Das Fenster als Bauelement 11... · und DIN 4108-3 [4] die Anforderung, dass Tauwasserbildung im Inneren von Bauteilen zu vermeiden ist, da durch Erhöhung der Stoff-Feuchte von Bau-

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Stand 04/2015 © VEKA AG Bauelement Fenster

Das Fenster als Bauelement

Feuchteschutz

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Inhalt

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Inhalt

Feuchteschutz ................................................................................................................................... 1

1 Einleitung ............................................................................................................................ 4

2 Anforderungen und Klassifizierungen ................................................................................. 4

2.1 Anforderungen ............................................................................................................ 4

3 Berechnungsverfahren und Berechnungsnormen .............................................................. 7

4 Bespielberechnung ............................................................................................................. 9

5 Literatur ............................................................................................................................. 10

Feuchteschutz

Einleitung



1 Einleitung

Feuchteschutz beschreibt den Schutz gegen Wasser oder feuchter Luft. Fenster, Türen und Roll-läden sind aufgrund ihrer Lage in der Außenwand Feuchtebeanspruchungen von außen und innen ausgesetzt. Raumseitig wirkt eine Feuchtelast aus der Nutzung und auf der Außenseite aufgrund des Außenklimas.

Bild 1.1 zeigt die schematische Feuchtebeanspruchung bei Fenstern.

Bild 1.1: Darstellung des Feuchtschutz von Fenster [1]

2 Anforderungen und Klassifizierungen

2.1 Anforderungen

Anforderungen an den Feuchteschutz bei Fenstern, Türen und Rollläden bestehen hauptsächlich in Bezug auf Wärmebrücken, Wasserdampfdiffusion, Wasserdampfkonvektion und Schlagregen im Bereich der Anschlussfuge.

Bei der Ausbildung der Anschlussfuge zwischen Fenster und Außenwand ist darauf zu achten, dass es zu keinem unkontrollierten Wassereintritt kommt. Der Wassergehalt der angrenzenden Baustoffe darf zulässige Grenzwerte in diesem Fall nicht übersteigen. Schlagregen muss planmä-ßig abgeführt werden, ebenso wie anfallendes Tauwasser innerhalb der Fensterprofile [2].

Feuchteschutz

Anforderungen und Klassifizierungen



In Tabelle 2.1 sind unterschiedliche Feuchtebelastungen dargestellt.

Tabelle 2.1: Feuchtebelastungen bei Außenwandbauteilen [2]

Beispiel

Feuchtebelastung außen innen

Einwirkung von Niederschlag von der Außenseite

Wassertropfen angetrieben durch Winddruck (Schlagre-gen) und Luftströmung durch offene Fugen - z.B. hinterlüftete Fassaden-

verkleidung - Wasser muss durch kon-struktive Maßnahmen definiert aus dem Bauteil abgeleitet werden

Kapillarzug - z.B. stumpfer Stoß zweier

Bauteile (schmale Fuge) in der Dichtebene.

- über Kapillarzug in die Kon-struktion eingetragen.

- Kapillarfugen müssen des-halb im Außenbereich vermie-den werden.

Einwirkung von Wasserdampf von

der Raumseite

Wasserdampfkonvenktion - Luftströmung von warm nach kalt mit Tauwasserbildung an kühleren Oberflächen über nicht abgedichtete oder un-dichte Fugen. Hinweis: Luftströmung von kalt nach warm (z.B. durch Winddruck) führt zu keiner Tauwasserbil-dung in der Konstruktion, je-doch zu unerwünschten Zug-lufterscheinungen.

Wasserdampfdiffusion - Wasserdampfbewegung,

aufgrund von Klimaunter-schieden zwischen innen und außen

Abhängig von: - Wasserdampfdiffusionswi-

derstand der Materialien - Dicke - vorhandener Wasserdampf-

teildruckunterschied - im Vergleich zu Konvektions-vorgängen wesentlich träger

Feuchteschutz

Anforderungen und Klassifizierungen



DIN 4108-2 [3], 4108-3 [4] und DIN EN ISO 13788 [6] beschreiben den Mindestwärmeschutz und den Feuchteschutz von Konstruktionen. Gemäß DIN 4108-2 [3] können demnach auftretende Wärmebrücken dazu führen, dass es im thermischen Einflussbereich zu niedrigeren Oberflächen-temperaturen, auf der Raumseite zu Tauwasserbildung, Schimmelpilzbildung sowie erhöhten Transmissionswärmeverlusten kommen kann. Durch konstruktive Maßnahmen kann das Risiko der Schimmelpilzbildung verringert werden. Dazu sind die in [3] angegebenen Anforderungen ein-zuhalten, wobei eine gleichmäßige Beheizung sowie eine ausreichende Belüftung der Räume (Nutzerverhalten) und eine weitgehend ungehinderte Zirkulation der Luft an den Außenwandober-flächen vorausgesetzt werden. Dabei bedürfen die in DIN 4108-2 [3] und in DIN 4108 Beiblatt 2 [5] aufgeführten Bereiche von Außenbauteilen keinen zusätzlichen Nachweis und können mit gleich-artigem Aufbau ausgeführt werden.

Für abweichende Konstruktionen muss gemäß [3] der Nachweis der Gleichwertigkeit, Tempera-turfaktor fRsi ≥ 0,70 (Mindestanforderung) an der ungünstigsten Stelle, welcher einer raumseitigen Oberflächentemperatur von θsi ≥ 12,6 °C entspricht, geführt werden.

Fenster sind von dieser Anforderung ausgenommen. Hierfür geben DIN EN ISO 13788 [6] und DIN 4108-3 [4] die Anforderung, dass Tauwasserbildung im Inneren von Bauteilen zu vermeiden ist, da durch Erhöhung der Stoff-Feuchte von Bau- und Wärmedämmstoffen Materialschädigungen oder Beeinträchtigungen der Funktionssicherheit auftreten können. Gemäß DIN EN ISO 13788 [6] darf Tauwasser vorübergehend und in kleinen Mengen auftreten, sofern die Oberfläche die Feuchtig-keit nicht absorbiert und Vorkehrungen getroffen werden, dass ein Kontakt mit angrenzenden emp-findlichen Materialien vermieden wird. Generell gilt, dass das Risiko eines Schimmelpilzbefalls an Oberflächen besteht, wenn die relative Luftfeuchte über mehrere Tage 80 % übersteigt.

Bei Rollläden (Einbau- und Aufsatzkästen) muss nach DIN 4108-3 [4] der Temperaturfaktor fRsi ≥ 0,70 an den Schnittstellen zwischen Rollladenkasten und Baukörper, sowie an der Schnittstel-le Rollladenkasten zu oberem Fensterprofil eingehalten werden. Bei Vorsatzkästen ist dieser Tem-peraturfaktor an der Schnittstelle zwischen Fensterelement inklusive Vorsatzkasten und Baukörper einzuhalten.

Zur Sicherstellung der Schlagregensicherheit gibt DIN 4108-3 [4] die Anforderung, dass der Schlagregenschutz eines Gebäudes auch im Bereich der Fugen und Anschlüsse sichergestellt werden muss. Zur Erfüllung der geforderten Schlageregensicherheit können Fugendichtstoffe wie Dichtbänder, Folien etc. zum Einsatz kommen. Auch durch konstruktive Maßnahmen kann ein Schutz gegen Schlagregen erreicht werden. Hierfür gibt DIN 4108-3 [4] Anwendungsbeispiele für Fugenabdichtungen in Abhängigkeit von der Schlagregenbeanspruchung vor.

Feuchteschutz

Berechnungsverfahren und Berechnungsnormen



3 Berechnungsverfahren und Berechnungsnormen

Die Berechnung der raumseitigen Oberflächentemperaturen, also der Nachweis des Mindestwär-meschutzes im Bereich der Anschlussfugen, erfolgt anhand von Wärmebrückenberechnungen gemäß DIN EN ISO 10211 [7].

Hierbei wird unter Ansatz einer raumseitigen Lufttemperatur von 20 °C und einer Außenlufttempe-ratur von -5 °C der Temperaturverlauf eines Fensteranschlusses berechnet. Als Übergangswider-stände werden die in Tabelle 3.1 dargestellten Werte in Ansatz gebracht.

Tabelle 3.1: Wärmeübergangswiderstände

Bauteil Lage des Bauteils Wärmeübergangswiderstand

Außenwand innen Rsi = 0,25 [(m2⋅K)/W]

außen Rse = 0,04 [(m2⋅K)/W]

Fenster innen Rsi = 0,13 [(m2⋅K)/W]

außen Rse = 0,04 [(m2⋅K)/W]

Beispielhaft ist das Ergebnis einer Wärmebrückenberechnung in Bild 3.1 dargestellt. Hierbei han-delt es sich um einen Laibungsanschluss, bei dem das Fenster in der Mitte des Mauerwerks liegt. Außenseitig ist ein Wärmedämmverbundsystem aufgebracht. Die sich einstellenden niedrigsten raumseitigen Oberflächentemperaturen liegen bei 12,6 °C was einem fRsi-Wert von ca. 0,7 ent-spricht. Der fRsi-Wert ist hierbei der Temperaturfaktor.

Der fRsi-Wert wird hierbei wie folgt berechnet:

fRsi = θsi - θe

θi - θe

θsi [°C] Oberflächentemperatur innen

θe [°C] Lufttemperatur außen

θi [°C] Lufttemperatur innen

Feuchteschutz

Berechnungsverfahren und Berechnungsnormen



Bild 3.1: Darstellung einer beispielhaften Wärmebrückenberechnung einer Fensterlaibung

Anhand der Oberflächentemperaturen aus einer Wärmebrückenberechnung können Raumluft-feuchten berechnet werden, ab denen es zu einer Schimmelpilzgefahr kommen kann. Unter Be-rücksichtigung, dass ab anhaltenden Oberflächenfeuchten von 80 % Schimmelpilzsporen auskei-men können [4], lassen sich die maximalen zulässigen Raumluftfeuchten wie folgt berechnen:

ϕ = 0,8 ∙ �a∙ �b+ θmin

100 °C�n�

ps

Dabei ist

φ [%] relative Luftfeuchte;

θ [°C] Temperatur;

ps [Pa] Wasserdampfsättigungsdruck, abhängig von der Temperatur;

a, b, n Konstante Werte für verschiedene Temperaturbereiche nach DIN 4108-3, Tabelle A.3

Feuchteschutz

Bespielberechnung



4 Bespielberechnung

Der Temperaturfaktor ergibt sich zu:

fRsi = θsi-θe

θi-θe

Mindestforderung:

fRsi ≥ 0,70

Randbedingungen:

Innenlufttemperatur θi = 20 °C

Außenlufttemperatur θe = -5 °C

Raumseitige Oberflächentemperatur θsi = 12,7 °C

fRsi = θsi-θe

θi-θe=

12,7-(-5)20-(-5)

= 0,71

Die Anforderung ist erfüllt!

Feuchteschutz

Literatur



5 Literatur

[1] ift-Rosenheim Bildarchiv: http://www.ift-rosenheim.de/presse_bildarchiv.php

[2] RAL- Gütegemeinschaft Fenster und Haustüren e.V.: Leitfaden zur Planung und Ausführung von Fenstern und Haustüren für Neubau und Renovierung (2014).

[3] DIN 4108-2:2013-02, Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 2: Mindest-anforderungen an den Wärmeschutz.

[4] DIN 4108-3:2014-11, Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 3: Klimabe-dingter Feuchteschutz – Anforderungen, Berechnungsverfahren und Hinweise für Planung und Ausführung.

[5] DIN 4108 Beiblatt 2:2006-03, Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 10: Anwendungsbezogene Anforderungen an Wärmedämmstoffe – Werkmäßig hergestellte Wärmedämmstoffe.

[6] DIN EN ISO 13788:2013-05, Wärme- und feuchtetechnisches Verhalten von Bauteilen und Bauelementen – Raumseitige Oberflächentemperatur zur Vermeidung kritischer Oberflächen-feuchte und Tauwasserbildung im Bauteilinneren – Berechnungsverfahren.

[7] E DIN EN 12211:2013-11, Fenster und Türen – Widerstandsfähigkeit bei Windlast - Prüfver-fahren.

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