Hitzefrei?

Regelwerke Neben den technischen Planungsregeln wie der DIN 4108 und der DIN 1946 für raumlufttechnische Anlagen sowie im Fall von Raumkühlung auch der VDI-Richtlinie 2078 gilt für den sommerlichen Wärmeschutz auch die Arbeitsstättenrichtlinie, allerdings »nur« als rechtlich verbindliche Vorschrift im Arbeitsleben zwischen Arbeitnehmer und Arbeitgeber. So existieren verschiedene und in ihren Inhalten oft unterschiedlich interpretierbare Regeln, die sowohl Planer als letztlich auch Gutachter und Gerichte herausfordern.

DIN 4108–2

Die DIN 4108 Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden, Teil 2 Mindestanforderungen vom Juli 2003 [1] gilt zunächst als anerkannte Regel der Technik für die Planer von Gebäuden. Sie sagt unter Ziffer 4.3.1:

»Bei Gebäuden mit Wohnungen oder Einzelbüros (…) sind im Regelfall Anlagen zur Raumluftkonditionierung (…) entbehrlich. Nur in besonderen Fällen (z. B. große interne Wärmequellen, große Menschenansammlungen, besondere Nutzungen) können Anlagen zur Raumluftkonditionierung notwendig werden.« Die Norm geht davon aus, dass maximal während 10 % der Aufenthaltszeit Innentemperaturen von 26 °C überschritten werden. Für »sommerheiße« Regionen – definitionsgemäß beispielsweise die Gegenden von Köln, Düsseldorf, Frankfurt, Stuttgart, Berlin oder Leipzig – dürfen 27 °C überschritten werden, in »sommerkühlen« Regionen (Küste, Mittelgebirge) sind es 25 °C. Leider sagt die Norm nicht klar aus, ob sich die 10 % zulässige Überschreitungszeit auf einen Tag bezieht oder auf ein Jahr. Bezieht sie sich auf einen Tag, wäre mit maximal einer Stunde über 26 °C (25/27 °C) pro zehnstündigem Arbeitstag ein guter Komfort gegeben. Bezieht sie sich auf das Jahr, wäre mit 180 von 1800 Jahresarbeitsstunden über der Grenztemperatur ein schlechter Komfort gegeben.

Außerdem ist aus der Norm nicht klar zu erkennen, dass sich ihre Aussagen über die einzuhaltenden »Sonneneintragskennwerte« nur auf sehr einfache Standardräume beziehen. Nur solche sind bei der Erarbeitung der Norm getestet und dann als Basis verwendet worden. Der Anwender versteht die »genormten« Vorgaben jedoch – von Sondersituationen abgesehen – als relativ allgemein anwendbar; eine andere einfache Planungsbasis hat er auch nicht. Dabei ist bereits die Annahme, ein (meist 10 m2 großer) Büroarbeitsplatz erzeuge 14,4 W/m2 innere Wärmelast, deutlich zu niedrig angesetzt und damit falsch.

Energieeinsparverordnung

Dennoch wird die DIN 4108–2 durch die Energieeinsparverordnung [2], Anlage 1, Ziffer 2.9 bauaufsichtlich verbindlich. Sogar für raumlufttechnisch gekühlte Nicht-Wohngebäude müssen gemäß EnEV die Planungsregeln des baulichen sommerlichen Wärmeschutzes nach DIN eingehalten werden – Ausnahme: wenn nutzungsbedingt, also aufgrund hoher innerer Wärmelasten, gekühlt werden muss. In diesem Fall sind die Kühllasten nach dem Stand der Technik so gering wie (wirtschaftlich) möglich zu halten. Aber was heißt nutzungsbedingt genau und was ist der wirtschaftliche Stand der Technik? Interpretationen werden notwendig und Rechtsunsicherheiten finden an dieser Stelle ein großes Einfallstor. Dennoch zeigt dies die umweltbewusste Absicht, dass sommerlicher Wärmeschutz nicht durch technische Raumkühlung ersetzt werden soll. Dieser Gedanke kann manchen Planern nicht deutlich genug ins Stammbuch geschrieben werden. Er ist auch in der DIN selbst unter Ziffer 8.4 formuliert:

»Zur Sicherstellung eines ausreichenden baulichen sommerlichen Wärmeschutzes auch bei Verwendung von Raumkühlungen, müssen die Anforderungen dieser Norm eingehalten werden«. Und außerdem unter Ziffer 8.2: »Bei Gebäuden mit Anlagen zur Kühlung müssen die Anforderungen des sommerlichen Wärmeschutzes (…) erfüllt werden, soweit es unter Ausschöpfung aller baulicher Möglichkeiten machbar ist.«

Zusätzlich stellt sich für den Planer die Frage, ob die in der DIN 4108 definierten Berechnungen des Sonneneintragskennwertes geeignet sind, die dort formulierten, wenn auch uneindeutigen Ziele zu erreichen. Erfahrungsgemäß gibt es Fälle, die einen gelungenen sommerlichen Wärmeschutz gemäß DIN nachweisen, gleichzeitig aber gemäß verifiziertem Simulationsprogramm weit höhere Temperaturüberschreitungen haben als nach DIN zulässig beziehungsweise angestrebt. Dies mag daran liegen, dass das Nachweisverfahren Randbedingungen der Nutzung wie etwa die untypisch niedrigen inneren Lasten am Büroarbeitsplatz voraussetzt und übrigens auch eine unterstützende mechanische Lüftung nicht einbeziehen kann.

Was macht aber der Planer, wenn er feststellt, dass sein Gebäude oder seine Nutzung von dem nur eingeschränkt anwendbaren Normverfahren nicht angemessen erfasst wird? Er muss seinem Auftraggeber mitteilen, dass das Nachweisverfahren gemäß DIN hier nicht anwendbar ist, weil zum Beispiel bereits ein normaler PC-Arbeitsplatz höhere Wärmelasten erzeugt oder der Fensterrahmenanteil von 30 % oder andere der Randbedingungen nicht eingehalten werden. Und dann? Muss der Planer seinen Bauherrn davon überzeugen, dass das einfache DIN-Verfahren hier nicht taugt und eine vier- bis fünfstellige Summe für angemessene Simulationsrechnungen in die Hand genommen werden muss? Dies wirft die Frage auf, warum nicht gleich realistische innere Lasten für Arbeitsplätze angenommen oder Zu- und Abschläge für übliche Abweichungen definiert werden? Wie soll ein Anwender einen normalen Standardnachweis führen können, zu dem er über die EnEV bauaufsichtlich verpflichtet ist, wenn die Instrumente nicht einmal eine Standardsituation angemessen erfassen (von wirklichen Sondersituationen ganz abgesehen)?

DIN 1946 (Lüftungstechnik)

Werden raumlufttechnische Anlagen gebaut, sind die einschlägigen Vorschriften der DIN 1946 [3] und im Fall von Raumkühlung auch die VDI-Richtlinie 2078 [4] zu beachten. Dies betrifft die Sicherstellung von Außenluftmengen, die Berechnung von Kühllasten und die technische Sicherstellung bestimmter Raumtemperaturgrenzwerte. Nur mit dem dann zu planenden technischen Equipment kann die Einhaltung dieser Grenzwerte wirklich vollständig gesichert und können die so genannten Behaglichkeitskriterien gezielt berücksichtigt werden.

Arbeitsstättenrichtlinie

Nicht als Planungsinstrument, sondern als Rechtsanspruch von Arbeitnehmern definiert die – immer noch gültige – Arbeitsstättenrichtlinie (ASR) Nr. 6 vom 8. Mai 2001 Folgendes:

»I 3.2 Die Lufttemperatur in Arbeitsräumen soll 26 °C nicht überschreiten. Bei darüber liegenden Außentemperaturen darf in Ausnahmefällen die Lufttemperatur höher sein.

I 3.3 An Fenstern, Oberlichtern und Glaswänden sind wirksame Schutzvorrichtungen gegen direkte Sonneneinstrahlung vorzusehen.

II 1.2 Liegen die Lufttemperaturen im Bereich oberhalb + 26 °C, ist der Schutz gegen zu hohe Temperaturen durch technische Maßnahmen (z. B. Luftduschen, Wasserschleier), organisatorische Maßnahmen (z. B. Abschwitzpausen) und/oder persönliche Schutzausrüstung (z. B. Hitzeschutzkleidung) zu gewährleisten.

II 2. Es sind Vorkehrungen zu treffen, dass betriebstechnisch unvermeidbare Wärmestrahlung nicht in unzuträglichem Ausmaß auf die Beschäftigten einwirkt …« [5]

Aus dem Zitat ist ablesbar, dass bei Überschreitung der Arbeitsplatztemperatur von 26 °C Maßnahmen zu ergreifen sind, die allesamt auf die Behandlung von »Hitzearbeitsplätzen« hindeuten, also von

Arbeitsplätzen, die aufgrund ihrer eigenen Wärmeentwicklung problematisch sind. So wurde die Richtlinie seit vielen Jahren auch gelesen und verstanden. Die Auslegung, dass generell alle Arbeitsplätze auch hinsichtlich der Sonneneinstrahlung 26 °C einzuhalten hätten, ist aus dem Text zwar nicht völlig auszuschließen (obwohl Ausnahmen im Fall höherer Außentemperaturen erwähnt sind), käme aber einer Forderung nach technischer Kühlung aller Arbeitsplätze gleich. Dies widerspricht der Realität und damit den allgemein anerkannten Regeln der Technik. Dieser Widerspruch macht seit 2003, seit dem »Bielefelder Urteil«, Schlagzeilen.

Rechtsprechung Eine Rechtsanwaltskanzlei klagte, weil bei ihren neu bezogenen und einvernehmlich nur zum Teil klimatisierten Räumen eine starke Aufheizung im Sommer stattfinde, die Raumtemperaturen über 30 °C erzeuge, auch wenn es draußen kühler sei. Die Kanzlei bekam im März 2003 Recht darin [6], dass unabhängig von einer (nicht) vorhandenen Raumklimatisierung eine Temperatur von 26 °C einzuhalten sei beziehungsweise bei Temperaturen über 32 °C eine Mindertemperatur von 6 °C zur Außenluft. Das Gericht und sein Gutachter bezogen sich dabei hauptsächlich auf die Arbeitsstättenrichtlinie und die DIN 1946. Der Gutachter nahm die »Soll«-Formulierung der ASR als »Muss«, bezog die Wirkung der Sonneneinstrahlung mit ein und ließ eine Überschreitung von 26 °C innen bei mehr als 26 °C außen nicht zu. Er forderte, dass 26 °C innen bei bis zu 32 °C außen immer gehalten werden müssen, wobei er allerdings eine entsprechende Forderung aus der DIN 1946 (Raumlufttechnik) auch auf Räume ohne Lüftungsanlage bezog.

Allerdings heißt es in der Urteilsbegründung auch: » (…) Temperaturwerte von über 30 Grad Celsius, die nicht nur an Hochsommertagen zu Spitzenzeiten auftreten, sondern an zahlreichen Tagen über Stunden hinweg das Raumklima der Arbeitsräume bestimmen, sind auch bei Kenntnis einer erhöhten Sonneneinstrahlung aufgrund der bekannten Glasflächen nicht mehr hinnehmbar, zumal die Außentemperaturen außerhalb der Tagesspitzenwerte größtenteils deutlich darunter liegen.« Hier wird in der Urteilsbegründung also plötzlich anders beziehungsweise weniger streng argumentiert (Innentemperaturen von über 30 °C können an Hochsommertagen auftreten und sollen nur nicht deutlich und häufig über Außentemperaturen liegen) als in dem Begründungsteil, der auf ASR und DIN 1946 Bezug nimmt (Innentemperaturen sollen generell 6 °C unter Außentemperaturen liegen). Dieser andere Teil der Urteilsbegründung hat jedoch Schlagzeilen gemacht. Allgemein sorgte das Gerichtsurteil bei Planern und Immobilienmaklern für Verunsicherung, Rechtsanwälten und Klimaanlagenherstellern hat es weitere Kunden verschafft.

Zwischenbilanz Festzuhalten bleibt, dass

– es weder klare, verifizierte und allgemein anwendbare Planungsregeln gibt, wie 26 °C Raumtemperatur im Sommer (mit oder ohne definierter Toleranz) ohne Klimaanlagen sicher einzuhalten wären,

– die technischen Regeln gemäß DIN 4108 weder eindeutige Temperaturkriterien formulieren (10 % Überschreitungstoleranz bezogen auf den Tag oder das Jahr), noch mit einer Vorgabe aus der Arbeitsstättenrichtlinie koordiniert sind und nicht einmal einfache Standardplanungsfälle angemessen erfassen,

– »dank« der Rechtsprechung Unsicherheit insoweit entstanden ist, als in einem Urteil bisher für innere Wärmebelastung geltende Regeln nun auch auf äußere Wärmebelastung bezogen wurden, und

– alle bisherigen Betrachtungen nur ein Spitzentemperaturkriterium kennen, sich aber nicht mit dem Temperaturverlauf generell (andauernd hohe Temperatur knapp unter 26 °C) beschäftigen.

Wir haben also nicht nur verschiedene und unkoordinierte Anforderungskriterien, sondern auch kein brauchbares Planungsinstrument. Die fehlende Harmonisierung zwischen Technik (hier: DIN) und Recht (hier: ASR) liegt insofern unauflösbar in der Natur der Sache, als dass technische Planung ein offenes System mit immer mehreren Wegen zu einem Gesamtziel ist (hier: thermische Behaglichkeit im Sommer), während juristisch jedes irgendwie formulierte Teilziel (hier: 26 °C) einzeln geschuldet wird, auch wenn es für das Gesamtziel nicht in dieser Absolutheit notwendig wäre [7].

Vernünftige Ziele Das Thema ist komplexer, als dass es sich mit einer Zahl für eine Höchsttemperatur als Zielsetzung angemessen erfassen ließe. Dazu ein Ausschnitt aus einer Temperaturmessung (Bild 2), die im Rahmen eines Streitfalles durchgeführt wurde. Ausgangspunkt waren Klagen über häufig zu hohe Temperaturen im Sommerhalbjahr. Als Hauptproblem stellte sich eine vor die Fenster gehängte Scheibe heraus, die mit viel zu engen Lüftungsquerschnitten einen viel zu geringen Luftwechsel und niemals eine Stoßlüftung zuließ (Bilder 4 und 5). Die absoluten Temperaturspitzen in dem westlich orientierten Raum zeigten während der zweiwöchigen Messperiode im Sommer 2004 zwar auch 26 °C-Überschreitungen in Arbeitsplatzhöhe (nicht an dem Tag, der in der Grafik gezeigt ist), aber die Belastung für die Mitarbeiter bestand vor allem in der unerträglichen Konstanz der Raumtemperatur. In einer zweiwöchigen Messperiode fiel die Raumtemperatur praktisch nie unter 24 °C. Wer an dem gezeigten Tag morgens um 8 Uhr in sein Büro kam, fand eine Temperatur vor, die um 10 K über der Außentemperatur lag – eine thermische Katastrophe, obwohl der in Bild 2 gezeigte Tag eigentlich, im Sinne gleich welcher Vorschrift, temperaturmäßig unproblematisch ist. Was müssen wir also fordern? Bild 3 zeigt, wie eine vernünftige Zielsetzung aussehen könnte. Thermische Behaglichkeit im Sommer wird erreicht, wenn die Raumlufttemperatur mit der Außentemperatur mitschwingt. Sie sollte (nachts) nicht sehr unter 20 °C sinken, aber eben sinken. Und tags kann sie in die Nähe der Außentemperatur steigen, möglichst etwas darunter bleiben, aber in der Regel nicht mehr als 6 °C, sonst ist es (außer bei extremer Hitze) zu kühl. Diese Zielsetzung wurde im Wesentlichen auch vom Verband Beratender Ingenieure bei seiner Veranstaltung am 11.9.2004 vertreten [8]. Dort wurden maximale Raumlufttemperaturen von 28 bis 32 °C vorgeschlagen. Aus Erfahrungen hat sich gezeigt, dass die Nutzer eines Gebäudes Jahrestemperaturüberschreitungen von 26 °C bis zu 50 Stunden pro Jahr problemlos und bis zu 100 Stunden pro Jahr je nach Nutzer gegebenenfalls akzeptieren. Natürlich lassen sich diese Ziele schwer in Zahlengrenzwerte und einfache Planungsregeln »übersetzen«. Es wäre aber schon viel gewonnen, wenn man sich über diese Zielsetzung wenigstens einig wäre. Die Bielefelder Urteilsbegründung ist bei genauer Lesart tatsächlich nicht weit davon entfernt – wenn man den richtigen Teil der Urteilsbegründung liest. Im Übrigen kann nur dazu geraten werden, sich gerade darüber mit einem Bauherrn oder Nutzer auszutauschen und zu vereinbaren. Solange für nicht »klimatisierte« Räume verschiedene Zielebenen und nur sehr eingeschränkt anwendbare Normvorgaben bestehen, sollten wir uns von enger Vorschriftengläubigkeit befreien und vernünftige Ziele selbst erarbeiten und projektbezogen vereinbaren.

Vernünftige Maßnahmen Dass normale Büroarbeitsplätze möglichst ohne (oder nur mit wenig Energie verbrauchender) technischer Kühlung auskommen sollten, ist ein richtiges Ziel, das im Grundsatz auch von DIN 4108 und EnEV vertreten wird. Gefordert sind damit vor allem bauliche Maßnahmen des sommerlichen Wärmeschutzes. Diese sind in unserer Klimaregion immer noch moderate Fensterflächenanteile, guter, außen verschattender Sonnenschutz und Nutzung von thermischen Speicherkapazitäten in Verbindung mit Möglichkeiten der Nachtauskühlung mit morgendlicher Stoßlüftung.

Dies ist weder neu noch originell, aber richtig. Innovative Bautechniken sind damit durchaus gefragt: Vor allem die Möglichkeiten von wetter- und einbruchgesicherter Nachtlüftung fordern die Fassadenplanung immer wieder zu neuen Ideen heraus. Speichermassen stehen heute, bei Verzicht auf abgehängte Decken, in der Regel zur Verfügung. Hier ist die Innovation dann von der Raumakustik gefordert [z. B. 9]. Lösungen, die mit geeigneten Fassadenkonzepten oder auch mit Einsatz umweltfreundlicher Raumkühlung arbeiten, gibt es ebenfalls zu Genüge [z. B. 10]. So muss an dieser Stelle der Hinweis genügen, dass eine anspruchsvolle Planung auf das Instrument der (thermischen) Simulation zurückgreifen und energieeffiziente, umweltschonende Klimakonzepte mit entwickeln sollte.

Fazit Eine 26 °C-Grenze darf nicht die Schlange sein, auf die das »Kaninchen Planung« starrt. Welchen Inhalt vernünftige Ziele haben sollten, ist ziemlich klar; daraus eine einfach und flexibel zu handhabende und validierte sowie mit verschiedenen Anforderungsebenen harmonisierte Planungsregel zu machen, ist noch nicht gelungen. Aber wie thermische Behaglichkeit im Sommer auch ökologisch und ökonomisch verträglich erreicht werden kann, ist im Grundsatz bekannt und kann von einer guten Fachberatung projektbezogen umgesetzt werden. Dabei kommt es gerade auf die Kombination von Gebäudekonzept generell, Fassaden- und Technikkonzept an. Und auf die bewusste Zieldiskussion und –vereinbarung. Die Beachtung der DIN 4108–2 allein schützt leider noch nicht ausreichend vor thermischer Unbehaglichkeit im Sommer. C. F.

[1] DIN 4108 Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden, Beuth Verlag, Berlin, Juli 2003 [2] Die Energieeinsparverordnung (EnEV) verkündet im Bundesgesetzblatt Nr. 64 / 2004, Bonn, 2.12.2004 [3] DIN 1946 Raumlufttechnik, Beuth Verlag Berlin, 1994 [4] VDI 2078 Berechnung der Kühllast klimatisierter Räume, Beuth Verlag, Berlin, 1994 [5] Arbeitsstättenrichtlinien ASR 6 vom 8.5.2001, z. B. in: Verordnung über Arbeitsstätten, 17. Auflage, Stuttgart, 2005 [6] Landgericht Bielefeld, 3 O 411/01, Urteil verkündet am 16.4.2003 [7] Gerd Motzke bei den Aachener Bausachverständigentagen am 18.4.2005 Tagungsband wird im Oktober 2005 als Buch erscheinen [8] vergl. VBI-Nachrichten 10/2004, S. 14 [9] Fischer, Christian und Jan Penkala: Hörbar leiser. Raumakustik in Bürogebäuden, in: AIT, 4/2001, S. 168–171 Quantifizierung von Schallabsorptionseigenschaften, in: industrieBau, 11/2002, S. 40–43 Raumakustik – zwischen Ästhetik und Energiekosten, in: Beratende Ingenieure, 05/2003, S. 27–30 Fischer, Christian: Es ist fast alles machbar. Mobile Akustik als Zukunftsaufgabe im flexiblen Büro, in: Mensch & Büro, 6/2003 [10] siehe Fischer, Christian und Peter Mösle: Wie warm darf es im Büro werden? Die nächste Hitze kommt ganz bestimmt, in: Mensch & Büro, 3/2004, S. 56–57 Oesterle, Eberhard und Michael Schwarz: Mehr Freiheit durch energieeffiziente Technik, in: Intelligente Architektur, 03/04/2002 Bauer, Michael, Andreas Niewienda und Heinz Peter Koch: Alles Gute kommt von unten, in: HLH Heizung Lüftung/Klima, Haustechnik, Heft 11/2001, S. 44–50