(Wie) Lässt sich thermischer Komfort normieren?

Im Interview mit der FM-Redaktion betrachten vier Fachleute diese Fragen, bewerten die neue Norm auch mit Blick auf die bisherigen Regeln und schlagen Lösungen vor: Dipl.-Ing. Peter Mösle, Mitglied der Geschäftsleitung Drees & Sommer Advanced Building Technologies, Stuttgart; Dr. Jens Pfafferott, Projektleiter Solares Bauen, Abt. Thermische Anlagen und Gebäude­technik am Fraunhofer Institut Solare Energiesysteme, Freiburg; Dr.-Ing. Gunter Pültz, Bauklimatiker bei Müller-BBM, Planegg; Martin Lenzer, Kühl- und Akustikdecken, StoVerotec, Lauingen.

Jens Pfafferott: Die Stärke der DIN 4108-2 ist das einfache Nachweisverfahren. Gleichzeitig ist es ihre zentrale Schwäche: Durch die Fokussierung auf den ‚Sonneneintragskennwert’ und die Pauschalierung der bauphysi­kalischen Größen wie interne Wärmelasten, Lüftungskonzept oder Bauart kann die Norm planerisch nicht sinnvoll eingesetzt werden. Dementsprechend war und ist der Nachweis zum sommerlichen Wär­meschutz oft ein ärgerlicher Anhang. Die EN 15251 definiert demgegenüber echte Komfortziele, so dass mit ihr tatsächlich geplant werden kann.Gunter Pültz: Der vereinfachte Nachweis nach DIN 4108-2, welcher ja Bestandteil des EnEV-Nachweises ist, umfasst nur Mindestanforderungen. Da ist es nicht verwunderlich, dass diese Anforderungen für eine angemes­sene thermische Behaglichkeit – vor allem in ­Bürogebäuden – nicht ausreichen. Ein umfassendes, neutrales Bewertungsverfahren – insbe­sondere für Räume ohne beziehungsweise mit unterdimensionierter Kühlung – ist auch erforderlich, um das sommerliche Raumklima ein­deutig und objektiv klassifizieren zu können. Nur damit lässt sich auch eine einheitliche und transparente Recht­sprechung erreichen.

Zudem bietet die neue Norm das Potential, die Planung, aber auch den Bau und den Betrieb von Gebäuden hinsichtlich des thermischen Komforts im Sommer zu vereinfachen: Sie definiert nicht nur Katego­rien, sondern regelt auch die Über­­prüfung mit objektiven Messungen.

Peter Mösle: Es war an der Zeit, eine Norm zu ratifizieren, die den sommerlichen Komfort unter ganzheitlichen Aspekten betrachtet. Mit der „15251“ werden endlich die wesentlichen Kriterien gemeinsam erfasst – Raumtemperatur, Tageslichtqualität, Raumakustik und Luftqualität ganzheitlich mit ihren ­Abhängigkeiten.

Pültz: Zunächst Grundsätzliches: Es werden Innenraumqualitäten definiert, als Pendant zur Energieeffizienz. Danach ist ein Gebäude erst dann energieeffizient, wenn mit minimalem ­Energieaufwand (auch) ein guter Nutzungskomfort erreicht wird. Die Minimierung des Energieeinsatzes alleine – wie derzeit durch den EnEV-Nachweis forciert – reicht eben nicht aus.

Behaglichkeit oder Komfort wird nicht nur durch angenehme Temperaturen ­erreicht, sondern setzt auch gute akus­tische, lichttechnische und lufthygienische Verhältnisse voraus. Daher sind in der DIN EN 15251 zunächst Verfahren zur Ermittlung von Tem­peraturen, Raum­akustik, Beleuchtung und Luftqualität aufgeführt, deren Ergebnisse anschließend in vier Klassen (Kategorie I, II, III oder schlechter) eingeteilt werden. So ist es möglich, ‚Aufenthaltsqualität’ gesamtheitlich zu ermitteln und zu bewerten.

Pfafferott: Ja, die EN 15251 bewertet die Wohn- und Arbeitsplatzqualität umfas­send. Schwerpunkt ist der thermische Komfort. Und hier haben wir endlich ein Werkzeug, um Gebäude­konzepte einheitlich zu bewerten. Die ärgerliche Trennung von Bauphysik und Anlagentechnik, die sich in den „alten“ DIN 4108-2 (für Gebäude ohne maschinelle Kühlung) und DIN 1946-2 (für Gebäude mit RLT-Anlage) widerspiegelte, ist weitgehend überwunden.

Pültz: Kein Wunder: Nach der Honorarordnung für Architekten und Ingenieure (HOAI) zählt diese Aufgabe zu den Sonderleistungen, wird also gesondert abgerechnet. Daher lehnen viele Bauherren diese „Sonderleistungen“ häufig von vornherein ab, weil so die Planungs­kosten sinken.

Bei dieser kurzfristigen (Investoren-)Sicht wird allerdings übersehen, dass die sommerlichen Temperaturverhältnisse immer wichtiger wur­den und ­häufig zu Streit geführt haben, auch vor Gericht. Das Ergebnis waren oft Nachrüstungen. Das war am Ende oft viel teurer, als es mit einer vernünftige Planung im Vorfeld gewesen wäre. Die neue DIN EN 15251 stellt gerade für Bauherren ein sehr gutes Instrument zur Vereinfachung dar: Der Investor kann bereits in der Ausschreibung festlegen, welche Behaglichkeits-Kategorie sein Gebäude erreichen soll. Diese lässt sich hinterher – im Betrieb – jederzeit überprüfen. Das Raumklima kann so auch im Mietvertrag festgeschrieben werden.

Mösle: Unserer Erfahrung nach wird die Norm noch nicht konsequent ange­wandt, weil sie gegenüber der Vorgängernorm DIN 1946/2 sehr viel komplexer ist. Ein Beispiel: Maximaltemperaturen sind in Abhängigkeit einer mittleren Außenlufttemperatur über die vergangenen drei bis sechs Tage zu ermitteln. Ohne geeignete Simulationsverfahren lassen sich die Anforderungen in vielen Fällen gar nicht mehr nachweisen.

Pfafferott: Wir beobachten eine Verunsicherung, weil unterschiedliche und teilweise widersprüchliche Normen und Richtlinien zu ähnlichen Planungsgrößen gelten. Das betrifft vor allem die Anforderungen an zulässige Raumtemperaturen und erforderliche Luftwechsel. Die EN 15251 wird sicher zunächst in größeren Bauvorhaben mit inno­vativer Anlagentechnik Anwendung ­finden und sich nach und nach im Planer­alltag verankern.

Mösle: Unsere Interpretation der Norm ist, dass sie performance-orientiert aufgebaut ist. Dies bedeutet, dass das Ergebnis stimmen muss, ohne Vorgabe für ein System oder eine Technik. Natürlich besitzt die Fensterlüftung Grenzen, durch Simulation lässt sich ihre Wirkung jedoch sehr genau schätzen. Einer Umsetzung von rein natürlichen Lüftungskonzepten steht demnach nichts im Weg.

Pültz: Bei der Bewertung der Luftqualität ist es unerheblich, wie frische Luft in die Räume gelangt.

Pfafferott: Energieeffiziente Gebäude mit hoher Arbeitsplatzqualität kommen kaum ohne maschinelle Lüftung mit Wärmerückgewinnung aus: Nutzer ­fordern ganzjährig hohe Luftqualität. Gleichzeitig müssen Heiz- und Kühllasten reduziert werden. Die Fensterlüftung stellt in diesem Sinne eine sinnvolle – und sogar notwendige – Ergänzung der maschinellen Grundlüftung zu einem Lüftungskonzept dar. Viele erfolgreiche Projekte, zum Beispiel im Rahmen des Förderprogramms EnOB, zeigen das große Potential dieser kombinierten Konzepte.

Mösle: Ob Sie es glauben oder nicht, ­dies ist sowohl die reizvolle wie auch wunde Stelle. Normalerweise wird die Luftqualität messtechnisch nach einer bestimmten Zeit des Innenausbaus ermittelt – zum Beispiel nach vier Wochen. Auf dieser Basis sind auch die Benchmarks erstellt, wie sie auch in den Systemen der DGNB oder LEED enthalten sind. Dabei wird der Stoffgehalt pro Kubikmeter Raumluft ermittelt. In der DIN EN 15251 sind die drei Schadstoffklassen nach Stoffkonzentrationen aus allen eingebauten Stoffen pro Stunde definiert, zudem ohne Angabe einer Zeit nach dem Einbau. Dies ist letztlich nicht nachweisbar, da die Randbedingungen nicht eindeutig definiert sind. Wir interpretieren dementsprechend die drei Kategorien nach unserer Erfahrung unter bauökologischen Gesichtspunkten.

Martin Lenzer: Wir verbringen in der Regel mehr als 80 % des Tages in Innenräumen, ‚gesundes Wohnen’ gehört also nach oben auf der Agenda. Weil Gebäude immer dichter gebaut werden – um Wärmeverluste zu minimieren – kommt der Lüftung eine steigende Bedeutung zu, denn Emissionen von Bauprodukten und Möbeln sind unvermeidlich. Aber auch hier sorgt weitsichtige Planung für bessere Luft: Viele Hersteller bieten schadstofffreie Produkte an. Mittlerweile stehen sogar Lösungen am Markt zur Verfügung, welche die Luft über photo­katalyti­sche Prozesse reinigen. Gütesiegel wie die vom TÜV oder von natureplus geben dem Nutzer die Sicherheit, Produkte einzusetzen, die die Gesundheit nicht gefährden.

Pfafferott: Die VDI 4706:2009-08 (Entwurf) schlägt als nationaler Anhang zur EN 15251 dazu eine pragmatische Lösung für die Planungspraxis vor: Grundsätzlich gelten Gebäude als „schadstoffarm“. „Sehr schadstoff­arm“ sind Gebäude, bei denen besondere Rücksicht auf die Auswahl der Materialien genommen wurde, und „nicht schadstoffarm“, bei denen Baustoffe mit hoher Emissionsrate vorkommen.

Mösle: Eine Bauteilaktivierung ist im Prinzip kein effizientes System, da es hohe Verluste bei der Nutzenübergabe an den Raum mit sich bringt. Es ist nicht auf den Punkt regelbar. Da es jedoch mit Wassertempera­turen zwischen 18 °C und 26 °C ganzjährig betrieben werden kann, kommen optimalerweise natürliche Wärme- und Kältequellen wie die Geothermie oder Außenluft zum Einsatz. Letztendlich wird es dadurch ökologisch attraktiv, und bei 100 Prozent regenerativem Energieeinsatz streiten sich die Fachkreise: Ist der Raum nun maschinell gekühlt oder nicht?

Pültz: Wichtig ist, die Wechselwirkungen zwischen thermischer Behaglichkeit und Raumakustik zu berücksichtigen. Bei manchen Lösungen reduzie­ren schallabsorbierenden Decken die Kühlleistung. Im Gegensatz werden Strahlungskühlsysteme angeboten, die dieses Problem lösen, indem beide Funktionen in einem Bauteil vereint werden – wie bei schallabsorbie­renden, abgehängten Kühldecken. Damit zeigt sich, dass die Raumakustik quasi eine Komponente eines guten sommerlichen Klimakonzeptes darstellt, welches pro­­jekt­spezifisch zu entwickeln ist. Diese Verzahnung wird auch in der DIN EN 15251 abgebildet, indem sie neben dem Raumklima auch die Raumakustik bewertet.

Pfafferott: Wir dürfen das Ziel – hohe Arbeitsplatzqualität bei möglichst geringem Primärenergieeinsatz – nicht aus den Augen verlieren. In Niedrigener­gie-Bürogebäuden sind die Heiz- und Kühllasten so niedrig, dass thermoaktive Bauteile in Verbindung mit effektiven Lüftungskonzepten dabei eine Schlüsselrolle spielen. Zudem nähern sich die Energie­verbräuche für das Heizen und Kühlen immer weiter an, so dass bei der vorteilhaften Nutzung von oberflächennaher Geothermie auch die Energiebilanz des Erdreichs ausgeglichen ist.

Lenzer: Eine isolierte Betrachtung der einzelnen Parameter ist nur bedingt sinnvoll. Wie schon in der Diskussion angeklungen, kann die Optimie­rung eines Aspektes dazu führen, dass sich ein anderer Faktor der Behaglichkeit verschlechtert und so kein optimales Gesamtergebnis erzielt wird. Ein Beispiel: Manche Kühlaggregate erzeugen zwar die richtige Raumlufttemperatur, stören aber durch ihre Geräusche.

Mösle: Wo leben Sie denn? Wir haben auch in Deutschland genügend heiße Tage. Es ist einfach unproduktiv, in Räumen mit Temperaturen ober­halb von 28 °C zu arbeiten. Hitzefrei gibt es ja leider nur in der Schule!

Pültz: Ich meine auch, dass wir in Deutschland oft genug heiße Tage ­haben. Vor dem Hintergrund des Klimawandels und den in Großstädten zu beobachtenden ‚urbanen Wärmeinseln’ lässt sich eher ein Trend zu immer wärmeren Sommern erkennen.

Darüber hinaus leben wir in einer immer stärker auf die Arbeit fokus­sierten Welt, bei der mehr und mehr Leistung gefordert wird. Damit kommt der Leistungsfähigkeit – welche auch vom Raumklima abhängt und die mit höheren Raumtemperaturen abnimmt – eine größere Bedeutung zu. Insbesondere bei Bürobauten empfiehlt sich daher, den thermischen Komfort als wichtige Gebäudeeigenschaft zu behandeln.

Pfafferott: Unsere Projekte zeigen, dass wir heute kaum noch auf eine aktive Kühlung, häufig in Verbindung mit einer Luftentfeuchtung, verzichten können, und zwar nahezu unabhängig vom Standort. Dabei stellt nicht der erhöhte Wärmedämmstandard ein Problem dar. Vielmehr sind die Anforderungen seitens der Nutzer gestiegen und die meteorologischen und stadtklimatischen Bedingungen schwieriger geworden.

Pültz: An erster Stelle ist der Bauherr gefragt, indem er seine Wünsche und Vorstellungen an die Innenraumqualitäten klar formuliert. Diese können mit Hilfe der DIN EN 15251 – wie dargelegt – einfach durch eine Kategorie ausgedrückt werden.

Mösle: Ich bin etwas anderer Ansicht. Wir müssen performance-orientierter denken und den Kunden analysieren und beraten. Dabei helfen uns zum ­einen die in der Norm dargelegten Komfort-Kategorien. Zum anderen Nutzerbefragungen und Erfahrung, dokumentiert durch ein ausführliches Monitoring. Was wir daraus lernen, ist: 26 °C ist schon ein ganz guter Benchmark als Startwert. Für Räume, in denen ganzjährig ‚Schlips und Kragen’ gilt, ist er gegebenenfalls etwas zu hoch. Für Gebäude mit geringerem Erwartungswert darf es auch etwas wärmer sein, bei gleicher Nutzerzufriedenheit.

Pfafferott: Durch Einführung einer neuen Norm verlieren wir ja nicht die Erfahrung und verlernen nicht, wie nachhaltige Gebäudekonzepte geplant und umgesetzt werden. In diesem Sinne dient die EN 15251 dazu, die Konzepte anhand der Bewertungskriterien zu überprüfen und Planungsergebnisse transparent darzustellen.

Pültz: Kurzsichtig betrachtet ja, wegen der zunächst höheren Planungs­kosten. Mittel- und langfristig – also umfassend – gesehen nicht, da durch eine hohe Qualität bei Planung und Errichtung von innovativen, energieeffizienten Bürogebäuden der anfängliche Mehraufwand mehr als kompensiert wird. Der aktuelle Trend zu nachhaltigen Bürogebäu­den zeigt zudem, dass hochwertige Bürogebäude, deren Nachhaltig­keit zertifiziert ist, einen höheren finanziellen Ertrag bringen können.

Mösle: Definitiv: Nein, das Bauen wird nicht teurer. Sie können auch heute modulare Gebäudekonzepte am Markt anbieten, bei dem der Nutzer je nach Miete auch seinen Raumkomfort einkauft.

Lenzer: In geringem Maße könnte das sein – aber auch dann wird es einen Markt dafür geben. ‚Bio’ ist im Supermarkt auch etwas teurer als ‚Konventionell’. Die Nachfrage steigt aber, weil immer mehr Menschen bewusster Leben. Insgesamt wird sich die höhere Investi­tion sogar lohnen: Die Gebäudekosten inklusive Unterhalt betragen über 30 Jahren gerechnet nur rund 13 % der Kosten eines typischen Bürokomplexes. Der größte Anteil geht auf das Konto Personalkosten. Wenn die Arbeitskräfte durch eine intelligente Raumklimatisierung nur um 10 % effizienter arbeiten, amortisieren sich die Mehrkosten sehr zeitnah.

Pfafferott: Oft schauen Bauherren auf Einzelkomponenten. Und dann finden diese Komponenten von vornherein keine Berücksichtigung. Werden im Rahmen einer integralen Planung aber tatsächlich Gesamtkonzepte bewertet, zeigt sich oft, dass die vermeintlich teureren Komponenten zu einem wirtschaftlicheren Konzept führen, zum Beispiel weil die Anlagentechnik schlanker ausfällt. Niedrigenergie-Bürogebäude werden heute zu normalen Marktbedingungen realisiert, sowohl im Neubau als auch in der Sanierung.

Lenzer: Schon der Wettbewerb fordert, auf die neuen Herausforderungen zu reagieren und die richtigen Produkte zur Verfügung zu stellen. Green Building, LEED und DGNB-Siegel sind in aller Fachleute Munde, werden mehr und mehr von führenden Planern vor allem für den Objektbau gefordert; so hat klar derjenige Vorteile, der nicht erst seit jüngster Zeit Produkte anbieten kann, die dem Rechnung tragen. Prinzipiell gehört eine belastbare technische Beratung sicher zu den unabdingbaren Angeboten der Industrie. Wir stellen auch über eigene Tools Berechnungen zur Verfügung, beispielsweise für die akustische Bewertung von Innenräumen. ‚Service’ heißt das Zauberwort.

Pfafferott: Neben verbesserten Komponenten kommt es immer stärker auf die Systemkompetenz an. Das Fraunhofer ISE unterstützt in diesem Bereich industrielle Partner unter anderem bei der Weiterentwicklung von thermoaktiven Bauteilen, solarer und energieeffizienter Klimatisie­rung und Wärmepumpen sowie bei der Betriebsführung.

Pültz: ... ein hervorragendes Instrument, um den Komfort eines Gebäudes umfassend und objektiv zu bewerten – die klaren, objektiven Klassifi­zierungen geben mehr Planungssicherheit und die Möglichkeit, das Raumklima zu überprüfen.

Mösle: …der Beginn für Normblätter mit integraler Betrachtungsweise. Endlich erzeugt eine Norm eine 360-Grad-Betrachtung und sorgt für eine inhaltlich wertvolle Diskussion zur Behaglichkeitsdefinition unter ganz­heitlichen Aspekten mit all ihren Wechselwirkungen.

Pfafferott: … die Norm, mit der die Arbeitsplatzqualität unabhängig von der ein­gesetzten Anlagentechnik und durchgängig von der Planung bis zum Betrieb mit objektiven, messbaren Größen bewertet werden kann.

Lenzer:  ...ein dringend notwendiger Schritt, bewusstes Bauen greifbar zu machen, dem aber noch weitere folgen müssen – und eben auch eine gute Grundlage, die Themen Raumklima und Energieeffizienz mehr im Gemeingut zu verankern.