Luftdichtigkeitsmessung

Das Ziel eines jeden Bauvorhabens sollte es sein, eine optimale Wohnbehaglichkeit zu erreichen und die dafür eingesetzte Energie zu minimieren. Dazu ist es notwendig, eine relativ luftdichte Außenhülle an jedem Gebäude zu schaffen. In der deutschen DIN 4108, Teil 7 etwa wird der „Einbau einer luftundurchlässigen Schicht über die gesamte Fläche“ gefordert. Die DIN setzt verbindliche Grenzwerte für die Luftwechselrate n50 fest, somit hat ein neues Gebäude den Anspruch auf eine gewisse Luftdichtigkeit, welche durch die Differenzdruckmessung nachgewiesen werden kann. Jedes Gebäude muss nach heutigem Standard eine geplante, lückenlose, dichtende Ebene zwischen Innen- und Außenbereich aufweisen. Dies wird mit zunehmenden Dämmstoffstärken immer wichtiger, da der Wärmedurchgang über Transmission durch gut gedämmte Bauteile zwar sehr gering ist, aber seine Effizienz verliert, wenn ein großer Teil der zugeführten Energie durch Konvektion über Leckagen verlorengeht.
Genormt ist das Differenzdruckverfahren in der ISO 9972:1996 und der darauf aufbauenden EN 13829 Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden – Bestimmung der Luftdurchlässigkeit von Gebäuden. Differenzdruckverfahren laut DIN EN 13829:2001-02

Das Messprinzip des Differenzdruck-Messverfahrens (auch: Blower-Door-Test)

Durch einen Ventilator wird Luft in das zu untersuchende Gebäude gedrückt oder herausgesogen. Zur Anpassung des geförderten Luftstroms an die Gebäudedichtigkeit dienen verschieden große Messblenden für den geförderten Volumenstrom. Durch Kalibrierung wird die Größe des Volumenstroms angezeigt. Der drehzahlgeregelte Ventilator wird so eingestellt, dass zum Umgebungsdruck eine Druckdifferenz von 50 Pa (Pascal) entsteht. Druckdifferenzen entstehen auch natürlich, wenn z. B. Wind weht und dabei auf eine Fläche wie eine Hausmauer trifft. Die entstehende Druckdifferenz bei Windlast hängt von Fläche und Windgeschwindigkeit ab, welcher Windstärke die aufgebaute Druckdifferenz von 50 Pa entspricht, hängt also von der Größe des Messobjekts ab.

Der Ventilator wird mittels eines verstellbaren Metallrahmens, der von einer luftundurchlässigen Plane umgeben ist, in eine Tür- oder Fensteröffnung eingesetzt. Dabei drückt sich der Rahmen über Gummidichtungen im Tür- oder Fensterrahmen fest. Durch die Messung in einer Tür kam der Name Blower-Door-Test (deutsch: Gebläse-Tür-Messung) zustande. Die Tür oder das Fenster, in der die Messeinrichtung eingesetzt wird, kann dann natürlich nicht mit gemessen werden. Da es oft sehr wichtig ist, auch die meist großen Haustüren mit zu messen, kann für den Einbau des Blower Door- Gerätes auch z. B. eine Balkontür verwendet werden.

Durch die Meßblenden erzeugt das Gebläse im Ventilator selbst einen Überdruck. Messinstrumente bestimmen die zwei Druckdifferenzen:

Druckdifferenz zwischen Außen- und Innenraum,
Druck im Ventilator – und damit die Größe des Luftstroms, die der Ventilator transportiert.

Die Drehzahl des Ventilators wird so geregelt, dass sich ein bestimmter Druck zwischen Außen- und Innenraum aufbaut. Dabei muss er bei der Unterdruckmessung soviel Luft nach außen befördern, wie durch die vorhandenen Leckstellen in das Gebäude eindringt. Der gemessene Luftstrom wird durch das Volumen des Gebäudes geteilt. Diesen Wert, die Luftwechselrate n50, kann man nun mit anderen Gebäuden und Normen vergleichen.
Das Blower Door Verfahren bietet die Möglichkeit:

Lage und Stärke der Undichtigkeiten zu bestimmen (qualitativ)
Luftstrom (V50 in m³/h) durch die Summe aller Leckagen bei einem Prüfdruck von 50 Pa (quantitativ) zu ermitteln

Leckagesuche
Verringerung unkontrollierten Lüftungswärmeverluste
Vermeidung von Feuchteschäden (Bauschäden)
Verbesserung der Behaglichkeit
Nachweiserbringung nach DIN EN 13829 (für Kfw Neubau oder Sanierung)
Kontrolle der Bauausführung

Im Endeffekt ist das Ziel aber immer ein weitestgehend luftdichtes Gebäude mit hohem Wohnkomfort somit gibt es zwei wesentliche Ziele.

1. Bestimmung der Luftwechselzahl n50 nach DIN EN 13829 (Nachweiserbringung)

Die Grenzwerte für den Luftwechsel sind:
Für Gebäude mit freier Lüftung durch Fenster ein maximal 3-facher Luftaustausch des gesamten Innenraumvolumens in einer Stunde.
Für Gebäuden mit kontrollierter Lüftung (Lüftungsanlage) sogar einen nur 1,5-fachen Luftwechsel.

Gemessen wird diese Luftwechselrate bei einer Druckdifferenz (innen – außen) von 50 Pascal. Man nennt den ermittelten Wert der Luftwechselrate auch n50- Wert. Die Meßbedingungen während eines Luftdichtheitstestes (Blower-Door) simulieren die Verhältnisse in einem Gebäude während eines Sturms der Windstärke 5 ­ 6. Dieser künstliche Sturm wird mittels eines kräftigen Gebläses erzeugt, welches in einem Rahmen aus Plane eingebaut ist und in ein Fenster oder eine Außentüre luftdicht eingespannt wird. Bei Luftmengen bis zu 7.200m3/h wird dann der Druckunterschied zwischen Außen- und Innenraum gemessen. Der Druckunterschied in Abhängigkeit zur Fördermenge des Ventilator wird zu dem Gebäudeinnenvolumen in Beziehung gesetzt und erlaubt so Rückschlüsse auf die Luftdichtheit der Außenhülle.

2. Ortung der noch vorhandenen Leckagen

Hierzu wird mit dem Gebläse im Gebäude ein Unterdruck von etwa 50 Pa eingestellt. Bei dieser Druckdifferenz lassen sich an Undichtigkeiten deutliche Luftströmungen nachweisen.

Verfahren
Leckagesuche per Hand:
Die am häufigsten eingesetzte Methode ist das „Aufspüren“ – in der Tat wörtlich zu nehmen – der Strömungen mit der Hand. Die Haut ist für Luftströmungen bereits ab Geschwindigkeiten von etwa 0,1 m/s empfindlich. Die bei den Messungen oft vorhandene Temperaturdifferenz zwischen innen und aussen erhöht die Sensibilität für Luftbewegungen weiter.
Die Methode, die Undichtheiten mit der Hand zu erfühlen, hat den Vorteil, sehr schnell zu sein und keinerlei kostspielige oder schwer transportable Hilfsmittel zu benötigen. Nachteilig sind die geringe Reichweite, die fehlende „objektive“ Dokumentierbarkeit der „Messung“ und die relativ geringe Ortsauflösung. Zum Beispiel kann man mit der Hand als Sensor oft nicht unterscheiden, ob eine Luftströmung zwischen Fensterflügel und Blendrahmen oder durch einen Spalt zwischen Blendrahmen und Mauerwerk strömt.

Leckagesuche per Anemometer:
Messung der Strömungsgschwindigkeit mit einem Anemometer:Ein Anemometer weist Luftbewegungen nach, indem es die Strömungsgeschwindigkeit anzeigt (i.d.R. in m/s), die ein kleiner Sensor mißt. Dieser Sensor befindet sich oft am Ende einer Teleskop-Stange, wodurch sich der Aktionsradius auch ohne Leiter schon deutlich erhöhen läßt.
Quantitative Aussagen über den Luftstrom, der durch eine Leckage fließt, lassen sich aber mit dem Anemometer nicht machen. Darüberhinaus läßt sich mit dem Anemometer ein Gebäude nur stichprobenartig untersuchen. Eine ganze Gebäudehülle lückenlos damit auf Leckagen zu untersuchen würde sehr viel Zeit in Anspruch nehmen.

Leckagesuche mit einer Nebelmaschine:
Mit einer Nebelmaschine wird in das zu untersuchende Objekt (Gebäude oder Wohnung) Nebel eingeblasen. Durch die Erzeugung eines Überdruckes kann erkannt werde an welchen Stellen Nebel aus dem Objekt entweicht.

Leckagesuche mit der Thermografiekamera:
Mit einer Thermografiekamera können eindringende kalte Luftströmungen (oder austretende warme Luftströmungen) sichtbar gemacht werden. So können Leckagen auch dokumentiert werden.

Ermittlung des Luftvolumens für das beheizte Gebäudevolumen
Erforderliche vorbereitende Abdichtungsarbeiten für die Durchführung der Messung
Durchführen der Messung im Unterdruckverfahren und im Überdruckverfahren
Ermitteln der Luftwechselrate (n50-Wert) für das Gebäude
Erstellen eines offiziellen Zertifikates mit Messprotokoll
Ortung von Leckagen mittels Luftströmungsmessung (Anemometer), künstlichem Rauch oder Infrarot-Thermografie.
Erstellung eines offiziellen Zertifikates mit Messprotokoll
Leckage-Fotodokumentation mit Hinweisen & Kommentaren.

Das Differenzdruck-Messverfahren sollte an jedem Neubau und Umbau durchgeführt werden, um evtl. vorhandene Fehlstellen der Gebäudehülle frühzeitig zu lokalisieren.
Die EnEV (Energieeinsparverordnung) honoriert die Durchführung der Blower-Door-Messung. Werden die Grenzwerte eingehalten, darf ein reduzierter Luftwechsel angesetzt werden und bei Gebäuden mit Lüftungsanlage gehört die Blower-Door-Messung zum Standard, da nur mit Dichtheitsnachweis diese Technik im Energiebedarfsnachweis berücksichtigt werden darf. Bei Niedrigenergiehäusern und Passivhäusern ist der Nachweis Pflicht.

Aktuelle Minneapolis BlowerDoor (19-7.200m³/h) mit Druckmessgerät DG-700

 

 

 

 

Testo Anemometer 425

 

 

 

 

Nebelmaschine SlightFogger

 

 

 

 

Thermografiekamera InfraTec VarioCAM hr