Die Prüfung von Fassadenverkleidungen hilft, die Einhaltung von Vorschriften bezüglich der Produktleistung zu gewährleis

Verfasst von: Dave Stammen, Leitender Ingenieur – Fassadenverkleidung

Beim Einbau von Fenstern, Türen und Oberlichtern in eine Fassadenverkleidung muss eine Vielzahl von Faktoren berücksichtigt werden. Während die Ästhetik für Architekten und Bauherrn von großer Bedeutung ist, sind Produkt- und Montagetests in Kombination mit einer ordnungsgemäßen Installation entscheidend, um eine angemessene Gebäudeleistung zu gewährleisten. Anpassungen von Bauvorschriften und Produktnormen sowie ein verstärkter Fokus auf Konstruktionsprinzipien haben dazu beigetragen, dass die Leistung von Fenstersystemen und deren Zusammenspiel mit der restlichen Fassadenverkleidung deutlich verbessert werden konnte. Bei der Integration von Fensterprodukten in eine Fassadenverkleidung sind verschiedene Leistungsaspekte zu berücksichtigen, z. B. Einbruchsicherheit, Wasser- und Luftdichtheit sowie die Windlastbeständigkeit. Weitere Erwägungen betreffen die Widerstandsfähigkeit gegen umherfliegende Trümmer (in hurrikangefährdeten Regionen), thermische und akustische Eigenschaften, Sicherheit und vieles mehr. Glücklicherweise gibt es viele Möglichkeiten, um die zuverlässige Leistung dieser Produkte während des gesamten Entwurfs- und Betriebslebenszyklus sicherzustellen. 

Fensterprodukte können vor dem Kauf und dem Einbau, während der Einbauphase und sogar vor Ort geprüft werden, auch wenn ein Gebäude bereits bezogen wurde und genutzt wird. Bei korrekter Spezifizierung und Auswahl können die drei Prüfphasen, wie in Abbildung 1 dargestellt, die langfristige Leistungsfähigkeit von Fassadenverkleidungen sicherstellen.

In den Vereinigten Staaten und Kanada beziehen sich die Bauvorschriften bei der Festlegung der Leistungsanforderungen und Prüfverfahren für Fensterprodukte, die in einer Fassadenverkleidung eingesetzt werden, auf bestehende Industrienormen. In den Vereinigten Staaten ist nach Kapitel 17 des International Building Code (IBC) und Kapitel 6 des International Residential Code (IRC) vorgeschrieben, dass Fenster- und Türbaugruppen geprüft und die Anforderungen nach AAMA/WDMA/CSA 101/I.S.2/A440 erfüllen müssen, wobei sie entsprechend zu kennzeichnen sind. Davon ausgenommen sind Türen, die nur strukturell geprüft werden müssen. Der National Building Code of Canada (NBC) gibt in Teil 5 und Teil 9 vor, dass Fenster, Türen und Oberlichter lediglich nach den Anforderungen der AAMA/WDMA/CSA101/1.S.2/A440 sowie der CSA A440Sl (kanadische Ergänzung) geprüft, nicht aber gekennzeichnet werden müssen. Diese Normen geben vor, welche Anforderungen Produkte erfüllen müssen und/oder wie diese bewertet werden. Die Durchführung von Labor-, Modell- und Vor-Ort-Prüfungen von Fensterprodukten werden sowohl in den USA als auch in Kanada jedoch in der Regel von der American Society for Testing and Materials (ASTM) und der American Architectural Manufacturers Association (AAMA) festgelegt.

Laborprüfungen
Durch den zunehmenden Fokus auf die Leistungseigenschaften von Gebäuden führen bauwissenschaftliche Labore immer mehr Versuche zur Luftzirkulation, Simulationen zur Wassereinwirkung und Untersuchungen zum Materialverhalten von Holzwerkstoffen durch. Diese Untersuchungen helfen sicherzustellen, dass Fensterprodukte nach dem Einbau korrekt funktionieren und den äußeren Bedingungen wie Wind, Regen, Hitze, Kälte und Schmutz zuverlässig standhalten. Bei Laborprüfungen werden bestimmte Materialeigenschaften, die Haltbarkeit und Leistung von Bauteilen und Systemen sowie die Montage- und Installationsmethoden untersucht. Die Prüfungen können an Prototypen in Originalgröße, die sowohl Fensterelemente als auch Teile einer Außenwand umfassen, durchgeführt werden, um die Leistung der gesamten Systembaugruppe vor dem Bau des Gebäudes und dem Einbau der Fensterelemente zu bestimmen. Die Prüfungen müssen von einem akkreditierten Labor durchgeführt werden, damit die Prüfergebnisse und Produktzertifizierungen in den Vereinigten Staaten und Kanada anerkannt werden. Dadurch wird gewährleistet, dass das Prüflabor unabhängig und unvoreingenommen ist und über die entsprechende Ausrüstung und technische Kompetenz zur Durchführung und Verwaltung der Prüfung verfügt. Die Prüfberichte enthalten alle Informationen, die von den zuständigen Beamten oder anderen Behörden zur Bestimmung der Konformität benötigt werden. 

Nachfolgend finden Sie eine Liste der wichtigsten Industriespezifikationen, wobei sich die Prüfkriterien für Fensterprodukte in Nordamerika in der Regel auf Anforderungen bezüglich der Wasser- und Luftdichtheit und strukturellen Leistung aus bestehenden Normen stützen.

• AAMA/WDMA/CSA 101/I.S.2/A440: NAFS – North American Fenestration Standard/Spezifikation für Fenster, Türen und Oberlichter
• CSA A440S1: Kanadische Ergänzung zu AAMA/WDMA/CSA 101/I.S.2/A440, NAFS – North American Fenestration Standard/Spezifikation für Fenster, Türen und Oberlichter
  • Diese beiden Normen gelten dabei nicht für Schaufensterfronten, Fensterwände, Vorhangfassaden und andere verglaste Strukturen. Zur Bestimmung der Mindestanforderungen für den Widerstand gegen Eindringen von Wasser schreibt der Canadian Building Code von 2015 für diese Produkte die Verwendung der in CSA A440S1 beschriebenen Berechnungen vor.
• ASTM E283: Standardprüfverfahren zur Bestimmung der Luftdichtheit von Außenfensterbaugruppen, Vorhangfassaden und Türen unter Verwendung einer Druckdifferenz, die über den Prüfkörper angelegt wird. 
• Prüfkörper – Prüfverfahren zur Bestimmung der Luftdichtheit von Fensterbaugruppen und Vorhangfassaden unter Verwendung einer Druckdifferenz, die über den Prüfkörper angelegt wird.
• ASTM E547: Standardprüfverfahren zur Bestimmung der Widerstandsfähigkeit von Fensterkonstruktionen, Oberlichtern, Türen und Vorhangfassaden gegen das Eindringen von Wasser unter Verwendung einer Druckdifferenz, die über den Prüfkörper angelegt wird.
• ASTM E330: Standardprüfverfahren zur Bestimmung der strukturellen Leistung von Fensterkonstruktionen, Oberlichtern, Türen und Vorhangfassaden gegen Eindringen von Wasser Türen unter Verwendung einer Druckdifferenz, die über den Prüfkörper angelegt wird.

Modellprüfung vor dem Bau

Vor dem Einbau von Fenstern oder Türen in einem Gebäude bieten Modellprüfungen eine ausgezeichnete Möglichkeit, die Luft- und Wasserdichtheit, die strukturelle Integrität und die thermischen Eigenschaften von Fenstern und Vorhangfassaden zu bewerten. Auf diese Weise kann überprüft werden, ob die Installation, die Konstruktion, die Ausführung und die Materialauswahl für eine Fassadenverkleidung den baurechtlichen Anforderungen entsprechen. Modellprüfungen helfen Bauherrn, Architekten, Beratern und Herstellern, die einzelnen Bauelemente so darzustellen, wie sie im endgültigen Bauwerk verwendet werden. Dabei können sie sich auf bestimmte Bereiche konzentrieren, wie z. B. die Kompatibilität eines Fenstersystems mit der Außenwand. Diese Prüfungen ermöglichen es auch den mit der Installation beauftragten Auftragnehmern, sich mit den Installationsmethoden vertraut zu machen.

Vor der Durchführung einer Modellprüfung müssen Bauherrn, Bauberater und Bauunternehmer die Einzelheiten des Entwurfs und der Installation besprechen, da diese Informationen für den Aufbau des Modells entscheidend sind. Diese Informationen werden auch verwendet, um eventuelle Änderungen am Entwurf oder der Installation während der Prüfphase und der eigentlichen Bauarbeiten zu dokumentieren.  

Ebenso wie Labor- und Vor-Ort-Prüfungen von einem akkreditierten Labor durchgeführt werden müssen, sind Modellprüfungen von einer unabhängigen, von der AAMA akkreditierten Prüfstelle durchzuführen. Dadurch wird sichergestellt, dass das Labor mit den erforderlichen Prüfverfahren vertraut ist und vom Bauherrn bewilligt wird. 

AAMA 501: Die Testmethode für Außenwände ist die am häufigsten verwendete Branchenspezifikation, die zum Nachweis der Leistungsfähigkeit von Wandsystemen, einschließlich Fensterkonstruktionen, in den Vereinigten Staaten und Kanada verwendet wird.

Vor-Ort-Prüfungen

Oftmals erzielen Produkte und Systeme bei Labor- oder Modellprüfungen gute Ergebnisse, bei der Installation oder bei der Nutzung nach Einbau treten dann aber Schwierigkeiten auf. Die häufigsten Probleme sind auf die Verarbeitung, die Installationsmethoden und die Verwendung von entsprechend geprüften Produkten zurückzuführen. Beispiele dafür sind Luft- und Wasserundichtheiten, die an der Schnittstelle zur angrenzenden Wandkonstruktion auftreten oder auf die Integrität der Fassadenverkleidung als Ganzes zurückzuführen sind. Die Schnittstellen zwischen den verschiedenen Komponenten sind oft die kritischsten Elemente beim Einbau und können durch die begrenzten Tests im Labor nicht vollständig validiert werden. 

Bei Vor-Ort-Prüfungen können Fensterprodukte sowie deren Schnittstelle zur Fassadenverkleidung untersucht und die Integrität der Fassadenverkleidung als Ganzes bewertet werden. Dabei ist es wichtig, Bereiche auszuwählen, die für die Gebäudekonstruktion repräsentativ sind, und auch die kritischen Schnittstellen zwischen Fensterprodukten und der Fassadenverkleidung zu berücksichtigen. Vor-Ort-Prüfungen können in verschiedenen Bauphasen oder sogar Jahre nach Inbenutzungsnahme eines Gebäudes durchgeführt werden.   

Nachfolgend finden Sie eine Liste der Branchenspezifikationen und -normen, die in Nordamerika üblicherweise bei der Auswahl von Leistungskriterien für installierte Fensterprodukte und deren Zusammenspiel mit der Fassadenverkleidung verwendet werden.
 

• AAMA 501.1: Standardprüfverfahren zur Bestimmung der Widerstandsfähigkeit von Fensterkonstruktionen, Oberlichtern, Türen und Vorhangfassaden gegen das Eindringen von Wasser unter Verwendung einer Druckdifferenz, die über den Prüfkörper angelegt wird. – Beschreibt die Vorrichtungen, Verfahren und Anforderungen für Labor- und Vor-Ort-Prüfungen zur Bestimmung der Wasserdichtheit von Außenfenstern, Vorhangfassaden und Türen durch dynamische Druckbeaufschlagung.
• AAMA 502: Freiwillige Spezifikation für Tests neu montierter Fensterbaugruppen vor Ort – Beschreibt die Anforderungen an die Wasser- und Luftdichtheitseigenschaften von Fenstern und Glastüren bei Vor-Ort-Prüfungen für die Vereinigten Staaten.
• CAN/CSA-A440.4: Prüfung von Fenster- und Türbaugruppen vor Ort – Beschreibt die Anforderungen an die Wasser- und Luftdichtheitseigenschaften von Fenstern und Glastüren bei Vor-Ort-Prüfungen für die Vereinigten Staaten.
• ASTM E783: Standardprüfverfahren für die Luftdichtheit bei montierten Außenfenstern und -türen vor Ort – Beschreibt das Prüfverfahren zur Bestimmung der Luftdichtheit von eingebauten Außenfenstern und -türen vor Ort. Dieses Prüfverfahren wird auch zur Bestimmung von Undichtigkeiten in Vorhangfassadensystemen verwendet.
• ASTM E1105: Standardprüfverfahren zur Bestimmung der Widerstandsfähigkeit von montierten Außenfensterkonstruktionen, Oberlichtern, Türen und Vorhangfassaden gegen das Eindringen von Wasser unter Verwendung einer Druckdifferenz, die vor Ort über den Prüfkörper angelegt wird – Beschreibt das Prüfverfahren zur Bestimmung der Wasserdichtigkeit von eingebauten Außenfenstern, Vorhangfassaden und Türen vor Ort.

Fazit

Die Gebäudeleistung ist in der heutigen Zeit von entscheidender Bedeutung. Durch Einhaltung baurechtlicher Anforderungen und die Verwendung geeigneter Methoden kann die Leistungsfähigkeit eines Gebäudes auf verschiedene Weise ermittelt werden. Zur Bewertung der Produkteigenschaften von Fensterprodukten gibt es 3 gängige Methoden, die heute verwendet werden:

1. Laborprüfung von repräsentativen Produktmustern,
2. Modellprüfung im Labor oder auf der Baustelle, oder
3. Bewertung der Produkteigenschafte nach Installation vor Ort. 

Unabhängig von der Art der durchgeführten Prüfung ist es wichtig, die vollständigen Anforderungen der jeweiligen Spezifikationen und der standardisierten Prüfverfahren zu kennen. Es empfiehlt sich daher, Experten zu engagieren, die mit diesen Anforderungen vertraut sind und diese Prüfungen täglich durchführen. Die Prüfung und Bewertung von Fensterprodukten sind der Schlüssel, um die Gesamtleistung eines Gebäudes zu bestimmen. Beachten Sie daher Folgendes:

• Die Leistung von Fenster- und Wandsystemen, die Teil der Fassadenverkleidung sind, müssen von einer akkreditierten Prüfstelle bewertet werden.
• Laborprüfungen nach genormten Prüfverfahren beziehen sich in der Regel nur auf die verwendeten Materialien und die Fensterkonstruktion als Ganzes (und nicht auf die Schnittstelle zum Wandsystem).
• Modellprüfungen dienen der Qualitätssicherung und bieten die Möglichkeit, den Entwurf vor dem eigentlichen Bau zu korrigieren.
• Die Prüfung von Fensterprodukten nach dem Einbau in der Fassadenverkleidung durch Vor-Ort-Prüfungen ermöglicht eine umfassendere Bewertung der Gesamtkonstruktion.

Die von UL Solutions zertifizierten sturmbeständigen Baugruppen und Produkte finden Sie auf UL Product iQ^TM, indem Sie den Suchbegriff „Sturmbeständige Produkte“ eingeben. Die entsprechenden Zertifizierungen finden Sie in der Kategorie „Produkte zur Verwendung in sturmsicheren Baugruppen“ (ZHLL). Die Zertifizierungsinformationen für einzelne Baugruppen und Produkte bestätigen, dass die Komponenten innerhalb der Baugruppe, insbesondere Beschläge, mit dem getesteten und installierten System übereinstimmen.