Projektierung mit Flachdachfenstern im Neubau
Nachfolgend finden Sie Empfehlungen zur Planung und Projektierung von Dächern im Neubau, insbesondere zur notwendigen Menge sowie der empfohlenen Ausführung und Anordnung der Flachdachfenster auf der Dachfläche für die jeweils vorgesehene Nutzung des Gebäudes. Hierfür sind neben der erwünschten optimalen Ausleuchtung der Innenräume des Gebäudes auch noch andere Aspekte zum Beispiel bezüglich baurechtlicher Anforderungen an die Lage und Ausstattung der Flachdachfenster oder auch einer optimalen Einbindung ihrer Aufsetzkränze in die gewählte Dachkonstruktion zu berücksichtigen. Die große Palette zusätzlich angebotener Komfortausstattungen bietet dem Planer die Möglichkeit den Nutzungskomfort und die Energieeffizienz des Gebäudes weit über die reine Tageslichtausleuchtung hinaus zu steigern.
Planungsgrundsätze für die Ausleuchtung von Gebäuden mit Flachdachfenstern
Ausreichende Beleuchtung ist ein wesentlicher Faktor für menschliches Wohlbefinden und Produktivität am Arbeitsplatz. Das „Rathaus von Schilda“ wäre zwar heute mit künstlichem Licht durchaus nutzbar; der Energieverbrauch und die hierfür anfallenden Kosten wären aber völlig unnötig. Denn als natürliche Lichtquelle steht das Tageslicht „zum Nulltarif“ zur Verfügung. Mit Flachdachfenstern und anderen Oberlichtern können Innenräume kostenlos belichtet werden.
Für eine optimale Ausleuchtung von Gebäuden mittels Flachdachfenstern sind vor allem die Verteilung der Flachdachfenster in der Dachfläche sowie die Lichtdurchlässigkeit und Größe der Flachdachfenster ausschlaggebend. Beim Neubau von Gebäuden kann der Planer den Bedarf an künstlicher Beleuchtung während der späteren Nutzung auf das notwendige Minimum reduzieren, wenn er ausreichend Oberlichtflächen einplant.
Insbesondere bei großflächigen Räumen wie zum Beispiel Veranstaltungsräumen oder auch bei innenliegenden Verbindungsräumen, beispielsweise Atrien oder Treppenaufgängen, bei denen eine Ausleuchtung über Fensterflächen in Wänden nicht möglich oder sinnvoll ist, bieten Oberlichter die beste Möglichkeit einer ausreichenden Versorgung mit Tageslicht. In solchen Räumen werden aus architektonischen Gründen häufig Flachdachfenster gewählt. Auch wenn eine klare Durchsicht gewünscht ist, sind Flachdachfenster zu empfehlen.
Die Frage nach der notwendigen Menge, der Ausführung und der Anordnung der Flachdachfenster und gegebenenfalls anderer Oberlichtkonstruktionen auf der Dachfläche richtet sich einerseits nach baulichen Vorgaben wie beispielsweise architektonischen Gesichtspunkten, dem geplanten Verwendungszweck und wirtschaftlichen Aspekten für die Nutzungsdauer des Gebäudes und andererseits nach den Bedürfnissen und Forderungen der Nutzer.
Für die Ausleuchtung von Innenräumen mit Flachdachfenstern sollten aber die folgenden Grundsätze zur Festlegung von Anzahl, Eigenschaften und Lage der Flachdachfenster in der Dachfläche berücksichtigt werden.
- Die Breite von Flachdachfenstern sollte so gewählt werden, dass sie mindestens der 1,5-fachen Schachthöhe aus Aufsetzkranz und Dachöffnung entspricht. So ist auch bei niedrigen Sonnenständen im Winter sowie morgens und abends gewährleistet das ausreichend Licht ins Gebäudeinnere fällt.
- Der Mittenabstand von Flachdachfenstern sollte nicht größer als ihre Einbauhöhe über dem Boden sein, da sonst schlecht beleuchtete Zonen zwischen den gut ausgeleuchteten Bereichen entstehen. Man kann grob von einem 45° Abstrahlwinkel unter den Oberlichtöffnungen ausgehen.
- Da bei Flachdachfenstern aus architektonischen Gründen meist eine klare Durchsicht gewünscht ist, wird für diese Fällen häufig der Einsatz moderner Sonnenschutzisolierverglasungen vorgesehen, um den Licht- und Energieeintrag auf das gewünschte Maß zu anzupassen und Blendeffekte zu reduzieren. Durch den Einsatz mattheller Folien in den Verglasungen können sowohl Flachdachfenster mit normalen Wärmeschutzverglasungen als auch Sonnenschutzverglasungen nahezu blendfrei ausgeführt werden.
Die Ausleuchtung mit Tageslicht ist unsere Profession! Der Bereich natürliches Tageslicht enthält umfangreiche Informationen zu den Grundlagen der Tageslichtplanung und ihre Anwendung auf Dächer mit Flachdachfenstern und anderen Oberlichtern.
Außerdem finden Sie in unserem Downloadbereich eine Vielzahl Publikationen zu den Themen Tageslichtplanung und zur Auslegung von Dächern mit Tageslichtelementen für verschiedene Anwendungsgebiete.
Baurechtliche Planungshinweise
Für den Einbau von Flachdachfenstern in Dächern sind je nach Anwendungsfall verschiedenste baurechtliche Forderungen zu beachten. Detaillierte Informationen zur Verwendung von Flachdachfenstern im baurechtlichen Kontext sind im Bereich Recht und Normen zu Flachdachfenstern zusammengefasst.
Harte Bedachung
Viele Dachflächen, in welche Flachdachfenster eingebaut werden sollen, müssen widerstandsfähig gegen Flugfeuer und strahlende Wärme sein und somit die Anforderungen an eine sogenannte harte Bedachung erfüllen. Daraus resultierende Regelungen für den Einbau von nicht widerstandsfähigen Flachdachfenstern (zulässige Größen, Abstände, Flächenanteile etc.) enthalten die Landesbauordnungen bzw. die ergänzend erlassenen Durchführungsverordnungen oder Verwaltungsvorschriften.
Baurechtlich relevante Abstände
Die Bildung von Brandabschnitten durch feuerwiderstandsfähige Bauteile die für einen definierten Mindestzeitraum einem Feuer standhalten ist eine der zentralen Forderungen für den Brandschutz von Gebäuden. Deshalb sind zu solchen Bauteilen beim Einbau von Flachdachfenstern ohne ausreichenden Feuerwiderstand folgende Mindestabstände einzuhalten.
- Zu aufgehenden Wänden aus nicht-brennbaren Materialien ohne Fenster können Flachdachfenster ohne ausreichenden Feuerwiderstand im Mindestabstand von 2,0 m angeordnet werden. Liegen jedoch Öffnungen in der Wandfläche, wird ein Abstand von ≥ 5,0 m gefordert um die Gefahr des Feuerüberschlags vom Dach in ein daran anschließendes höheres Gebäude zu minimieren.
- Um ein Überschlagen von Feuer über durch das Dach geführte Brandwände, die die Dachfläche in kleinere Brandabschnitte teilen, zu vermeiden, ist ein Mindestabstand von 1,25 m (unterschiedlich in den jeweiligen Landesbauordnungen geregelt) zu Lichtkuppeln einzuhalten.
Auswahl geeigneter Flachdachfenster
Die Mitglieder unseres Fachverbandes bieten dem Planer eine große Vielfalt an Ausführungsvarianten ihrer Flachdachfenster, viele davon optimiert für bestimmte Anwendungssituationen oder Anforderungen.
Die architektonischen Anforderungen in Verbindung mit den für die konkrete Einbausituation erforderlichen Eigenschaften bilden die Grundlage für die Wahl einer optimalen Flachdachfenstervariante.
Auch die Wirtschaftlichkeit spielt im Auswahlprozess üblicherweise eine zentrale Rolle, die Beschränkung auf für die jeweilige Anwendung nötige Ausstattungsmerkmale führt zu einem optimierten Preis-Leistungsverhältnis.
Andererseits senkt beispielsweise der Verzicht auf Ausstattungsoptionen zur Vereinfachung der Montage zwar den Flachdachfensterpreis, aber die Gesamtkosten inklusive Montageaufwand erhöhen sich häufig sogar. Auch der Qualitätsgewinn durch den optimierten Einbau sollte hierbei berücksichtigt werden.
Dem Planer wird daher empfohlen, die für seine Anwendungssituation geeigneten Flachdachfenster neben den wirtschaftlichen Gesichtspunkten so auswählen, dass:
- sie den üblichen äußeren atmosphärischen Beanspruchungen widerstehen
- sie die baurechtlichen Anforderungen für die vorgesehene Anwendung erfüllen
- ihre Ausstattungsmerkmale einen optimalen Einbau ermöglichen und die Erfordernisse der Nutzung berücksichtigen
- während der üblichen Produktlebensdauer keine wesentlichen Veränderungen oder Schäden zu erwarten sind, die die Funktionsfähigkeit beeinträchtigen
Das FVLR-Merkblatt 02 „Beständigkeit von Dachoberlichtkonstruktionen in normaler Atmosphäre“ bietet detaillierte Informationen zu den Verwendungsbereichen von verschiedenen Ausführungen von Oberlichtern, bei denen erfahrungsgemäß keine Beeinträchtigungen der Gebrauchstauglichkeit durch äußere und innere Umwelteinflüsse zu erwarten sind.
Zu ihren Flachdachfenstern bieten die Hersteller auch verschiedene Arten von Aufsetzkränzen an, die sowohl für die optimale Befestigung im Dach wie auch die Befestigung des Flachdachfensters auf dem Aufsetzkranz vorgerichtet sind.
Diese Typen unterscheiden sich vor allem nach den Einbausituationen des Dacheinbaus für die sie vorgesehen und optimiert sind. In vielen Fällen kann auch zwischen verschiedenen Ausführungen und Materialien gewählt werden, wobei die Dachanschlüsse dann zum Teil je nach Ausführung anders hergestellt werden müssen.
Generell ist der Einbau von Flachdachfenstern auch auf bereits bestehenden Aufkantungen, zum Beispiel aus Holz oder Beton realisierbar.
Diese müssen dann die Erfordernisse an die Ebenheit und Tragfähigkeit für die sichere Befestigung und den dichten Einbau der Flachdachfenster erfüllen. Da dies häufig nur durch die Verwendung eines geeigneten Einbaurahmens umgesetzt werden kann, sind die bei den Herstellern erhältlichen vorgefertigten Aufsetzkränze die im Regelfall die wirtschaftlichsten und gleichzeitig die technisch besten Lösungen.
ACHTUNG: Für Flachdachfenster mit Eignungsnachweis als natürliche Rauch- und Wärmeabzugsgeräte müssen zwingend die im Eignungsnachweis enthalten Aufsetzkränze des jeweiligen Herstellers verwendet werden!
Planungsempfehlungen für einen optimalen Einbau
Abstände untereinander und zu benachbarten Bauteilen im Dach
Unabhängig von Regelungen zu den Abständen in Normen und Richtlinien sollten die Abstände von Flachdachfenstern untereinander und zu anderen benachbarten Bauteilen im Dach immer so gewählt werden, dass deren Funktionen sicher gewährleistet bleiben, alle Bauteile für Montage und Wartungsarbeiten ausreichend zugänglich sind und der Wasserablauf auf der Dachfläche nicht behindert wird. Es gelten folgende Empfehlungen:
- Zwischen Flachdachfenstern und anderen aus dem Dach herausragenden Bauteilen (wie Kamine, Klimaanlagen, Lüftungsrohre, Photovoltaikanlagen etc.) ist ein Mindestabstand von wenigstens 60 cm, besser 100 cm einzuhalten, um die Anschlussarbeiten sachgemäß durchführen zu können und den Wasserablauf nicht zu behindern.
- Alle Flachdachfenster müssen dauerhaft für Reinigungs- und Instandsetzungsarbeiten zugänglich sein.
- Die Abstände von Flachdachfenstern mit Ausstattung als natürliche Rauch- und Wärmeabzugsgeräte sind zu anderen aus der Dachfläche herausragenden Bauteilen wie zum Beispiel aufgeständerten Photovoltaikanlagen (PV) so zu wählen, dass der erforderliche Schwenkbereich beim Öffnen sicher gewährleistet ist und die aerodynamische Wirksamkeit der Geräte nicht beeinträchtigt wird. Als Faustformel gilt: Hiervon kann ausgegangen werden bei einem freien Abstand von mindestens 2,0 m um das Gerät herum für Bauteile, die die RWA-Austrittsöffnung nicht überragen bzw. bei einem Freiraum von mindestens 5,0 m für alle Bauteile, die die RWA-Austrittsöffnung um max. 2,0 m überragen.
- Natürliche Rauch- und Wärmeabzugsgeräte sollten untereinander mindestens 4 m und höchstens 20 m voneinander entfernt liegen, damit eine gegenseitige Beeinflussung ausgeschlossen und eine gleichmäßige Entrauchung gewährleistet ist. Der vertikale Abstand zwischen der fertigen Dachoberfläche und der Austrittsöffnung des Aufsetzkranzes muss mindestens 25 cm betragen.
- Oberlichter sollten grundsätzlich nur im mittleren Bereich des Daches eingesetzt werden, da im Dachrand- und Eckbereich höhere Windlasten auftreten. Nach Eurocode DIN EN 1991-1-4 beträgt die Tiefe des Bereiches erhöhter Windlasten beginnend von der angeströmten Dachkante e/10. Hierbei ist e der kleinere Wert aus der Breite der angeströmten Dachseite und der 2-fachen Gebäudehöhe.
Detailplanung Dacheinbau
Flachdachfenster, die auch zur natürlichen Lüftung eingesetzt werden, sollten möglichst so ausgerichtet werden, dass die Öffnerseite der Hauptwindrichtung gegenüber liegt. Dadurch entsteht eine Sogwirkung, die nicht nur die natürliche Entlüftung unterstützt, sondern auch dem Eindringen von Nieselregen entgegenwirkt.
Da die Aufsetzkränze von Flachdachfenstern die Dachfläche durchdringen, sind verschiedene konstruktive und verarbeitungstechnische Anforderungen zu beachten. Die Sicherheit und langfristige Haltbarkeit einer angeschlossenen Dachabdichtung ist von der Detailplanung und der Sorgfalt bei der Ausführung abhängig.
Ausführliche und bebilderte Tipps und Hinweise hierzu liefert das FVLR-Heft 5 „Dachanschlüsse im Detail“.
Für viele Einbausituationen bietet der Markt optimierte Aufsetzkranzlösungen an, um Fehlerquellen zu minimieren und den Montageaufwand so weit wie möglich zu verringern. Eine individuelle Beratung zum fachgerechten Einbau der Aufsetzkränze und Flachdachfenster für ihren speziellen Anwendungsfall bekommen Sie bei den Flachdachfensterherstellern unseres Fachverbandes.
Besonderheiten bei speziellen Dachaufbauten
Profilierte Dächer
Flachdachfenster können heutzutage ebenso sicher in leicht geneigte profilierte Dächer eingebaut werden, wie sie regelmäßig in Flachdächer eingebaut werden. Allerdings ist hierfür eine sorgfältige Abstimmung aller Beteiligten notwendig. Wie bei Flachdächern ist auch in diesen Fällen in der Unterkonstruktion eine den statischen Erfordernissen entsprechende Auswechselung vorzusehen.
Für die regensichere Einbindung der Flachdachfenster in die profilierten Dächer sind verschiedene Aufsetzkranzausführungen je nach Einbausituation erhältlich. Diese werden unterschieden in:
- Aufsetzkränze mit vollständig profilierten Flanschen
- Aufsetzkränze mit teilweise profilierten Flanschen
- Aufsetzkränze mit Stülpflanschen
Das FVLR-FACHWISSEN „Aufsetzkränze“ gibt eine Überblick über die Ausführungsarten der Aufsetzkränze und erklärt deren Anwendungsfelder.
Dächer mit extensiver Begrünung
Die extensive Begrünung ist gekennzeichnet durch eine Bepflanzung mit kleineren Pflanzen und geringer Aufbauhöhe. Im allgemeinen ist es für das extensiv begrünte Dach ausreichend, wenn um den Aufsetzkranz herum eine Filterschicht aus gewaschenem Kies angelegt wird, die regelmäßig gesäubert werden sollte.
Aus brandschutztechnischer Sicht ist ein ausreichender Schutz gegeben, wenn um die Öffnungen in der Dachfläche (Flachdachfenster) ein mindestens 50 cm breiter Streifen aus Platten oder Grobkies ausgebildet wird. Die Anschlüsse der Dachbahn müssen mindestens 15 cm über die fertige Gründachoberfläche herausgehoben werden, da ein zeitweiliger Wasseranstau auf der Abdichtung nicht ausgeschlossen werden kann.
Empfehlungen für den Einbau der Aufsetzkränze und Flachdachfenster im Dach, wie auch für den Anschluss der Dachabdichtung sind im Bereich „Einbau“ zusammengefasst.
Ausstattungsoptionen für erweiterten Nutzen
Für Flachdachfenster werden verschiedene Ausstattungsoptionen und Zubehörartikel beispielsweise für die zusätzliche Nutzung zur natürlichen Lüftung oder zum Sonnenschutz und zur Verschattung angeboten. Eine Auswahl finden sie im FVLR-FACHWISSEN „Flachdachfenster“ unter „Zubehör“.
Natürliche Lüftung
Besonders in Gebäuden mit hohem Wärmeanfall oder hohem Lüftungsbedarf sowie in innenliegenden Gebäudebereichen bei denen ein natürlicher Luftaustausch ausschließlich über das Dach möglich ist, werden öffenbare Flachdachfenster regelmäßig zur, gegenüber anderen Verfahren preisgünstigen natürlichen Lüftung verwendet. Durch die Einbauposition der Flachdachfenster im Dach, also im höchsten Bereich des Raumes mit den höchsten Lufttemperaturen wird in Kombination mit fußbodennahen Lüftungselementen als Nachströmöffnung ein effektiver Abzug von warmer oder verbrauchter Luft erreicht.
Im FVLR Heft 10 können weitere Informationen zur Raumlüftung mit Oberlichtern nachgelesen werden.
Zum Öffnen und Schließen der Flachdachfenster wird eine breite Palette von Öffnern angeboten, angefangen von manuellen Öffnern über unterschiedlichste elektrische Antriebe zum direkten Anschluss an das Stromnetz oder an Steuerungen mit verschiedenen Spannungen bis hin zu pneumatischen Öffnern zur Betätigung über ein vorhandenes Druckluftnetz.
Durchsturzschutz
Flachdachfenster sind in der Regel nicht begehbar. In allgemein zugänglichen Dachflächen (Dachterrassen, Parkdächern, begehbaren Gründächern usw.) sind daher besondere Schutzmaßnahmen erforderlich. Die Verglasung von Flachdachfenstern kann durchsturzsicher ausgelegt werden und diese sind dann entsprechend gekennzeichnet. Wenn die Verglasung nicht durchsturzsicher ist oder die Flachdachfenster während der Arbeiten geöffnet werden sollen, müssen auch auf nicht zugänglichen Dachflächen Schutzmaßnahmen gemäß den technischen Regeln für Arbeitsstätten ergriffen werden, sobald Arbeiten auf der Dachfläche ausgeführt werden. Geeignet sind Umwehrungen, Umzäunungen, Gitter oder ähnliches, die in der Dachfläche verankert werden.
Die Verwendung von Flachdachfenstern, welche mit einer durchsturzsicheren Isolierverglasung oder zertifizierten Durchsturzschutzsystemen ausgestattet sind, ermöglichen den frühzeitigen Rückbau temporärer Durchsturzsicherungen in oder unter den Dachöffnungen sofort nach abgeschlossener Montage der Flachdachfenster. Hierdurch können Kosten für die temporären Systeme gespart werden und gegebenenfalls der Baufortschritt für den Innenausbau beschleunigt werden. Bei durchsturzsicheren Flachdachfenstern kann auch während der Nutzungsphase des Gebäudes bei Reinigungs- und Instandhaltungsarbeiten auf dem Dach auf temporäre Durchsturzsicherungen der Flachdachfensteröffnungen verzichtet werden.
Der Bereich „Arbeitssicherheit“ bietet ihnen detaillierte Informationen zu den Anforderungen und den rechtlichen Grundlagen für den Arbeitsschutz auf Dachflächen in Deutschland.