Sonnenschutz einfach geplant

Die aktuell gültige Fassung der Energieeinsparverordnung (EnEV 2014) [1] stellt in § 3 und § 4 Mindestanforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz von Wohn- und Nichtwohngebäuden. Die Anforderungen der beiden Paragraphen gelten für zu errichtende Gebäude, also Neubauten. Im Fall der Sanierung eines Gebäudes ist der Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes nicht vorgeschrieben. Eine Ausnahme sieht § 9 Abs. 4 und Abs. 5 bei der Erweiterung der Nutzfläche von mehr als 50 m² und Abs. 5 beim Einbau eines neuen Energieerzeugers vor.

Der Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes ist seit der EnEV 2009 als Bestandteil der Planung gefordert. Die Fassung der EnEV verweist als Nachweisverfahren für den sommerlichen Wärmeschutz auf DIN 4108-2:2013-02 [2]. Als Nachweisverfahren sind

• das vereinfachte Sonneneintragskennwertverfahren nach Nr. 8.3 und
• die thermische Gebäudesimulation nach Nr. 8.4 der DIN 4108-2

zulässig. Für das letztgenannte Verfahren sind in DIN 4108-2 die anzusetzenden Randbedingungen definiert.

Zielsetzung der Planung des sommerlichen Wärmeschutzes ist es, unzumutbare Temperaturen im Gebäude für den Nutzer zu vermeiden und hierfür Mindestanforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz zu definieren. Weiterhin soll auch der Einsatz energieintensiver Klimageräte zur Raumklimatisierung vermieden werden, was aus Sicht des Klimaschutzes und der Energieeffizienz ausdrücklich zu begrüßen ist. Mit der DIN 4108-2 haben Planer, Architekten und Bauphysiker ein vereinfachtes Nachweisverfahren.

Warum dann ein neues vereinfachtes ift-Diagrammverfahren, wenn schon ein „Vereinfachtes Verfahren“ in DIN 4108-2 existiert?

Das Sonneneintragskennwertverfahren erwartet vom Planer die Eingabe von Randbedingungen wie beispielsweise Bauart, erhöhte Nachtlüftung oder Fensterfläche des geplanten Gebäudes. Das Verfahren liefert als Lösung nicht den maximalen g_tot-Wert des Sonnenschutzes und der Verglasung. Dieser muss vom Planer in der Berechnung mit dem g-Wert der Verglasung nach EN 410 und dem Abminderungsfaktor F_C für den zusätzlichen Sonnenschutz vorgegeben werden. Als Ergebnis seiner Berechnung erhält er die Information, ob der Nachweis für das Gebäude erbracht ist und der zulässige Sonneneintragskennwert nicht überschritten wurde. Das Verfahren liefert dem Planer als „Trial-and-Error-Methode“ keine Lösung für das Problem, sondern ermittelt die Zulässigkeit des geplanten Sonnenschutzes.

Der Nachweis ist mindestens für den ungünstigsten Raum des Gebäudes zu führen. Die Norm enthält hierfür keine Kriterien und definiert diesen Raum nicht. Der Planer muss daher sein Ergebnis durch weitere Berechnungen absichern. Auch wenn der Nachweis im Regelfall mit EDV-Unterstützung geführt wird, bleibt er aufwändig, und nicht immer sind alle für die Planung benötigten Daten sofort verfügbar.

Der Planer bestimmt für den Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes, ob der vorhandene Sonneneintragskennwert S_vorh den zulässigen Sonneneintragskennwert S_zul nicht überschreitet.

Der zulässige Sonneneintragskennwert wird nach dem Bonus-Malus-Prinzip aus den anteiligen Sonneneintragskennwerten der Tabelle 8 der DIN 4108-2 ermittelt. Diese ergeben sich unter anderem aus der Klimaregion, der Bauart des Gebäudes, dem grundflächenbezogenen Fensterflächenanteil, der Fensterneigung und der Orientierung der Fenster.

Der vorhandene Sonneneintragskennwert ergibt sich aus der Fensterfläche, der Nettogrundfläche des Raumes und dem g_tot-Wert, der sich aus dem Gesamtenergiedurchlassgrad des Isolierglases und dem Abminderungsfaktor F_C der Sonnenschutzvorrichtung ergibt. Die F_C-Werte als Anhaltswerte können der Tabelle 7 in DIN 4108-2 entnommen werden, oder es werden durch Messung und Prüfzeugnis nachgewiesene Werte verwendet. Zu beachten ist, dass DIN 4108-2 beim Verzicht auf einen Nachweis für den sommerlichen Wärmeschutzes nach Tabelle 6 Zeile 2 nicht die Regelung des § 47 der Musterbauordnung berücksichtigt. Die Musterbauordnung fordert einen auf die Grundfläche bezogenen Fensterflächenanteil von 12,5 %. Damit ist der zulässige Wert von 10 %, bei dem auf einen Nachweis verzichtet werden kann, immer überschreitet. Für weitere Details zum Nachweisverfahren sei auf [2, 3, 4] verwiesen.

Das zuvor beschriebene Verfahren ist für handwerklich geprägte Unternehmen und für die schnelle und sichere Beratung von Architekten, z. B. durch den Fensterbaufachbetrieb oder den Fachbetrieb für Sonnenschutzmaßnahmen, weniger gut geeignet, da das Berechnungsverfahren die Kenntnis der Randbedingungen des Gebäudes erfordert und in akzeptabler Zeit nur mit einer Software bewerkstelligt werden kann.

Das vereinfachte ift-Nachweisverfahrens zeigt dem Planer in Form von Diagrammen zum sommerlichen Wärmeschutz sofort die möglichen Lösungen für den Sonnenschutz (F_C‑Wert) und benötigt nur eine geringe Anzahl an Eingangsdaten – ein nicht zu unterschätzender Vorteil in der Beratung und beim Verkauf von Fenstern, Glas und Sonnenschutz. Das vereinfachte ift-Nachweisverfahren entspricht dem Rechenverfahren des vereinfachten Nachweisverfahrens der DIN 4108-2 und kann daher als normkonformes Verfahren für den Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes nach DIN 4108-2 angewendet werden. Der Anwendungsbereich der Diagramme ist derzeit beschränkt auf den Wohnungsbau und auf senkrechte Fensterflächen. Die Diagramme gelten für alle Orientierungen, liefern allerdings für nach Norden orientierte Fenster eine ungünstige Dimensionierung, da auf der Nordseite die solare Einstrahlung geringer und im Wesentlichen diffus erfolgt. Das Verfahren verwendet folgende auf der sicheren Seite liegende Annahmen, die vom Anwender nicht mehr ermittelt und überprüft werden müssen:

• leichte Bauart,
• Sommer-Klimaregion C,
• erhöhte Nachtlüftung (n ³ 2 h^-1),
• Zweifach- oder Dreifach-Wärmeschutzisolierglas.

Bei der Wohnungsnutzung kann nach DIN 4108-2 von der Möglichkeit einer erhöhten Nachtlüftung ausgegangenen werden. Als Mindestangaben für den Nachweis eines Wohngebäudes werden lediglich benötigt:

• Nettogrundfläche des Raumes/der Räume,
• Fensterfläche,

maximaler g-Wert der Wärmeschutzverglasung.

Das vorgestellte neue ift-Diagrammverfahren ermöglicht eine einfache, schnelle und unkomplizierte Planung des sommerlichen Wärmeschutzes und der Sonnenschutzeinrichtung (F_C-Wert). Es ist insbesondere bei der gewerkübergreifenden Planung eine Hilfe, da nur wenige Planungsdaten benötigt werden. Die Diagramme werden als Fachinformation [5] im Sommer 2016 vom ift Rosenheim publiziert.