Teil 1: Der n50- und der q50-Wert

Kurzbeschreibung: Die Unterschiede zwischen dem gängigen n50- und dem eher noch unbekannten q50-Wert werden dargestellt. Der q50-Wert bezieht den Leckagevolumenstrom auf die Gebäudehüllfläche und nicht auf das Volumen. Der q50-Wert empfiehlt sich insbesondere bei Gebäuden mit großem Volumen wie Industriehallen etc., da der n50-Wert vom Oberflächen-Volumsverhältnis abhängt und bei großem Oberflächen-Volumsverhältnis "geschönt" niedrig ausfällt. Das Fallbeispiel einer Schule mit massiven Undichtheiten trotz niedrigem n50-Wert von 0,4 wird angeführt. Der Luftdichtheitstest
Eine Serie in drei Teilen
Teil 1: Der n50- und der q50-Wert

Eine Methode, die Luftdichtheit der Gebäudehülle, die das zu belüftende Volumen umschließt, zu messen, ist der Luftdichtheitstest, der im allgemeinen Sprachgebrauch auch als "Blower-Door-Test" bezeichnet wird. Dabei wird der Luftleckagestrom in einem Gebäude bei Über- und Unterdruck bei verschiedenen Drücken gemessen.

Gemäß ÖNorm sollten zwei Messreihen aufgenommen werden, jeweils eine bei Über- und eine bei Unterdruck und jede der beiden Reihen bei verschiedenen Absolutwerten der Drücke.
Warum genügt nicht nur entweder Über- oder nur Unterdruck? Es gibt Arten von Leckagen, die unterschiedliche Durchlässigkeiten aufweisen, je nachdem Über- oder Unterdruck angelegt wird.

Zur Vorbereitung eines Luftdichtheitstest sind bestimmte Maßnahmen durchzuführen, wie beispielsweise das Öffnen von Innentüren, das Schließen verschiedener Klappen und Schächte oder das Abdichten von Zu- und Abluftventilen bei Lüftungsanlagen. Im klima:aktiv Dokument "Erläuterung zum Kriterium A 2.1 Gebäudehülle Luftdicht" gibt es eine Checkliste, in der die einzelnen vorbereitenden Maßnahmen angeführt sind.

Aus dem gemessenen Leckagestrom in m3 pro Stunde und aus dem berechneten Innenvolumen des Gebäudes in m3 wird der "volumenbezogene Leckagestrom" als Quotient aus Leckagestrom und dem Innenvolumen ermittelt. Dieser Quotient hat dann die Einheit pro Stunde.
Für die Berechnung der Energieverluste wird üblicherweise der volumenbezogene Leckagestrom bei der Bezugsdruckdifferenz 50 Pascal verwendet. Dieser spezielle Leckagestrom ist der sogenannte "n50-Wert" mit der Einheit pro Stunde, also z.B. 1,5 pro Stunde oder 0,6 pro Stunde.

Obwohl der volumenbezogene Leckagestrom der bislang weitaus bekanntere Kennwert ist, ist unter dem Begriff "Luftdurchlässigkeit" in der ÖNORM EN 13829 unter der Abkürzung "q50-Wert" (die Bezugsdruckdifferenz beträgt also auch hier 50 Pa) auch ein Wert beschrieben, der den gemessenen Leckagestrom auf die Gebäudehüllfläche statt auf das Volumen bezieht. Dieser Wert ist aussagekräftiger, was die Beurteilung der Qualität der Luftdichtheit der Gebäudehülle betrifft - und um diese Qualität geht es ja im Grunde bei der Überprüfung.
Die physikalische Einheit des q50-Werts ist m3 pro Stunde (für den Leckagestrom) pro m2 Gebäudehüllfläche, also Meter pro Stunde.

Insbesondere bei Gebäuden mit großem Volumen ist der q50-Wert aussagekräftiger, wie Sören Peper, Mitarbeiter des Passivhaus Instituts in Darmstadt, ausführt:

Salopp formuliert könnte man sagen:
Aus dem q50-Wert kann man auf die durchschnittliche "Löchrigkeit" der Gebäudehülle (Leckagen pro m2 Hüllfläche) schließen. Je breiter sich die Bedeutung des luftdichten Bauens und der Prüfung derselben durchsetzen wird, umso mehr könnte sich auch der q50-Wert gegenüber dem n50-Wert aufgrund seiner besseren Eignung zur Beantwortung der Kernfragestellung "Wie dicht ist die Gebäudehülle?" durchsetzen.

Weisen zwei Gebäude den gleichen q50-Wert auf, kann man das auch so verstehen, dass pro Quadratmeter Gebäudehülle bei einer angelegten Druckdifferenz derselbe Luftvolumenstrom zwischen innen und außen strömt. Die Gebäudehülle ist also für alle Gebäude, egal ob groß oder klein, die denselben q50-Wert aufweisen, im Schnitt gleich undicht.

Wählen wir hingegen den n50-Wert, also die volumenbezogene Zahl, als Kennwert für die "Luftdurchlässigkeit des Gebäudes" verändert sich dieser Wert bei gleichem Hüllmaterial durch ledigliches Skalieren der Gebäudegröße. Die Eigenschaft, die Luftdurchlässigkeit der Gebäudehülle zu quantifizieren, ist somit für den n50-Wert nicht mehr allgemein gegeben, sondern nur, solange Gebäude mit gleichen oder ähnlichen Oberflächen-Volumsverhältnissen verglichen werden.

Fazit: Große Gebäude (z. B. Fabrikshallen) weisen schon rein aufgrund ihres kleinen Oberflächen-Volumsverhältnisses meist sehr kleine n50-Werte auf und täuschen so eine hohe Luftdichtheit der Gebäudehülle vor.
Dass die Luftdurchlässigkeit auf die Hüllfläche bezogen wird, macht auch bauphysikalisch Sinn, denn Bauschäden aufgrund von Leckageströmen entstehen immer an der Gebäudehülle und nicht "am Volumen". Volumenrelevant sind hingegen die Lüftungsenergieverluste; daher eignet sich dafür der n50-Wert.

Teil 2: Ermittlung von Leckagen, der Messzeitpunkt

Kurzbeschreibung: Ein Luftdichtheitstest dient nicht nur der Feststellung des Leckagestroms, sondern beinhaltet auch eine Leckagenortung. Die Messung des Luftzugs mit dem Handrücken ist dazu im ersten Ansatz die beste Methode. Für die reine Leckagenortung gibt es auch billigere "Handwerkergeräte" ohne Volumenstrommessung. Idealer Messzeitpunkt: Der Bau sollte bereits in jenem Ausmaß fortgeschritten sein, dass im weiteren Bauverlauf keine Änderungen mehr an der luftdichten Schicht selbst erfolgen. Nachbesserungen an der luftdichten Schicht sollten aber mit vertretbarem Aufwand (Zugänglichkeit!) möglich sein. Der Luftdichtheitstest wird bei Großprojekten in Musterwohnungen angewendet, um Handwerker zu trainieren bzw. ihre Fähigkeit zu überprüfen. Der Luftdichtheitstest - Teil 2: Ermittlung von Leckagen, der Messzeitpunkt
Ermittlung von Leckagen

Die Messung dient nicht nur der Feststellung des Leckagestroms. Im Zuge des Vor-Ort-Termins werden auch einzelne, konkrete Leckagen in der Gebäudehülle ermittelt. Dies erfolgt durch eine Begehung des Gebäudes bei aufgebauter Druckdifferenz. Die Begehung erfolgt üblicherweise in Anwesenheit jener Handwerker, die Anschlüsse hergestellt haben, sodass aufgespürte Undichtheiten sofern möglich - unmittelbar ausgebessert werden können.
Wie werden die undichten Stellen bei der Begehung ermittelt?

Man spürt an der jeweiligen Stelle - praktisch immer sind es Anschlüsse von Bauteilen - einen Luftzug mit dem Handrücken. Der Einsatz des Handrückens ist keineswegs unprofessionell: Die Haut ist im ersten Ansatz das beste Meßinstrument.

Der Luftdichtheitstest kann auch aktiv von den Handwerkern auf der Baustelle noch während der Bauphase eingesetzt werden, um die eigene Arbeit zu überprüfen und ggf. sofort nachzubessern, noch ohne, dass ein externer Test stattgefunden hätte. Ein solcher, seitens der Handwerker in Eigenregie durchgeführter, Test kann auch sinnvoll sein, wenn ein externer Test bereits ergeben hat, dass die luftdichte Schicht noch unzulässig undicht ist. Die Handwerker können dann vor einem zweiten externen Test überprüfen, ob ihre Nachbesserungen erfolgreich genug waren, und dann zuversichtlich dem zweiten Test entgegen sehen.

Es kann durchaus sinnvoll sein, diesen Handwerkertest "mit Abstrichen", nämlich nur rein qualitativ durchzuführen, also ohne Volumenstrommessung. In diesem Fall wird also lediglich eine Druckdifferenz an das Gebäude gelegt, um Zugluft zu erzeugen, der Volumenstrom wird nicht quantitativ erfasst; es reicht dann, die "Luftzüge", z. B. wie beschrieben mit dem Handrücken festzustellen, um größere Leckagen zu orten.

Entsprechende Geräte ohne Volumenstrommessung (kein Drucksensor, keine aufwendige Steuerung, kein Datenlogger etc. erforderlich) sind auch viel billiger zu haben. Auszuschließen ist in diesem Fall der rein qualitativen Messung jedoch nicht das Risiko, dass per Handrückentest zwar keine Leckagen mehr zu spüren sind, die Luftdurchlässigkeit bzw. die Gesamtleckage über die gesamte luftdichte Schicht aber dennoch unzulässig hoch ist, weil viele kleine Leckagen, die einzeln nicht mehr per Handrückentest spürbar sind, über die Schicht verteilt sind.

Der Messzeitpunkt

Zum Zeitpunkt der Messung sollte der Bau bereits bis zu jenem Punkt fortgeschritten sein, dass die luftdichte Schicht bereits soweit fertiggestellt ist, dass im weiteren Bauverlauf keine Änderungen mehr an der luftdichten Schicht selbst erfolgen. Durch den Test soll ja der Zustand der fertigen luftdichten Schicht gemessen bzw. beurteilt werden.

Andererseits aber sollten zum Messzeitpunkt noch ggf. erforderliche Änderungen, nämlich Nachbesserungen, an der luftdichten Schicht mit vertretbarem Aufwand möglich sein. Die luftdichte Schicht sollte also zum Messzeitpunkt also zwar fertig aber noch leicht zugänglich sein.

Vor allem geht es hier um Verkleidungen, den fertig ausgebrachten Estrich, das Wärmedämmverbundsystem etc. Z. B. sollten noch keine Gipskartonplatten als Vorwandinstallation vor Außenwänden oder der Dachkonstruktion etc. angebracht sein ("Trockenbau"), denn im schlimmsten Fall, wenn aufgrund der Testergebnisse hinter einer solchen Verkleidung eine große Undichtheit vermutet wird, kann aufgrund der Testergebnisse entschieden werden (Architekt, Bauherr), dass die Platten wieder demontiert ("rausgerissen") werden müssen, um die Leckage abzudichten.
Fazit: Das richtige Timing für den Luftdichtheitstest in bezug auf den Baufortschritt kann große Aufwände in der Nachbesserung vermeiden.

Helmut Schöberl, Bauphysiker, Schöberl und Pöll GmbH, plädiert dafür, mindestens zwei Luftdichtheitsmessungen durchzuführen:

Vom Luftdichtheitstest ist ein Prüfbericht anzufertigen (Österreichisches Normungsinstitut 2001). Darin sind vor allem auch
1. die gefundenen Leckagen
2. die Berechnungen, so dass die angegebenen Ergebnisse nachvollzogen werden können (z. B. auch die Ermittlung des Innenvolumens)
zu dokumentieren.

Teil 3: Weitere häufig gestellte Fragen, Fazit

Kurzbeschreibung: Besprechung einer Art von Luftströmung, die vom Luftdichtheitstest nicht erfasst wird. Es wird empfohlen, dass eine unabhängige, spezialisierte Firma den Test durchführen sollte; die Empfehlung wird begründet. Die drei wichtigsten Ziele der Luftdichtheitsmessung: 1. Energierelevantes Ziel, 2. Einhaltung der Bauordnung und 3. Minimierung des Risikos künftiger Bauschäden Der Luftdichtheitstest - Teil 3: Weitere häufig gestellte Fragen, Fazit

Was ermittelt der Luftdichtheitstest nicht?

Der Luftdichtheitstest ermittelt nicht:
1. Luftströmungen, die von außen in die Konstruktion eindringen und wieder zurück nach außen strömen (Österreichisches Normungsinstitut 2001). Ebensowenig werden Luftströme, die von innen durch die luftdichte Ebene in die Konstruktion hineinströmen und aus der Konstruktion an anderer Stelle wieder in das Gebäudeinnere strömen erfaßt.

2. wieviel Luft während der Gebäudenutzung durch die Konstruktion der Gebäudehülle von außen nach innen bzw. von innen nach außen strömt (Infiltrationsluftwechsel). Dazu ist vielmehr das sogenannte Indikatorgasverfahren geeignet, das viel aufwendiger als ein Luftdichtheitstest ist. Der Infiltrationsluftwechsel kann aber auf Basis der Ergebnisse des Luftdichtheitstests abgeschätzt werden.

Wer sollte den Test durchführen?

Mit der Luftdichtheitsmessung sollte eine unabhängige Firma beziehungsweise Prüfstelle beauftragt werden, wobei hier "unabhängig" so zu verstehen ist, daß die überprüfende eine von der bauausführenden Firma verschiedene Firma sein sollte. Aufgrund der seit Ende der 1990er Jahre gestiegenen Bedeutung des Luftdichtheitstests gibt es mittlerweile auf diese Aufgabe spezialisierte Firmen, die

1. große Erfahrung mit dem Aufspüren von Undichtheiten in der luftdichten Schicht haben, weil sie die gängigsten Fehler kennen

2. imstande sind, den Handwerkern vor Ort unmittelbar im Zuge des Tests praktikable Empfehlungen abzugeben, mit welchen Lösungen sie eine gefundene Undichtheit sofort zulässig abdichten können

3. durchaus Machbares von nicht mehr Behebbarem trennen können, also bei der Entscheidung helfen können, was nicht mehr mit vertretbarem Aufwand behebbar ist und was hingegen schon

4. ex post beurteilen können, was einem Handwerker zumutbar gewesen wäre und was im Grunde ein Planungsfehler war.

Überdies ist es ohnehin in allen Fällen - nicht nur beim Luftdichtheitstest und nicht nur in der Baubranche - empfehlenswert, Prüfer und jene, deren Ergebnisse geprüft werden sollen, getrennt zu halten. So werden mögliche Interessenskonflikte minimiert. Z. B. könnten im Fall des Luftdichtheitstests bereits die Testergebnisse alleine aufgrund einer zu großzügigen Ermittlung des belüfteten Nettovolumens zu optimistisch ausfallen.

Fazit - Die drei wichtigsten Ziele der Luftdichtheitsmessung

1. Energierelevantes Ziel: Messung des Luftleckagestroms, um aus diesem und dem Innenvolumen des Gebäudes als Quotient den volumenbezogenen Leckagestrom zu ermitteln. Der volumenbezogene Leckagestrom bei einer Bezugsdruckdifferenz von 50 Pascal geht in die Ermittlung der Lüftungsverluste gemäß Energieausweis ein.

2. Einhaltung der Bauordnung: Über die OIB-Richtlinie ist mittlerweile für Wohngebäude in allen Landesbauordnungen ein maximaler volumenbezogener Leckagestrom vorgeschrieben. Die Luftdichtheitsmessung bestätigt die Einhaltung des jeweils für das konkrete Gebäude geltenden Wertes. Im Falle eines Passivhauses ist über die jeweiligen Werte der Bauordung hinausgehend ein n50-Wert von 0,6 pro Stunde einzuhalten.

3. Minimierung des Risikos künftiger Bauschäden: Ermittlung von unzulässigen Leckagen durch Begehung des Gebäudes bei aufrechter Druckdifferenz. Die Druckdifferenzen, die hier zur Anwendung kommen sind weitaus höher als 50 Pascal, z. B. liegen sie bei 100 Pascal und mehr.
Zu beachten ist, dass die drei Ziele voneinander logisch unabhängig sind, dass also bei einer Luftdichtheitsmessung der Fall eintreten kann, dass zunächst ein Ziel erreicht wird, während die anderen beiden verfehlt werden.

Hilfreiche Quellen

1. Martin Ploss. klima:aktiv Bauen und Sanieren Erläuterung zum Kriterium A 2.1 Gebäudehülle luftdicht. Mai 2014. 10 S. url: http://www.klimaaktiv.at/dms/klimaaktiv/bauen-sanieren/gebaeudedeklaration/kriterienkatalog/2014_erlaeuterung_gebaeudehuelle-luftdicht.pdf
2. Österreichisches Normungsinstitut. ÖNORM EN 13829: Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden - Bestimmung der Luftdurchlässigkeit von Gebäuden. Mai 2001. Kurzbeschreibung: Das war jene Norm, gemäß der der Luftdichtheitstest durchzuführen ist, ersetzt durch ÖNORM EN ISO 9972.
3. Österreichisches Normungsinstitut. ÖNORM EN ISO 9972: Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden - Bestimmung der Luftdurchlässigkeit von Gebäuden - Differenzdruckverfahren (ISO 9972:2015). 15. März 2016. url: https://shop.austrian-standards.at/action/de/public/details/566822/OENORM_EN_ISO_9972_2016_03_15. Kurzbeschreibung: Norm, gemäß der der Luftdichtheitstest durchzuführen ist.
4. Luftdichtheitsmessung – Grundlagen https://vimeo.com/clipit/luftdichtheitsmessunggrundlagen Länge: 7.08 Min.
5. Das Passivhaus in der Praxis - Teil 5: Der Luftdichtheitstest https://vimeo.com/clipit/oebavortragteil5luftdichtheitstest Länge: 14.11 Min.