt man den Temperaturbereich, in dem die Beschlagbildung einsetzt), ist dem Taupunkt-Diagramm nach DIN 4701 zu entnehmen. Dieses ist untenstehend dargestellt.

Aus dem Doppel-Diagramm ist die Außentemperatur abzulesen, bei der bspw. eine Wärmeschutzverglasung mit einem k-Wert von 1,6 W/m2 K anfängt zu beschlagen.

Beispiel:

Wärmeschutz-Isolierglas

1,6 W/m2 K

relative Luftfeuchte

55 %

Raumtemperatur

+ 21 °C

Außentemperatur

- 27 °C

Dies gilt für Bereiche ohne Konvektionseinfluß (bspw. hinter Vorhängen, neben/hinter Schränken usw.); sobald sich die Luft durch Konvektion o.dgl. bewegt, verändern sich die Umstände für die Taupunkt-/Beschlagbildung.

Wenn die Außentemperatur entsprechend niedrig liegt, wird die Oberfläche bspw. einer Isolierglasscheibe auch auf der Raumseite entsprechend kalt. Wie kalt diese Oberfläche wird, hängt vom k-Wert der Scheibe ab. Selbstverständlich wird eine normale Isolierglasscheibe (mit einem k-Wert von 2,9 bis 3,0 W/m2 K) an der raumseitigen Oberfläche kälter als die Oberfläche einer Wärmeschutz-Isolierglasscheibe (mit einem k-Wert von 1,3 bis 1,6 W/m2 K), z.B. Thermoplus oder I-plus u.dgl.

Wenn nun an die kalte Oberfläche der Isolierglasscheibe warme Raumluft mit entsprechend viel Feuchtigkeit gelangt, geschieht hier das gleiche, wie an einer Flasche, die man dem Kühlschrank entnommen und auf den Tisch gestellt hat. Warme Luft kann mehr "Wasser tragen" als kalte. Das in der Luft transportierte Wasser ist in Abhängigkeit zur Lufttemperatur zu bewerten, weshalb die Angabe ja auch relative Luftfeuchte lautet. Bei konstanter Wassermenge und sinkender Temperatur steigt die relative Luftfeuchte. Dies kann nur bis (theoretisch) 100% gehen, denn dann gibt es wieder Wasser.

Anmerkung: So ist das ja auch bei der Luftfeuchtigkeit in der freien Natur. Die aufsteigende Luftfeuchtigkeit wird bei abkühlender Luft in größeren Höhen so weit konzentriert, bis wir Wolken sehen und diese dann schließlich abregnen.

Das eben genannte Beispiel mit der Flasche auf dem Tisch ist jedem bekannt. Ein anderes Beispiel ist (und hier sind die Temperatur-Differenzen nicht so groß) der Wasserhahn im Bad; wenn man eine kurze Zeit kaltes Wasser laufen läßt, beschlägt dieser auch.

Aus dem Diagramm nach DIN 4701 kann die Außen- bzw. Innentemperatur abgelesen werden, bei der unter Berücksichtigung des entsprechenden k-Wertes und des jeweiligen Raumluftzustandes (Temperatur und relative Luftfeuchte) an der raumseitigen Oberfläche eines Bauteils oder einer Isolierglasscheibe der Taupunkt erreicht wird.

Soviel zur Erklärung über die Umstände der Taupunktbildung. Im Zusammenhang mit dem Vortrag, daß an den Fensterelementen extrem viel Schwitzwasser entsteht, sollte festgestellt werden, ob dies bspw. im Rahmen- oder Scheibenbereich der Fall ist.

Weitere Hinweise zu Einflüssen bezüglich bauphysikalischer und physiologischer Umstände:

Wie groß die relative Luftfeuchte der Raumluft ist, hängt (bei niedrigen Außentemperaturen) entscheidend vom Lüftungsverhalten ab, weil über die abgeführte warme Raumluft vergleichsweise viel Feuchtigkeit abgeführt wird und die zugeführte kalte Frischluft "vergleichsweise trocken" ist.

Sofern die Fenster "undicht" sind/wären, entsteht/-stünde ein unkontrollierter Luftwechsel über die Fugen derselben. Besonders dichte Fenster verhindern den Luftwechsel über die Fensterfugen &endash; im Zusammenhang mit älteren Holzfenstern häufig als natürliche Lüftung bezeichnet.

Wie dicht Fenster sein sollen, ist in DIN 18055 - Fugendurchlässigkeit, Schlagregendichtheit u. mechanische Beanspruchung, Anforderung u. Prüfung - geregelt und der (a-Wert in m3/h m Pa) spezifische Fugendurchlaßwert sagt, wieviel Kubikmeter (m3) Luft in einer Stunde (h) durch einen Meter Fuge (m) bei entsprechender Druckdifferenz (Pa) wechseln darf.

Danach dürfen Fenster, die in einer Höhe von 0 bis 8 m über Gelände montiert sind, einen a-Wert von 2,0 m3/h m Pa und Fenster, die in einer Höhe von 8 bis 20 m über Gelände montiert sind, einen a-Wert von 1,0 m3/h m Pa aufweisen. Erfahrungsgemäß liegen Kunststoffenster mit guter Qualität bei einem a-Wert von  0,2 m3/h m Pa.

Über die vergleichsweise dichten Fensterfugen ist also nicht mit nennenswertem Luftwechsel (und Reduzierung der Feuchtigkeit) zu rechnen.

Ein das Behaglichkeitsempfinden berührender Aspekt liegt im Temperaturgefälle zu Oberflächen (kalte Scheiben) und in hoher und insbesondere "negativer" Konvektion. Man hat das Empfinden, daß es zieht, obwohl alle Fenster und Türen "dicht" sind.

Natürlich ist diese Aussage, daß es zieht, nicht ernst gemeint. Trotzdem werden oft Undichtigkeiten bzw. Zugerscheinungen beklagt, obwohl das Fenster keine feststellbaren Mängel aufweist.

Derartige als Zugerscheinungen empfundene Störungen sind zumeist bauphysikalischer und/oder physiologischer Natur. Es zieht nicht, es kommt aber zu erhöhter Konvektion und/oder erhöhter Wärmeabstrahlung des menschlichen Körpers.

Erhöhte Konvektion mit negativen Zugerscheinungen entsteht, wenn in einem Raum die Heizung bspw. an der dem Fenster gegenüberliegenden Wand angeordnet ist.

Erhöhte Konvektion mit negativen Zugerscheinungen entsteht, wenn in einem Raum die Heizung bspw. an der dem Fenster gegenüberliegenden Wand angeordnet ist.

Naturgemäß strömt die bspw. am Heizkörper aufgewärmte Luft nach oben; ist sie doch leichter als die sie umgebende Raumluft. Sie verteilt sich an der Zimmerdecke und gelangt so an die Außenwand, in der ein Fenster eingebaut ist. Dort kühlt sie ab, wird somit schwerer als die sie umgebende Raumluft, fällt ab, verteilt sich am Boden und zirkuliert wieder bis zur Heizung.

Es ist einsichtig, daß eine derartige Anordnung zu hoher Luftbewegung mit abgekühlter Luft in den Bereichen führt, in denen sich die Menschen aufhalten. Es "zieht" und der Raum wird als "kalt" empfunden. Bei einer üblichen Anordnung (Heizkörper im Bereich der Fensterbrüstung) würde vor dem Fenster durch die vom Heizkörper aufströmende Warmluft das Temperaturniveau vor dem Fenster angehoben und die zirkulierende Luft könnte sich nicht an einer Außenfläche (Außenwand mit Fenster) derart stark abkühlen. Durch diese Art der Konvektionsbildung bzw. den aus den entstehenden negativen Effekten resultierend, wird dann die "Heizung höher gestellt", da das subjektive Temperaturempfinden den Eindruck vermittelt, es wäre zu kalt.

Ein weiterer (physiologischer) Effekt entsteht, wenn der Körper durch erhöhte Wärmeabstrahlung zu einer "kalten" Fläche belastet wird. Jeder wird schon einmal vor einer kalten Wand gesessen und dabei das Empfinden gehabt haben, daß es im Rücken zieht. Das gleiche Gefühl entsteht, wenn man sich bei niedrigen Außentemperaturen vor einer größeren (normalen) Isolierglasscheibe aufhält. Der Wärmedurchgangswiderstand liegt im Vergleich zu einer heute üblichen Wand vergleichsweise niedrig. Die Oberflächentemperatur der Scheibe ist vergleichsweise niedrig. Sie verhindert den Durchgang der vom Körper abgestrahlten Wärme nicht. Neben der erhöhten Konvektion kalter Luft kommt es hier zu erhöhter Wärmeabstrahlung und dem Empfinden, daß das Fenster undicht sei.

Bei dem von mir für die Messungen verwendeten Gerät handelte es sich um die Ahlborn-Meßgeräte THERM 2236-1 und THERM 2287-8. Die Geräte und die unterschiedlichen Fühler werden im Abstand von weniger/gleich 1 Jahr vom Hersteller kontrolliert und bei Abweichungen von mehr/gleich 0,8 °C und 2 % rel. Feuchte justiert bzw. ausgewechselt; die für Wärmestrom-Dichtemessungen erforderlichen Fühlerplättchen werden jeweils nur einmal verwendet. Die von mir in der Wohnung der Eheleute "Mustermann" aufgenommenen Werte:

Wohnzimmer, in der Mitte (mit "Festfühler"),
ca. 1,20 m über Boden:

ca. 21,5 °C
bis 22,6 °C

Wohnzimmer, in der Mitte (mit "Standard-Multifühler" für Temperatur und Feuchte),
ca. 1,20 m über Boden:

ca. 21,5 °C
bis 21,9 °C

Relative Luftfeuchte:

ca. 54 %

Im Schlafzimmer der Wohnung befindet sich ein geschoßhohes Fensterwandelement mit festverglastem Brüstungsfeld und darüber befindlichem Drehkippflügel. Das Brüstungsfeld wies einen ca. 5 cm hohen Kondensatstreifen mit deutlich sichtbarer Taupunktbildung auf. Dieser lief seitlich von ca. 25 mm bis auf Null gehend ca. 15 cm weit nach oben. Frau "Mustermann" stellte dar, daß dies "natürlich jetzt sehr harmlos" sei. Im Winter würde dies zu extrem großen Feuchtigkeitsmengen und dann zu großen Feuchtigkeitsflecken auf dem Teppich führen. Taupunktbildung bzw. Kondensat befand sich ebenso an der Scheibe des darüberliegenden Drehkippflügels, ca. 20 mm breit und mit leichten Ausläufern nach oben.

Die Temperaturen in ca. Raummitte,
ca. 1,20 m ü. Boden:

ca. 23,2 °C

Relative Luftfeuchte:

ca. 56 %

Die Werte waren stark schwankend; bei weiteren Betrachtungen kann von einer relativen Feuchte von 56 % ausgegangen werden.

Die Temp. ca. 10 cm vor dem Element,
ca. 1,20 m ü. Boden:

ca. 22,2 °C

Relative Luftfeuchte:

95 %

Die Werte waren wiederum stark schwankend; der Fühler zeigte teilweise 1 - Sättigung - an. Es kann/muß von dem vergleichsweise Extremwert für relative Feuchte von 95 % ausgegangen werden.

Zusammenfassend kann davon ausgegangen werden, daß am Element des Schlafzimmers, aufgrund der vorstehenden Erläuterungen, gut erkennbar geworden ist, weshalb es zur Taupunktbildung kommt.

Zum besseren Verständnis habe ich noch einmal das Taupunkt-Diagramm nach DIN 4701 verkleinert eingesetzt und die Werte aus dem Bereich der Raummitte mit breiteren Linien eingetragen. Danach würde der Taupunkt bei einer Außentemperatur von ca. - 5 °C erreicht.

Aufgrund des sich ergebenden Konvektionsbildes sinkt die Lufttemperatur im Bereich vor dem Fenster vergleichsweise stark ab, was wiederum zum Anstieg der relativen Luftfeuchte führt. Aus diesem Grund habe ich die Bedingungen vor dem Element wiederum in das untere nebenstehend verkleinert eingesetzte Taupunkt-Diagramm übertragen.

Nach den Werten, die sich vor dem Element ergeben, würde der Taupunkt bereits bei einer Außentemperatur von ca. + 18 °C erreicht.

Die Ausweisung der Bedingungen für die Erreichung des Taupunktes verändern sich mit dem Maß der Konvektion usw. &endash; die genannte Außentemperatur, bei der der Taupunkt bereits erreicht wird, stellt also den negativsten anzunehmenden Wert dar.

Beim abschließenden Gespräch mit den Beteiligten wurden die Zusammenhänge erörtert.

Im Bereich des Eßplatzes befindet sich ein Erkerelement aus fünf bogenförmig zueinander montierten, d.h. im Eckbereich gekoppelten Elementen, Ausführung analog Schlafzimmer.

Auf Frage erklärte Frau "Mustermann", daß die Tür zum Schlafzimmer unentwegt geöffnet und das Fenster über Tag in normaler Kippstellung sei. Von ca. 18:00 bis 22:00 Uhr würde dann das Fenster (das sind immer nur Anhaltszeiten) in Spaltlüftung gebracht, d.h. Sparlüftung mit entsprechendem Schließstück; Schließweite ca. 6 mm. Danach würde das Fenster komplett geschlossen. Auf Frage bestätigte Frau "Mustermann", daß in den anderen Räumen nicht kontinuierlich, d.h. den ganzen Tag über irgendwelche Flügel geöffnet seien, sondern diese nur sporadisch geöffnet würden.

Die bauphysikalischen Zusammenhänge und entstehenden Effekte wurden u.a. daran erklärt, daß ähnliche Beobachtungen schon an einer Flasche Mineralwasser, die man einem Kühlschrank entnommen habe, gemacht werden könnten.

Die Probleme werden durch geringe Anpassungsmöglichkeiten in den Bereichen, wo viel Feuchtigkeit "produziert wird", größer. So war im Wohnzimmer nur auf der linken Hälfte ein Konvektionsheizkörper montiert und neben der Tür zur Küche. Zwischen dem erkerförmigen Element und der Tür zur Küche befand sich ein Rohr-Radiator. Im Wohnbereich konnte in allen in Frage kommenden Bereichen negative Konvektion und Transport der in der Luft befindlichen Feuchtigkeit "zu den Fußpunkten der Brüstungselemente" nachgewiesen werden.

Zusammenfassend: Die Schwitzwasserbildung an den Fensterelementen in der Wohnung der Eheleute "Mustermann" ist Folge von raumabschließenden Elementen mit ungeeigneten k-Werten, planungstechnisch ungünstiger Voraussetzungen und damit nicht korrespondierendem Lüftungsverhalten. Auf Frage habe ich erklärt, daß hier zwar kein planerischer Mangel vorliegt; die Planung jedoch nicht zur Erreichung optimaler Wohnverhältnisse mit einem entsprechenden Behaglichkeitsempfinden geführt/beigetragen hätte.

Zugerscheinungen und Behaglichkeitsstörungen

Im Rahmen eines Schiedsgutachtens sollte festgestellt werden, worauf die Behaglichkeitsstörung im Wohnraum des Hauses der Eheleute "Mustermann" zurückzuführen ist.

1. Welche Ursache haben die Zugerscheinungen im Raum?

Dazu: Dazu hatte ich bereits während der Ortsbesichtigung die Umstände erklärt und durch Strömungsdarstellung mit dem Reaktionsgas aus dem Dräger Strömungsprüfer CH 216 die negative Konvektionsbildung usw. verdeutlicht. Mit Zwischenbescheid vom 16.02.1995 teilte ich Ihnen bereits mit:

a) Die Behaglichkeit vor Fenster- bzw. Glasflächen hängt u.a.

a) a) davon ab, welcher Strahlungszugewinn bzw. welcher negative Effekt durch Einstrahlung entstehen kann,

a) b) unmittelbar von den raumseitigen Oberflächentemperaturen ab,

a) c) davon ab, welche Strömungsgeschwindigkeiten (auch aus der Gesamthöhe resultierend) durch Temperaturdifferenzen usw. entstehen können.

Bei der von mir durchgeführten Ortsbesichtigung hatte ich an der über 2 1/2 Geschosse geführten "Glasfassade" festgestellt und erklärt, daß bei dem infragestehenden Objekt durch die gewählte Verglasung mit Problemen gerechnet werden mußte. Ohne auf die Aspekte des Sonnenschutzes usw. einzugehen, weiter:

Die Einflüsse auf die Behaglichkeit sind vielfältig und können hier nicht in allen Details und Zusammenhängen erklärt werden. Die Luftgeschwindigkeit - die möglichst  0,2 m/s betragen sollte - ist neben der Oberflächentemperatur der Scheiben von großem Einfluß.

Bei einer Raumtemperatur von 20 °C sollte die Oberflächentemperatur der Umgebungsbauteile bei + 15 °C liegen. Dieser allgemein gültige Wert berücksichtigt "normale Luftgeschwindigkeit", die wiederum durch DT (Temperaturdifferenz), Höhe, Anordnung der die Konvektion beeinflussende Elemente (Heizkörper) usw. bestimmt wird.

Mit Wärmeschutzgläsern können auch bei Außentemperaturen von - 10 °C raumseitig geeignete Oberflächentemperaturen erreicht werden, um den Anforderungen des "normalen Behaglichkeitsempfindens" gerecht zu werden.

Das auf der Folgeseite eingesetzte Diagramm zeigt (nach Recknagel/Sprenger) das Behaglichkeitsfeld für Luft- und innere Wandtemperatur.

Letztere kann als "innere Scheiben-Oberflächentemperatur" angesetzt werden.

Selbstverständlich kann man nun nicht "einfach sagen", daß also ein Funktionsglas mit einem k-Wert von ca. 1,0 W/m2 K ja schon reichen müßte, weil ja die 1,0-W-Linie die tc&endash;Linie beinahe schneidet. In diesem Fall sollte unbedingt "auf die sichere Seite" gegangen werden, da ja die "anderen ungünstigen Umstände" (Konvektion) dagegen sprechen - das kann bis zur Verwendung beheizter Scheiben gehen.. Ebenso ist bei der isolierten k-Wert-Betrachtung der Sonnenschutz nicht berücksichtigt usw.

Damit Sie sich ohne meine Unterstützung schon einmal umfassend informieren konnten, hatte ich Ihnen empfohlen, sich mit der Firma INTERPANE Glas AG (oder einem anderen geeigneten Hersteller) in Verbindung zu setzen.

Durch Abstimmung mit der "INTERPANE" wird eine Lösung mit hochwärmedämmendem Funktionsglas angestrebt.

Bei der Auswahl ist die "INTERPANE-Anwendungstechnik" auch auf den ggf. erf. Sonnenschutz hinzuweisen bzw. mit den entsprechenden Unterlagen zu informieren.

Derartige als Zugerscheinungen empfundene Störungen sind zumeist - so auch hier - bauphysikalischer und/oder physiologischer Natur. Es zieht nicht, es kommt aber zu erhöhter Konvektion und/oder erhöhter Wärmeabstrahlung des menschlichen Körpers.

Erhöhte Konvektion mit negativen Zugerscheinungen entsteht, wenn in einem Raum die Heizung bspw. an der dem Fenster gegenüberliegenden Wand angeordnet ist oder - wie hier - der Raum durch Fußbodenheizung beheizt wird und nicht auf andere Weise "ein Warmluftschleier" vor der Fenster-/ Glasfläche angeordnet werden kann. Am Beispiel eines normalen Raumes mit "falsch angeordnetem Heizkörper verdeutlicht:

Naturgemäß strömt die bspw. am Heizkörper aufgewärmte Luft nach oben; ist sie doch leichter als die sie umgebende Raumluft. Sie verteilt sich an der Zimmerdecke und gelangt so an die Außenwand, in der ein Fenster eingebaut ist. Dort kühlt sie ab, wird somit schwerer als die sie umgebende Raumluft, fällt ab, verteilt sich am Boden und zirkuliert wieder bis zur Heizung.

Es ist einsichtig, daß eine derartige Anordnung zu hoher Luftbewegung mit abgekühlter Luft in den Bereichen führt, in denen sich die Menschen aufhalten. Es "zieht" und der Raum wird als "fußkalt" empfunden. Bei einer üblichen Anordnung (Heizkörper im Bereich der Fensterbrüstung) würde vor dem Fenster durch die vom Heizkörper aufströmende Warmluft das Temperaturniveau vor dem Fenster angehoben und die zirkulierende Luft könnte sich nicht an einer Außenfläche (Außenwand mit Fenster) derart stark abkühlen - das Behaglichkeitsempfinden würde nicht gestört.

Ein weiterer (physiologischer) Effekt entsteht, wenn der Körper durch erhöhte Wärmeabstrahlung zu einer "kalten" Fläche belastet wird. Jeder wird schon einmal vor einer kalten Wand gesessen und dabei das Empfinden gehabt haben, daß es im Rücken zieht. Das gleiche Gefühl entsteht, wenn man sich bei niedrigen Außentemperaturen vor einer größeren (normalen) Isolierglasscheibe aufhält. Der Wärmedurchgangswiderstand liegt (zu einer heute üblichen Wand) vergleichsweise niedrig. Die Oberflächentemperatur der Scheibe ist vergleichsweise niedrig. Sie verhindert den Durchgang der vom Körper abgestrahlten Wärme nicht. Neben der erhöhten Konvektion kalter Luft kommt es hier zu erhöhter Wärmeabstrahlung und dem Empfinden, daß das Fenster undicht ist - es zieht.

Zusammenfassend: Die Giebelfensteranlage weist keine Mängel auf, die Ursache für die vermeintlichen Zugerscheinung sind; diese ist vielmehr auf eine Verglasung und Umstände zurückzuführen, die das Behaglichkeitsempfinden stören. Bei den vermeintlichen Zugerscheinungen handelt sich nicht um gemäß DIN 18055 unzulässige Fugendurchlaßkoeffizienten, sondern um "negative Konvektion".

Die über 2 1/2 Geschosse geführte Fensterwand wurde zur Beseitigung der Probleme mit einem hochwertigen Sonnenschutzglas mit einem k-Wert von 0,9 W/m2 K ausgerüstet; dadurch konnten die Mängel beseitigt werden.


Zurück zur Leitseite

oder zur