Flachdachfenster im baurechtlichen Kontext

Der in Deutschland heute geläufige Begriff „Flachdachfenster“ leitet sich aus der vorgesehenen Einbausituation der Produkte ab. Wie Fenster und Dachfenster im Regelfall auch verfügen Flachdachfenster über eine Verglasung aus Echtglas. Im Unterschied zum Einbau von Fenstern in Wänden und dem Einbau von Dachfenstern in Steildächern werden Flachdachfenster in flachen und flach geneigten Dächern eingebaut, um die Gebäude mit Tageslicht zu versorgen. Um sie ausreichend aus der wasserführenden Dachfläche herauszuheben, benötigen sie auch einen Aufsetzkranz als Unterkonstruktion und gehören deshalb und aufgrund ihrer begrenzten Größe zur Familie der Einzeloberlichter.

Im Gegensatz zu Fenstern und Dachfenstern, die üblicherweise für den Einbau auf Augenhöhe verwendet werden und deshalb nur in besonderen Nutzungsfällen von Anforderungen an der Bruchsicherheit betroffen sind, werden Flachdachfenster also regelmäßig über den Menschen eingebaut, um die Räume mit natürlichem Tageslicht zu beleuchten. In Deutschland gelten für sie daher generell die hohen Anforderungen an die Bruchsicherheit für Überkopfverglasungen. So wird ausgeschlossen, dass bei einer Beschädigung der Verglasung Bruchstücke von den Produkten herabfallen und dabei Menschen verletzen können.

Mit dem Einbau in Dächer werden Flachdachfenster zu wesentlichen Bestandteilen der Gebäudehülle. Deswegen gelten für sie eine Reihe baurechtlicher Anforderungen die auch an die Dachkonstruktion selbst gestellt werden. Unterschiede zu den Anforderungsniveaus für Dächer gibt es für einzelne Eigenschaften aufgrund der geringen Größe der Flachdachfenster, da kaum Auswirkungen auf das Gebäude zu erwarten sind. Weil die Aufsetzkränze der Flachdachfenster das Dach durchdringen, werden an sie für einige Anwendungen aber auch zusätzliche Anforderungen gestellt.

Nachfolgend sind die wichtigsten Informationen zu generellen Anforderungen an Flachdachfenster zusammengestellt.

Tageslichtauslegung

Die ASR A3.4 „Beleuchtung“ spricht von einer ausreichenden Ausleuchtung von Arbeitsräumen mit Tageslicht durch Dachoberlichter, wenn ein Tageslichtquotient größer als 4% erreicht wird. Alternativ kann davon auch ausgegangen werden, wenn die Summe lichtdurchlässiger Flächen mindestens 10% der Raumgrundfläche beträgt. Um eine hohe Verfügbarkeit einer ausreichenden Innenbeleuchtung über die jahreszeitliche und witterungsbedingte Varianz der Beleuchtungsstärke im Freien zu gewährleisten, hat sich in der Praxis der Ansatz einer horizontalen Beleuchtungsstärke von 5.000 Lux (bei bedecktem Himmel im Freien) als Basiswert für die Bemessung der Beleuchtungsstärken in Innenräumen bewährt.

In DIN EN 12464-1 „Licht und Beleuchtung – Beleuchtung von Arbeitsstätten “ sind für verschiedene Raumnutzungen bzw. Tätigkeiten genauere Wartungswerte der Beleuchtungsstärke festgelegt. Weitere Angaben enthält auch die DIN 5035-Normreihe „Innenraumbeleuchtung mit künstlichem Licht“.

Die Größe des Lichteintrags je Flachdachfenster wird hauptsächlich durch den Lichttransmissionsgrad der Verglasung und seine Abmessungen bestimmt. Hierbei spielt auch die Höhe des Aufsetzkranzes oder genauer die Höhe des „Lichtschachtes“, der im eingebauten Zustand durch den Aufsetzkranz und den darunterliegenden Dachaufbau entsteht, eine wesentliche Rolle, da das Verhältnis der Schachthöhe zur Flachdachfensterbreite für einen effektiven Lichteinfall nicht zu hoch sein darf.

Baurechtliche Mindestabstände

Die Bildung von Brandabschnitten durch feuerwiderstandsfähige Bauteile, die für einen definierten Mindestzeitraum einem Feuer standhalten, ist eine der zentrale Forderungen für den Brandschutz von Gebäuden. Da übliche Flachdachfenster über keine ausreichenden Feuerwiderstand verfügen sind zu solchen Bauteilen folgende Mindestabstände einzuhalten.

• Zu vollständig geschlossenen, aufgehenden Wänden aus nicht-brennbaren Materialien dürfen übliche Flachdachfenster im Abstand ≥ 2,0 m angeordnet werden. Liegen jedoch Öffnungen wie zum Beispiel Fenster in der Wandfläche, wird ein Abstand von ≥ 5,0 m gefordert um die Gefahr des Feuerüberschlags zu minimieren.
• Um ein Überschlagen von Feuer über durch das Dach geführte Brandwände, welche die Dachfläche in kleinere Brandabschnitte teilen, zu vermeiden, ist ein Mindestabstand von 1,25 m (wird unterschiedlich in den jeweiligen Landesbauordnungen geregelt) zu üblichen Flachdachfenstern einzuhalten.

Im Bereich der Flachdachfenster ist es mit hohem konstruktivem Aufwand auch möglich, feuerwiderstandsfähige Elemente herzustellen. Solche Flachdachfenster widerstehen im eingebauten Zustand einem Feuer, das heißt, sie bleiben für einen gewissen Zeitraum standsicher und schotten die Außenumgebung vom Brandherd ab. Außerdem begrenzen Elemente mit zusätzlicher isolierender Wirkung auch die außen an der Konstruktion auftretenden Temperaturen. Derartige Flachdachfenster verfügen über eine entsprechende Klassifizierung des Feuerwiderstandes für den Zeitraum, für den sie diese Eigenschaften gewährleisten. Entspricht diese den Anforderungen der jeweiligen Einbausituation, entfallen die oben genannten Mindestabstände für nicht feuerwiderstandsfähige Oberlichter.

Harte Bedachung

In allen Bundesländern wird gefordert, dass die Dachflächen widerstandsfähig gegen Flugfeuer und strahlende Wärme sein müssen (harte Bedachung nach DIN 4102 Teil 7 oder DIN EN 13501-5). Die daraus resultierenden Regelungen für den Einbau von nicht widerstandfähigen Oberlichtern (zulässige Größen, Abstände, Flächenanteile etc.) enthalten die Landesbauordnungen bzw. die ergänzend erlassenen Durchführungsverordnungen oder Verwaltungsvorschriften. Für alle Flachdachfenster ohne nachgewiesenen Widerstand gegen Flugfeuer und strahlende Wärme sind diese zu beachten.

Wärmeschutz

Für den Wärmeschutz von Glasdächern werden in Anlage 3 des Gebäudeenergiegesetzes – GEG Höchstwerte für die Mittelwerte der Wärmedurchgangskoeffizienten für verschiedene Arten von beheizten Gebäuden als Mindeststandard festgelegt. Für Anwendungsbereiche mit besonders hohen Anforderungen an den Wärmeschutz, zum Beispiel für KfW- oder Passivhausstandard sind im Markt geeignete Produkte mit ggf. nach diesen Regelwerken erforderlichen Zusatzzertifizierungen erhältlich.

In DIN 4108-4 Abschnitt 6 ist für Glaskonstruktionen in Dachflächen geregelt, wie der Bemessungs-U-Wert für die Einbausituation aus dem mittleren U-Wert des Flachdachfensters inklusive Aufsetzkranz zu bestimmen ist.

Widerstand gegen Witterungseinflüsse

Da die Flachdachfenster während ihrer Nutzungsphase permanent der Bewitterung von außen ausgesetzt sind, müssen sie gegen die üblichen Witterungseinflüsse UV-Strahlung, Wind, Regen und Schnee dauerhaft resistent sein. Anhand der angegebenen Leistungen für Wasserdichtigkeit sowie die Widerstände gegen aufwärts und abwärts gerichtete Lasten kann der Planer geeignete Flachdachfenster auswählen. Zum Nachweis des Widerstandes gegen äußere Belastungen gehört in Deutschland für Flachdachfenster immer auch die Dimensionierung der eingesetzten Isoliergläser als Überkopfverglasung nach den Regeln und Vorgaben der relevanten Teile der DIN 18008-Reihe.

Die Resistenz gegen Hagel, insbesondere gegen Extremhagelereignisse mit Korndurchmessern von mehreren cm zählt nicht zu den üblichen Witterungsbedingungen und damit auch nicht zu den Grundanforderungen an Flachdachfenster, weil sie außergewöhnliche, lokale Ereignisse darstellen. Wenn für bestimmte Anwendungsfälle eine erhöhte Hagelresistenz der Produkte gefordert wird, bieten die Mitglieder des Fachverbandes hierzu detaillierte Beratung.

Eigenschaften von Flachdachfenstern

Lichttransmission und Gesamtenergiedurchlass

Die Lichttransmission ist eine der wichtigsten Eigenschaft von Flachdachfenstern, da der Lichteintrag ins Gebäude ihre Hauptfunktion darstellt. Der mit dem Lichtdurchlass verbundene Energieeintrag ins Gebäude verringert zudem den winterlichen Heizbedarf erheblich und verbessert so die Energieeffizienz des Gebäudes. Beide Eigenschaften beziehen sich ausschließlich auf die von innen sichtbaren Verglasungsflächen. Sie entsprechen üblicherweise den deklarierten Werten der verwendeten Isolierglaseinheiten. Für Flachdachfenster mit Verglasungsaufbau aus mehreren einzelnen Scheiben müssen sie durch den Flachdachfensterhersteller ermittelt werden.

Sowohl die Lichttransmission als auch der Gesamtenergiedurchlass von Flachdachfenstern können im Einbauzustand durch Verschattungssysteme reduziert werden. Dies ist im Regelfall nicht bei den für die Flachdachfenster deklarierten Werten berücksichtigt.

Verhalten bei Feuer von Außen

Diese Eigenschaft dient dem Nachweis der Widerstandsfähigkeit gegen Flugfeuer und strahlende Wärme. Für Lichtkuppeln mit der Klassifizierung B_ROOF(t1) nach DIN EN 13501-5 wurde diese nach CEN/TS 1187 nachgewiesen und die Lichtkuppeln dürfen damit auch für Anwendungen, bei denen eine Ausführung als harte Bedachung in Deutschland gefordert wird, eingesetzt werden.

Wärmedurchgangskoeffizient (U-Wert)

Flachdachfenster werden, genau wie Lichtkuppeln mit Kunststoffverglasungen, im Regelfall zusammen mit passenden Aufsetzkränzen in den Markt gebracht. Diese haben signifikanten Einfluss auf den Wärmedurchlass des Gesamtproduktes. Deshalb werden sich für die Ermittlung des mittleren Wärmedurchgangskoeffizienten von Flachdachfenstern die Regeln die Regeln für Lichtkuppeln nach DIN EN 1873 angewendet.

Rauchableitung und Rauchabzug

Sollen Flachdachfenster als natürliche Rauch- und Wärmeabzugsgeräte eingesetzt werden, muss für das komplette Flachdachfenstergerät bestehend aus Aufsetzkranz, Flachdachfenster, Öffnersystem und Windleitführungen (falls Bestandteil des Gerätes) die Eignung nach DIN EN 12101-2 geprüft werden. Für Herstellung und Montage müssen zudem fremdüberwachte Qualitätsprozesse eingeführt werden, die sicherstellen, dass jedes ausgelieferte Gerät in allen relevanten Details den im Rahmen der Zertifizierung bewerteten, natürlichen Rauch- und Wärmeabzugsgeräten entspricht.

Durchsturzschutz

Maßnahmen während der Bauphase

Nach der „Verordnung über Sicherheit und Gesundheitsschutz auf Baustellen“ (Baustellenverordnung – BaustellV), die die Umsetzung der EG-Richtlinie 92/57/EWG (Europäische Baustellenrichtlinie) darstellt, ist seit 1998 für Baustellen ein Sicherheits- und Gesundheitsschutzplan zu erstellen, aus dem die Arbeitsschutzbestimmungen zu erkennen sind und der die Schutzmaßnahmen z. B. für sicheres Arbeiten enthalten muss. Wichtig ist schon mit Blick auf die spätere Nutzung des Gebäudes (Reparaturen/Wartung/Instandhaltung), dass der Sicherheits- und Gesundheitsschutzplan bereits während der Planungsphase Maßnahmen für z. B. ein sicheres Betreten, Begehen oder Arbeiten von/auf Dachflächen berücksichtigt. Notwendige Maßnahmen werden in der sogenannten „Unterlage für spätere Arbeiten“ dokumentiert.

Vor Beginn einer Tätigkeit auf einer Dachfläche ist eine Gefährdungsbeurteilung zu erstellen (ASR A2.1). Die Gefährdungsbeurteilung ist Grundlage für ggf. erforderliche Maßnahmen zum Schutz der Sicherheit und Gesundheit der in diesen Bereichen tätigen Personen. Verschiedene Rechtsvorschriften, z.B. das Arbeitsschutzgesetz, die Baustellenverordnung, die Arbeitsstättenverordnung, die Betriebssicherheitsverordnung, die technischen Regeln für Arbeitsstätten (insbesondere die ASR A2.1), die Unfallverhütungsvorschriften (insbesondere die DGUV-Vorschrift 39, sowie die DGUV-Regel 101-54) und die DIN 4426:2017 formulieren entsprechende Empfehlungen, bzw. Forderungen.

Demnach sind bei der Planung und Umsetzung von Schutzmaßnahmen gegen Ab-/ Durchsturz permanente kollektiv wirkende Systeme bevorzugt einzusetzen. Der Einsatz von PSAgA (z.B. Gurtzeug und Verbindungsmittel angeschlagen an zugelassenen Einzelanschlagpunkten) ist nur in Einzelfällen zulässig, ist besonders zu begründen und nur in Verbindung mit einem Rettungskonzept und der Bereithaltung von geeigneten Rettungsmitteln zulässig (ASR A1.3).

Maßnahmen für die Nutzungsphase

Dachflächen werden häufig von verschiedenen Gewerken – zum Zweck der Inspektion, der Reinigung beispielsweise von Dachabläufen, der Reparatur oder Wartung betreten. Dies gilt z.B. auch für die Wartung von Rauchabzugsgeräten, die jährlich gewartet werden müssen. Auch hier sind die Anforderungen der ASR A 2.1 und wenn erforderlich der ASR A 1.3 zu berücksichtigen. Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten gelten nach DIN 4426 (unabhängig vom zeitlichen Aufwand) als reguläre, insbesondere auch wiederkehrende Arbeiten. Die DIN 4426 sieht hier beispielsweise auch konkrete Maßnahmen z.B. Gitter in oder unter den Öffnungen vor.

Für die Beurteilung von Gittern oder anderen Durchsturzsicherungen, die direkt am Flachdachfenster oder im Aufsetzkranz befestigt werden, gelten die „Grundsätze für die Prüfung und Zertifizierung der Durchsturzsicherheit von Bauteilen bei Bau- oder Instandhaltungsarbeiten“ gemäß GS-Bau 18, veröffentlicht durch die Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung – DGUV. Für Anwendungen in denen die dauerhafte Durchsturzsicherheit der geschlossen Flachdachfenster ausreichend ist, wird auch häufig das Flachdachfenster selbst als durchsturzsichere Verglasung nach DIN 18008 Teil 6 ausgeführt.

Durchsturzsicherheit nach GS Bau 18

Werden Durchsturzgitter oder andere Durchsturzsicherungen direkt an dem vom Flachdachfensterhersteller gelieferten Aufsetzkranz befestigt, wird dieser ein wesentlicher Bestandteil für die Gewährleistung der Durchsturzsicherheit. In einer Systemprüfung in der jeweiligen Einbausituation muss die Durchsturzsicherheit für die Kombination aus Durchsturzsicherung eingebaut im Aufsetzkranz dann nach GS Bau 18 nachgewiesen werden. Die Durchsturzsicherheit von Glas wie auch der üblichen Durchsturzsicherungen aus Metall gilt als als dauerhaft durchsturzsicher.

• Dauerhaft durchsturzsichere Flachdachfenster werden gekennzeichnet mit „Durchsturzsicher“

Durchsturzsicherheit nach DIN 18008-6

Werden die Flachdachfenster direkt als durchsturzsichere Verglasung ausgeführt, sind für das geschlossene oder leicht geöffnete Flachdachfenster bis ca. 15cm Öffnungsweite keine weiteren Sicherungsmaßnahmen erforderlich. Der Nachweis wird hierfür nach DIN 18008-6 unter Beachtung der weiteren Teile der DIN 18008 Reihe geführt und kann mittels Berechnung oder einer Kombination aus Berechnung und Prüfung erfolgen. In beiden Varianten ist neben der Tragfähigkeit und dem Stoßwiderstand auch der Nachweis der Resttragfähigkeit für die gebrochenen Verglasungen ein wesentlicher Bestandteil der Bewertung. Das heißt, auch wenn alle Scheiben der Verglasung durch eine Stoß gebrochen sind, muss das Flachdachfenster mit seiner Verglasung noch ausreichend „resttragfähig“ für eine 100kg schwere Person sein. Dies wird durch die Verwendung einer innenliegenden, ausreichend dicken Verbundsicherheitsglasscheibe erreicht, deren Bruchstücke durch die Verbundfolie gehalten werden und die so im Rahmen gehalten sein muss, dass sie nicht abrutschen kann.

Betretbarkeit vs. Begehbarkeit

Für flache und flachgeneigte Verglasungen gibt es auch in Dächern Anwendungen, für die eine Betretbarkeit oder Begehbarkeit gefordert wird. Aus baurechtlicher Sicht verbergen sich für Glaskonstruktionen hinter diesen beiden Begriffen völlig unterschiedliche Anforderungsniveaus. Unter „begehbaren Verglasungen“ versteht man Verglasungen, deren Oberflächen als ganz normale Fußböden genutzt werden. Das bedeutet, dass sich alle Nutzer des Bauwerkes auf der Verglasung frei bewegen und jegliche Arten von normalen Nutzungsgegenständen darauf benutzen können. Auch große punktuelle Belastungen aus Pflanzkübeln, Möbeln und dergleichen sind für begehbare Vergasungen keine Problem.

Im Gegensatz dazu dürfen „betretbare Verglasungen“ oder genauer „zu Instandhaltungsmaßnahmen betretbare Verglasungen“ nur durch entsprechend eingewiesenes Personal und ausschließlich für Instandhaltungsmaßnahmen betreten werden. Es dürfen also nur Reinigungs- und Wartungsarbeiten oder Reparaturen durch geschulte Arbeitskräfte ausgeführt werden und die Verglasungen dürfen ansonsten nicht begangen werden.

Deshalb ist es ein großer Unterschied ob ein Flachdachfenster betretbar oder begehbar sein soll! Während betretbare Ausführungen von Flachdachfenstern im Markt durchaus üblich sind und als Standardprodukte bei diversen Herstellern bezogen werden können, handelt es sich bei begehbaren Flachdachfenstern im Normalfall um Sonderprodukte die für die speziellen Anforderungen eines Bauvorhabens designt und ausgelegt werden.

Betretbarkeit nach DIN 18008-6

Zu Instandhaltungsmaßnahmen betretbare Flachdachfenster sind nach DIN 18008-6 nachzuweisen wobei gegenüber den oben dargestellten Anforderungen an durchsturzsichere Konstruktionen noch der rechnerische Nachweis einer Einzellast mit 1,5 KN auf einer Aufstandsfläche von 10 cm x 10 cm in der ungünstigsten Position zu führen ist. Die Verglasung kann also bei trockener Witterung im ansonsten unbelasteten Zustand von einer einzelnen Person mit etwas Ausrüstung ohne Gefahr betreten werden, wobei die Ausrüstung gegen unbeabsichtigtes Herabfallen gesichert sein sollte. Eine entsprechende Einweisung des Personals durch den Hallenbetreiber ist hierfür Voraussetzung.

Begehbare Verglasungen

Die Begehbarkeit von Verglasungen ist generell beschränkt auf starre Verglasungen. Öffenbare Flachdachfenster können daher niemals begehbar sein.

Für begehbare Flachdachfenster können neben den allgemeinen Anforderungen noch eine Vielzahl weiterer objektspezifischer, individueller Anforderungen, insbesondere an das Design gelten. Beispielsweise werden für eine sichere Benutzung neben der Produktanforderung rutschsicherer Oberflächen im Regelfall auch Anforderungen an das Design und die Einbauhöhen gesetzt, um Stolperkanten im eingebauten Zustand zu vermeiden. Für die Tragfähigkeit begehbarer Verglasungen sind die Nachweise für Tragfähigkeit, Stoßsicherheit und die Resttragfähigkeit nach DIN 18008-5 sowie den weiteren Teilen der DIN 18008 Reihe zu führen. Hierbei ist auch nachzuweisen, dass die Tragfähigkeit bei zerstörter oberer Scheibe erhalten bleibt, da diese auch „Nutzschicht“ ist und deshalb im Rahmen der Nutzung beschädigt werden könnte. Alle Anforderungen gelten sinngemäß auch für gegebenenfalls an der Oberfläche freiliegende Rahmenbauteile.

Die Umsetzung begehbarer Flachdachfenster bedarf also immer einer frühzeitigen engen Abstimmung zwischen Planer, zuständiger Baubehörde und Hersteller.