Der Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes in seit der EnEV 2009 fester Bestandteil des Nachweisverfahrens. Nach § 3 Abs. 4 EnEV 2013 (Wohngebäude) und § 4 Abs. 4 EnEV 2013 (Nichtwohngebäude) ist der sommerliche Wärmeschutz für alle Neubauten und Erweiterungen nach § 9 Abs. 4 und 5 EnEV 2013 nachzuweisen. In Anlage 1 EnEV 2013 unter Nr. 3 (Wohngebäude) und in Anlage 2 EnEV unter Nr. 4 werden als Nachweisverfahren die in Abschnitt 8 DIN 4108-2 [2013-02] benannten Verfahren festgelegt:
- Sonneneintragskennwertverfahren (Nr. 8.3 DIN 4108-2)
- Thermische Gebäudesimulation (Nr. 8.4 DIN 4108-2)
In den Auslegungsfragen der Fachkommission "Bautechnik" der Bundesinnenministerkonferenz zur EnEV wurde in der 20. Staffel noch einmal verdeutlicht, dass sich der Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes ausschließlich auf beheizte Aufenthaltsräume (Wohnräume, Schlafräume, Küchen, Büroräume, Verkaufsräume, etc.) bezieht. Kein Nachweis ist erforderlich für Lager-, Abstell-, Sanitär- und andere Räume mit Nebenfunktionen sowie Flure und Treppenhäuser.
Es ist mindestens ein Nachweis für den Raum zu führen, für den sich die höchsten Anforderungen bezüglich des sommerlichen Wärmeschutzes ergeben. Werden für ein Gebäude unterschiedliche Maßnahmen zum sommerlichen Wärmeschutz geplant, ist für jede Maßnahmenkombination ein Nachweis erforderlich.
Räume, bei denen auf einen Nachweis grundsätzlich verzichtet werden kann, müssen nach Nr. 8.2.2 DIN 4108-2 folgende Voraussetzungen erfüllen:
- geringer grundflächenbezogener Fensterflächenanteil entsprechend Tabelle 6
(je nach Fensterorientierung zwischen 7% und 15%) - vorhandener außenliegender Sonnenschutz bei einem grundflächenbezogenen Fensterflächenanteil von max. 35%:
- FC ≤ 0,30 bei Verglasungen mit g > 0,40
- FC ≤ 0,40 bei Verglasungen mit g ≤ 0,40
Bei Gebäude mit Anlagen zur Kühlung sind Maßnahmen zum sommerlichen Wärmeschutz insoweit vorzusehen, wie sich die Investitionen für diese baulichen Maßnahmen innerhalb deren üblicher Nutzungsdauer durch die Einsparung von Energie zu Kühlung erwirtschaften lassen (Anlage 1, Nr. 3.1.2 EnEV 2013).
Im Rahmen des EnEV-Nachweises ist die tatsächliche Nutzung nicht entscheidend. In einem Gebäude, dass als Wohngebäude nachgewiesen wird, werden beim Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes alle Räume mit den Randbedinungen für Wohngebäude nachgewiesen (auch Büroräume, bei einer wohnähnlichen Nutzung). Gleiches gilt für Nichtwohngebäude.
Sonneneintragskennwertverfahren
Das Sonneneintragskennwertverfahren nach Nr. 8.3 DIN 4108-2 basiert auf einem Vergleich zwischen einem zulässigen Sonneneintragskennwert Szul und einem für den Raum ermittelten Sonneneintragskennwert Svorh. Für den Nachweis muss Svorh ≤ Szul erfüllt sein.
Der zulässige Sonneneintragskennwert Szul ist abhängig von:
- der Sommerklimaregion, in der sich das Gebäude befindet (A, B oder C)
- der Bauart des Gebäudes (leichte, mittler und schwere Bauart)
- dem grundflächenbezogenen Fensterflächenanteil (ƒWG = AW / AG)
- einer vorhandenen erhöhten (n ≥ 2 h-1) oder hohen (n ≥ 5 h-1) Nachtlüftung
- einer vorhandenen Sonnenschutzverglasung (g ≤ 0,4)
- der Fensterneigung und Orientierung der Fenster
- dem Einsatz passiver Kühlung
In den folgenden Grafiken werden die zulässigen Sonneneintragskennwerte für einen Raum in einem Wohngebäude und einem Nichtwohngebäude (ohne Nachtlüftung in der Sommerklimaregion B) beispielhaft dargestellt. Dabei ist zu erkennen, dass sich bei Wohngebäuden auch bei höheren Fensterflächenanteilen ein zulässiger Sonneneintragskennwert ergibt:
Bei einem Nichtwohngebäude sinken die zulässigen Sonneneintragskennwerte bereits bei einem Fensterflächenanteil von 30% auf nahezu Null:
Der vorhandene Sonneneintragskennwert Svorh ist abhängig von:
- der Fensterfläche
- dem Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung
- dem Abminderungsfaktor für Sonnenschutzvorrichtungen
- dem Teilbestrahlungsfaktor FS für die bauliche Verschattung
- der Raumgröße (Nettogrundfläche)
Vergleicht man die vorhandenen Sonneneintragskennwerte bei einem Fensterflächenanteil von 26% (anteiliger Sonneneintragskennwert S2 = 0) ergibt sich für Wohngebäude die Notwendigkeit eines außenliegenden Sonnenschutzes mit FC = 0,4 (2-fach-Verglasung) bzw. FC=0,5 (3-fach-Verglasung):
Für Nichtwohngebäude ist diese Kombination bereits nicht mehr ausreichend. Zudem sind bei Arbeitsstätten die Anforderungen der Arbeitsstätten-Verordnung (ArbStättV) einzuhalten. Für den Nachweis der sommerlichen Raumtemperaturen nach dieser Verordnung ist das Sonneneintragskennwertverfahren nach DIN 4108-2 nicht geeignet.
Sonnenschutzvorrichtungen
Sonnenschutzvorrichtungen müssen grundsätzlich fest installiert werden. Grundsätzlich können Sonnenschutzvorrichtungen mit pauschalen FC-Werten aus Tabelle 7 DIN 4108-2 berücksichtigt werden. Bei 3-fach-Sonnenschutzverglasungen versagt die Tabelle leider, weil es für diese Verglasungen keine FC-Werte gibt. Außerdem ist ein Nachweis nach DIN EN 13363-1 bzw. DIN EN ISO 52022-1 nicht besonders aufwendig und liefert oft günstigere/konkretere Werte als die Pauschalwerte der Tabelle.
Thermische Gebäudesimulation
Alternativ zum relativ einfachen Sonneneintragskennwertverfahren ist auch die thermische Gebäudesimulation mit den Randbedingungen nach Nr. 8.4 DIN 4108-2 möglich. Für Arbeitsstätten sollten zusätzlich Simulationen mit den tatsächlichen geplanten Nutzungszeiten und den geplanten internen Wärmeeintragen durchgeführt werden, um die Einhaltung der Anforderungen der Arbeitsstätten-Verordnung (ArbStättV) zu überprüfen.
Hinweise für die Planung
- Eine außenliegende Verschattung wirkt immer besser als eine innenliegende. Eine helle innenliegende Verschattung ist besser als keine Verschattungsmöglichkeit
- Auch Fenster auf nördlich orientieren Verglasungen profitieren von einer Verschattung. Denn nicht nur direkte, sondern auch diffuse Strahlung führt zu einer Erwärmung des Innenraums.
- Auch auskragende Bauteile und horizontale Verschattungen sind wegen der trotzdem vorhandenen diffusen Strahlung nicht so wirksam, wie parallel zum Fenster angeordnete Sonnenschutzvorrichtungen. Außerdem verringern Auskragende Bauteile von ≥1 m über Fenstern das Tageslichtangebot deutlich.
- Bei außenliegenden Verschattungen verbessert ein geringerer U-Wert der Verglasung die Wirksamkeit der Sonnenschutzvorrichtung
- Rollläden bieten in der Regel nur einen geringen Einbruchschutz. Besser eignen sich einbruchhemmende Verglasungen in Verbindung mit geeigneten Beschlägen und einer Sonnenschutzvorrichtung als Markise oder Raffstore. Wegen der schlechten Belichtung bei Benutzung, werden Rolläden nur als zu 3/4 geschlossen in den Berechnungen zum sommerlichen Wärmeschutz betrachtet.
- Mit einer Nachtlüftung lässt sich die Raumtemperatur im Sommer deutlich verringern. Das setzt öffenbare Fenster voraus. Ist eine Nachtlüftung mit Fenstern aus Schallschutzgründen nicht möglich, bietet sich eine Lüftung über eine Lüftungsanlage an. Für Nichtwohngebäude gibt es Lösungen zur Nachtlüftung über einbruchsichere Öffnungen mit Insektenschutz.
- Große Fensterflächen sind zwar gut für die Tageslichtverfügbarkeit, erfordern aber erhöhte Maßnahmen zum sommerlichen Wärmeschutz. Bodentiefe Fenster (Fensterflächen unterhalb der Nutzebene) führen bei Büroräumen nicht zu einer Verbesserung des Tageslichtangebotes, erhöhen aber die sommerliche Innentemperatur.
- Außenliegende Sonnenschutzvorrichtungen sollten mit einer geeigneten Windwiderstandsklasse gewählt werden.