Nachweisverfahren

Der Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes dient der Behaglichkeit für Bewohner bzw. Nutzer und ist eine wichtige planerische Aufgabe. Er wird im Rahmen der energetischen Betrachtung eines Gebäudes nach der Energieeinsparverordnung gefordert.

Es gilt, den Raum zu lokalisieren, in dem die sommerlichen Temperaturen ihre höchste Auswirkung zeigen. So schreibt die Norm DIN 4108-2 vor, dass der Nachweis mindestens für diesen Raum zu führen ist.

Der Nachweis wird gemäß der Norm für die regionalen Sommerklimaregionen geführt, die drei verschiedene Verfahren unterscheidet:

  • Entfall des Nachweises bei eingehaltenen Grenzwerten
  • Vereinfachtes Nachweisverfahren mittels Tabellenwerten
  • Dynamisch thermisches Simulationsverfahren

Soll der Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes entfallen, ist planerisch folgendermaßen vorzugehen: Der grundflächenbezogene Fensterflächenanteil fWG als Quotient der Fensterfläche AW ist bezogen auf die Nettogrundfläche AG des Raums so zu wählen, dass er die jeweiligen Grenzwerte nach Tabelle 2 unterschreitet. Der Nachweis erfolgt je nach Orientierungsrichtung und Neigung der Fenster.

Tabelle 2: Grenzwerte für einen Verzicht des Nachweises des sommerlichen Wärmeschutzes Neigung der Fenster gegenüber der Horizontalen Orientierung der Fenster1) Grundflächenbezogener Fensterflächenanteil2) fWG [%] Über 60° bis 90° Nord-West über Süd bis Nord-Ost Alle anderen Nordorientierungen 10 15 Von 0° bis 60° Alle Orientierungen 7
Tabelle 2: Grenzwerte für einen Verzicht des Nachweises des sommerlichen Wärmeschutzes

1) Sind beim betrachteten Raum mehrere Orientierungen mit Fenster vorhanden, ist der kleinere Grenzwert für fWG bestimmend.
2) Der Fensterflächenanteil fWG ergibt sich aus dem Verhältnis der Fensterfläche zur Grundfläche des betrachteten
Raums oder der Raumgruppe. Sind dort mehrere Fassaden oder z. B. Erker vorhanden, ist fWG aus der Summe aller Fensterflächen zur Grundfläche zu berechnen.

Innerhalb der DIN 4108-2 gibt es für Wohngebäude eine Sonderregelung zum Nachweisverfahren des sommerlichen Wärmeschutzes. Sofern hier der grundflächenbezogene Fensterflächenanteil des kritischen Raumes 35% nicht überschreitet und Fenster in Ost-, West-und Südorientierung über einen normativ nachgewiesenen außen liegenden Sonnenschutz verfügen, kann hier auf einen Nachweis verzichtet werden. Als normativ nachgewiesener Sonnenschutz gelten bei Sonnenschutzverglasungen (g < = 0,40) außenliegende Sonnenschutzvorrichtungen mit einem Abminderungsfaktor Fc kleiner gleich 0,35 und bei bauüblichen Verglasungen (g > 0,40) mit einem Fc-Wert kleiner gleich 0,30. In vielen Fällen kann hiermit der Nachweis für Wohngebäude auf recht einfache Art geführt werden.
Bei gewerblich genutzten Gebäuden und moderner Glasarchitektur von Wohngebäuden, die die Grenzwerte aus Tabelle 2 schnell überschreiten, ist mindestens der vereinfachte Nachweis nach DIN 4108-2 erforderlich. Hierbei wird nachgewiesen, dass der vorhandene Sonneneintragskennwert Svorh kleiner als der zulässige Szul ist, wobei Svorh von folgenden fünf Faktoren abhängt:

  • Fensterflächenanteil AW
  • Gesamtenergiedurchlassgrad g der Fensterflächen
  • Nettogrundfläche AG des betrachteten Raums
  • Verglasungsarten (Zwei- und Dreifachverglasung)
  • Sonnenschutzeinrichtungen (zwischen-, außen und innen liegend)

Der vorhandene Sonneneintragskennwert Svorh ergibt sich aus den Tabellenangaben zur Wirksamkeit der beiden letztgenannten Faktoren. Der Fensterflächenanteil wird unter Annahme eines 30%igen Rahmenanteils mit den lichten Rohbauöffnungsmaß.nahmen als Blendrahmenaußenmaß ohne Putz ermittelt. Bei Fensterelementen mit opaken Anteilen – z. B. aus Füllungen – wird nur der verglaste Fensterbereich angesetzt.

Um den zulässigen Sonneneintragskennwert Szul zu ermitteln, sind ebenfalls die Tabellen der DIN 4108-2 notwendig, außerdem sieben ergänzende Faktoren:

  • Klimazonen A/B/C in Deutschland nach Klimakarte aus DIN 4108-2
  • Menge des Luftwechsels während der Nachtlüftung
  • Einflüsse aus der Gebäudebauart
  • Einsatz von Sonnenschutzgläsern
  • Orientierung der Fenster
  • Fensterneigung
  • Einsatz passiver Kühlung (z.B. durch Kühldecken)

Insbesondere die Gebäudebauart beeinflusst den zulässigen Sonneneintragskennwert, wobei Massivgebäude eine mittlere bis schwere Bauart aufweisen und damit rechnerisch den erforderlichen Sonnenschutz reduzieren. Von leichter Bauart sprechen wir dann, wenn kein Nachweis zur wirksamen Wärmespeicherfähigkeit vorliegt und keine der vereinfachten Eigenschaften für mittlere oder schwere Bauart nachgewiesen sind.

  • Mittlere Bauart:
    • Stahlbetondecke
    • Massive Innen- und Außenbauteile (mittlere Rohdichte ≥ 600 kg/m3)
    • Keine innen liegende Wärmedämmung an den Außenbauteilen
    • Keine hohen Räume (> 4,5 m) wie z.B. Turnhallen, Museen usw.
    • Keine abgehängte oder thermisch abgedeckte Decke
  • Schwere Bauart:
    • Stahlbetondecke
    • Massive Innen- und Außenbauteile (mittlere Rohdichte ≥ 1.600 kg/m3)
    • Keine innen liegende Wärmedämmung an den Außenbauteilen
    • Keine abgehängte oder thermisch abgedeckte Decke
    • Keine hohen Räume (> 4,5 m) wie z.B. Turnhallen, Museen usw.

Ist die wirksame Wärmespeicherfähigkeit gemäß DIN V 4108-6 nachgewiesen und auf die Nettogrundfläche des betrachteten Raums bezogen, gelten zur Einstufung der verschiedenen Gebäudebauartklassen folgende Grenzwerte:

  • Leichte Bauart: Cwirk / AG < 50 Wh/(Km2)
  • Mittlere Bauart: 50 Wh/(Km.) ≤ Cwirk / AG ≤ 130 Wh/(Km2)
  • Schwere Bauart: Cwirk / AG > 130 Wh/(Km2)

Sind beide Größen bestimmt, kann der Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes erbracht werden – sofern der Sonneneintragskennwert Svorh kleiner gleich ist als der zulässige Szul (Svorh < = Szul).

Ist eine Anwendung des vereinfachten Verfahrens nicht möglich oder führt die bauliche Situation zu unbefriedigenden Ergebnissen, kann der Nachweis auch durch eine thermische Gebäudesimulation erfolgen. Hier wird dann zwischen der Nutzungsart als Wohn- oder Nichtwohngebäude und den normativ festgelegten Sommerklimaregionen unterschieden. Stundenweise werden hier die raumklimatischen Bedingungen ermittelt und dem Bezugswert der normativ festgeschriebenen Innentemperatur gegenübergestellt. Anhand der Übertemperaturgradstunden im kritischen Raum kann beurteilt werden, ob ein Gebäude die Anforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz erfüllt. Wichtig ist hierbei, dass hierdurch keine Beurteilung der zulässigen Raumtemperaturen aus Arbeitsstättensicht erfolgt.

Baubuch 2018/2019 – 5. Auflage

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