Dichtheitsprüfung nach DIN EN 14509

Die Norm für Sandwichelemente DIN EN 14509 er­möglicht es bei den Angaben im CE-Zeichen die Ergebnisse der Prüfung der Luftdurchlässigkeit und Schlagregendichtheit aufzuzeigen. Aus Wett­bewerbsgründen und in Anbetracht der öffentlich weltweit geführten Diskussion zum Klimaschutz ist es abzusehen, dass diese wichtigen Angaben be­reits in naher Zukunft zum Standard gehören wer­den.
Extreme Anforderungen
Die Anforderungen an eine exakte Prüfeinrichtung für Luftdichtheit und Schlagregendichtheit sind außerordentlich hoch und konnten nur durch erhebli­che logistische und technische Anstrengun­gen in einer Kooperation zwischen dem Institut für Sand­wichtechnik in Mainz und dem Institut für Stahlbau an der TU Darmstadt realisiert werden.

1. Exaktheit und großflächige Prüfkörper
Die Luftdurchlässigkeit der Sandwichelemente ist nur sehr gering, denn Luft kann nur durch die Fugen der Verbindungsgeometrie entweichen. Diese Ver­bindungsgeometrien sind jedoch bei vielen Sand­wichelementen bereits auf hohe Luftdichtheit aus­gelegt (Labyrinth-Dichtung).

Auch der Fugenanteil zur Gesamtfläche der Ele­mente ist mit etwa 1 lfm/m² Sandwichelement re­lativ klein. Um eindeutige Signale messen zu kön­nen, sind sehr hochsensible und Sensoren sowie großflächige Prüfkörper mit mindestens 2 x 2 m, besser jedoch 3 x 3 m erforderlich.

Ein Großteil der aktuell bestehenden Prüfstände, ist nicht in der Lage solch geringe Luftmengen zu messen.


Prüfstand des iS-Mainz in Zusammenarbeit mit Institut für Stahlbau an der TU Darmstadt zur Messung der Luftdichtheit und Schlagregendichtheit nach den extremen Anforderungen der DIN EN 14509
2. Prüfung bei unterschiedlichen Neigungen
Bei Dachelementen ist es erforderlich im Einbau­zustand zu prüfen. Hierzu müssen unterschiedli­che Neigungen der kompletten Prüffläche realisiert werden. Bisher gibt es nur wenige Prüfstände, die geneigte Bauteile prüfen können und wenn, dann ist die Neigung nur mit erheblichem Aufwand ver­änderbar.

Mit der Prüfeinrichtung des iS-Mainz/TU Darmstadt lassen sich für den Prüfkörper alle wichtigen Win­kel von 0° bis 90° einstellen. Der Prüfkörper kann zwischen 0° und 90° beliebig geneigt werden


3. Hohe Druckunterschiede, extreme Zeitdiffe­renzen
Die in der Sandwichnorm geforderten Drücke sind deutlich höher als man sie beispielsweise für Fenster und Türen abverlangt. Mit konventionellen Prüfständen lassen sich solch hohe Drücke nicht genau messen.

Auch die in DIN EN 12865 geforderten Pulsformen mit extrem kurzen Anstiegs- und Abfallzeiten und die entsprechend erforderliche Regelgenauigkeit konnten durch innovative Konzepte gelöst werden


Schemagrafik zu den Anforderungen der DIN EN 14509 für Drücke und Pulsformen des Prüfverfahrens Legende: 1: Luftdruck; 2: Zeit in Minuten; 3: Höchstwert; 4: typischer Impuls; 5: Verfahren A; 6: Verfahren B

Zeitkriterien der Prüfung / Sekunden
Anstieg / (3±1) s
Höchstdruckstufe / (5±1) s
Absenkung / (2±1) s
Nulldruckstufe / (5±1) s
Gesamtintervall / (15±2) s

4. Anforderungsvielfalt aus zahlreichen Prüf­normen

Beim Entwurf und Bau dieser Prüfeinrichtung wur­de darauf geachtet, dass man eine ganze Reihe von Anforderungen aus unterschiedlichsten Prüf­normen unter wirtschaftlichen Aspekten erfüllen kann. Hier eine Übersicht:

EN 1026, Fenster und Türen - Luftdurchlässig­keit - Prüfverfahren;
EN 1027, Fenster und Türen - Schlagregen­dichtheit - Prüfverfahren Fenster und Türen - Wider­standsfähigkeit bei Windlast - Prüfverfahren
EN 12114, Wärmetechnisches Verhalten von Ge­bäuden- Luftdurchlässigkeit von Bauteilen- Labor­prüfverfahren
EN 12155; Vorhangfassaden - Schlagregendicht­heit - Laborprüfung unter Aufbringung von stati­schem Druck
EN 12179, Vorhangfassaden - Widerstand gegen Windlast - Prüfverfahren
EN 12208, Fenster und Türen - Schlagregen­dichtheit - Klassifizierung;
EN 12207, Fenster und Türen - Luftdurchlässig­keit - Klassifizierung;
EN 12210, Fenster und Türen - Widerstandsfä­higkeit bei Windlast - Klassifizierung
EN 12211, Fenster und Türen - Widerstandsfähig­keit bei Windlast - Prüfverfahren
EN 12865, Wärme- und feuchteschutztechnisches Verhalten von Bauteilen - Bestimmung des Wider­standes des Außenwandsystems gegen Schlagre­gen bei pulsierendem Luftdruck
EN 14509, Selbsttragende Sandwich-Elemente mit beidseitigen Metalldeckschichten - Werkmäßig hergestellte Produkte – Spezifikationen

Besonderheiten der Prüfeinrichtung für For­schungszwecke
Die Prüfeinrichtung des iS-Mainz / Instituts für Stahlbau an der TU Darmstadt in der TU Darm­stadt bietet aus Forschungsgründen über diese Anforderungen hinaus noch weitere Leistungen:

- Genaue Sensoren zur Bestimmung minimaler Luftverluste (ab 80 ml/min)
- Differenzdruckmessung ab 2 Pa
- Kippbare Ausführung zur Prüfung der Elemen­te im Einbauzustand
- Nebelmaschine zum leichteren Erkennen von Undichtheiten
- Softwaresteuerung für wirtschaftliche Konfigu­rierbarkeit bei unterschiedlichen Anforderun­gen
- Anschlussmöglichkeiten für zusätzliche Mess­geräte und Steigerung der Genauigkeit zur Messdatenerfassung
- Wechselnde Wassermengen realisierbar
Ergebnisse aus Dichtheitsprüfungen
1. Luftdichtheit
Die beiden Versuchsaufbauten im iS-Mainz be­standen aus PU-Sandwichelementen der Dicke 100 mm mit Fu­gentyp 1 nach EN 14509 und MW-Sandwichelementen der Dicke 60 mm mit Fu­gentyp 5 nach EN 14509. Die Flächen bei­der Pro­bekörper betrugen je 4m2, die Fugenlängen je 4 m². Es wurden 8 Überdruck­diffe­renzstufen von 150 bis 1.200 Pa 1) an den Pro­be­körpern angelegt und der Luftvolumenstrom wur­de bei jeder Druck­stufe nach EN 14509 (a-Wert-Bestimmung in Überein­stimmung mit EN 12114) gemessen.
Aus den Prüfberichten des iS-Mainz zur Luftdicht­heit der beiden Verbindungen dieser Sandwich­ele­mente geht hervor, dass die gemessenen Luft­durchlässigkeits­werte für alle 8 Druckstufen unter den Anforderun­gen der DIN 4108-2 liegen (siehe Abb. 7.11.5). Nach den Anforderungen der DIN 4108-2 muss der Fugendurchlasskoeffizient a von Bau­teilfugen < 0,1 m³/m h (daPA)²/³ sein. Der a-Wert gibt an, wie viele Ku­bikmeter Luft in einer Stunde bei einer Druckdiffe­renz von 1 daPa = 10 Pa = 10 N/mm² je Meter Fu­genlänge hindurchströ­men (siehe hierzu auch Basis-Info 4.8, Blatt 4.8.6). Aus den Messwerten nach dem Diagramm in Abb. 7.11.5 ergibt sich für die Fugen­verbindung des MW-Sandwichelements auch ohne Dichtband ein Fugen­durchlassko­effizient von a = 0,014 m3/m h (daPa)0,73, der unter dieser Anforderung liegt. Das PU-Sandwichelement mit größerer Dicke und Fu­gentyp 1 mit Dichtband weist mit a = 0,0000027 m³/m h (daPa)0,92 einen extrem kleinen Fugen­durchlassko­effizienten auf, der erheblich un­ter den Anforderun­gen der DIN 4108 liegt.

2. Wasserdichtheit
Neue Probekörper der gleichen Produkttypen wur­den in einer weiteren Prüfung ständig mit 1,5 l/m2 min Schlagregen und 1,2 l/m min Ablaufwasser be­aufschlagt und wäh­rend einer pulsierenden Luft­druckdifferenz in 8 Stu­fen von 150 bis 1.200 Pa aufwärts gemessen. Diese Prüfungen zur Wasser­durchlässigkeit nach EN 14509 (in Übereinstim­mung mit EN 12865) der gleichen Elementverbin­dung ergaben, dass auch bei der größten Druckdif­ferenzstufe von 1.200 Pa kein Wasser durch die Verbindung dringt. Damit sind diese beiden Sand­wichelement-Typen in die beste Klasse A: "Watertight up to 1.200 Pa" einzuordnen.



Diagramm zur Prüfung der Luftdurchlässigkeit zweier unterschiedlicher Fugenverbindungen von Sandwichele-menten nach DIN EN 14509. 1) Eine Druckdifferenz von 50 Pascal entspricht einem Druckunterschied, wie er durch einen Winddruck bei einer Windgeschwindigkeit von 9 m/s entsteht. Dies ist etwa Windstärke 5 nach Beaufort-Skala, bei der kleine Bäume durch Winddruck schwanken.






Copyright© BTSSB All rights reserved