Prüfbericht

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1 Wärmedurchgangskoeffizient, Längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient ψ (Psi) und Temperaturfaktor f des Rollladenkastens >>ROK - TOP 36,5/30 mit Verschlussdeckel WLG 025<< uftraggeber: eck + Heun GmbH Steinstraße Mengerskirchen Paderborn, Dipl.-Ing. (FH) Jürgen Lange Thüringer Weg Paderborn Telefon Telefax Prüfbericht info@lange-bauphysik.de

2 1 Einleitung Das üro mit Sitz in Paderborn wurde von der eck + Heun GmbH beauftragt, den Wärmedurchgangskoeffizienten eines Rollladenkastens gemäß [1] zu berechnen. Zusätzlich ist der längenbezogene Wärmedurchgangskoeffizient Psi für die Einbausituation ild 60 gemäß [2] und der Temperaturfaktor f gemäß [3] mit Hilfe des Verfahrens nach [4] zu ermitteln. 2 Eingangsdaten Der geprüfte Rollladenkasten wurde dem üro in Form von DWG-Dateien inklusive der zur erechnung notwendigen Materialangaben vom uftraggeber zur Verfügung gestellt. 3 eschreibung des Rollladenkastens ei dem untersuchten Rollladenkasten >>ROK - TOP 36,5/30 mit Verschlussdeckel WLG 025<< handelt es sich um ein ufsatzkasten-system, dass mit dem jeweiligen Fensterelement verbunden und anschließend als Gesamtelement verbaut werden kann. Die ußenmaße des gesamten Kasten betragen b x h 365 mm x 300 mm. Der Kastenkorpus besteht aus Polystyrol (EPS). Die halbschalenförmige Wärmedämmung des Kastenkorpus ist an der Innenschürze mindestens 72 mm dick und beträgt an der Oberseite des Kastens mindestens 34 mm. n der nterseite verläuft der raumseitige Verschlussdeckel bis über den Fensterblendrahmen, der mit 27 mm dicker Wärmedämmung nur zum Teil, ca. 20 mm, überdeckt ist. Die Traverse ist komplett gedämmt. Der Querschnitt des verbleibenden Rollraumes ist maximal 266 mm breit und maximal 237 mm hoch. In den erechnungen wird der Rollraum als leicht belüftet angenommen. Der Rollladenkasten ist an der Innen- und der ußenschürze mit luminiumputzschienen ausgestattet. 29 mm 237 mm 300 mm 34 mm 27 mm 266 mm 365 mm 72 mm ild 1: auteilschnitt des untersuchten Rollladenkastens 2

3 4 4.1 Durchführungen der erechnungen Methode Der Wärmedurchgangskoeffizient, der längenbezogene Wärmedurchgangskoeffizient Psi und der Temperaturfaktor f wurde mit Hilfe eines zweidimensionalen, stationären Finite- Elemente-Programmes berechnet, das in [5] beschrieben ist. 4.2 Materialkennwerte und Randbedingungen für die -Wert erechnung Material [W/(m K)] Kastendeckel mit 27 mm Dämmlage WLZ 025 0,025 Kastenkorpus aus Polystyrol 0,035 Kastenkorpus aus Polystyrol / Platinum-lech, 3D äquivalent R ,017 Kunststoff 0,230 Eps0,9/0,9 Putzschienen (innen und außen) aus luminium 160,000 nbelüftete Hohlräume Eps0,9/0,9 Randbedingung q[w/m 2 ] [ o C] R[(m 2 K)/W] diabat 0,000 ussen -Wert 0,000 0,040 Innen Standard 20,000 0,130 Innen reduz. Strahlung/Konvektion 20,000 0, mm 30 mm ild 2: auteilschnitt durch den Rollladenkasten mit Darstellung der Materialien und Randbedingungen Die Zone direkt oberhalb der Kastenoberseite sowie direkt unterhalb des Fensterblendrahmens wurde gemäß Normvorgabe als adiabate Zone berücksichtigt. Der Emissionsgrad wurde für alle Oberflächen mit 0,9 angenommen. Die nzahl der unbekannten Temperaturen im erechnungsmodell betrug 21021, die nzahl der finiten Elemente des kompletten Kastenmodells lag bei Wärmedurchgangskoeffizient - -4,18 W/m C 300 mm D ild 3: Projektionsfläche des Rollladenkastens und Darstellung der Wärmestromlinien eq- T b -0,70 W/(m2 K) Der etrag von entspricht dem Wärmedurchgangskoeffizienten. eq- 3

4 4.4 Materialkennwerte und Randbedingungen für die Psi-Wert erechnung - 0,234 W/(m 2 K) Randbedingung q[w/m 2 ] [ o C] R[(m 2 K)/W] diabat 0,000 ussen Psi-Wert -5,000 0,040 Innen Psi-Wert 20,000 0, ,00 -C -49,562 W/m 1000,00-1,412 W/(m 2 K) E Material [W/(m K)] ußenputz 10 mm 0,870 Estrich, Dicke 60 mm 1,000 Fenster, Dicke 70 mm 0,130 Geschossdecke aus Stahlbeton, Dicke 180 mm 2,300 Innenwandputz (Gipsputz), Dicke 10 mm 0,350 Kastendeckel mit 27 mm Dämmlage WLZ 025 0,025 Kastenkorpus aus Polystyrol 0,035 Kastenkorpus aus Polystyrol / Platinum-lech, 3D äquivalent R ,017 Kunststoff 0,230 Eps0,9/0,9 Mauerwerk, Dicke 365 mm 0,090 Putzschienen (innen und außen) aus luminium 160,000 Randdämmstreifen (Estrich zur ußenwand), Dicke 10 mm 0,040 nbelüftete Hohlräume Eps0,9/0,9 Wärmedämmschicht oberhalb der Geschossdecke, Dicke 40 mm 0,040 Wärmedämmung der Einbaufuge, Dicke 10 mm 0,040 Wärmedämmung stirnseitig vor der Stahlbetondecke, Dicke 120 mm 0,040 C D ild 4: Einbausituation für den untersuchten Rollladenkasten >>ROK - TOP 36,5/30 mit Verschlussdeckel 025<< gemäß ild 60 aus [2] sowie ngabe der Materialien und Randbedingungen. Die nzahl der unbekannten Temperaturen im erechnungsmodell betrug 9414, die nzahl der finiten Elemente des kompletten Kastenmodells lag bei Längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient Psi -E-C T - 1 b 1-2 b 2 49,562 25,000-0,234 1,490-1,412 1,000 0,222 W/(m K) Der Quotient aus Gesamtwärmestrom durch die Einbausituation (ild 4) und der Temperaturdifferenz (Innen - ussen) ergibt den thermischen Leitwert. Von diesem Ergebnis sind noch die thermischen Leitwerte für die ußenwand und für das Fenster in bzug zu bringen. Somit ergibt sich der längenbezogene Wärmedurchgangskoeffizient Psi. Prüfbericht

5 4.6 Randbedingungen für die f -Wert erechnung Randbedingung q[w/m 2 ] [ o C] R[(m 2 K)/W] diabat 0,000 ussen f.-wert -5,000 0,040 Innen Fenster f.-wert 20,000 0,130 Innen sonstige Oberflächen f.-wert 20,000 0,250 si min - 13,4 o C f 0,737 ild 5: Einbausituation für den untersuchten Rollladenkasten >>ROK - TOP 36,5/30 mit VD 025<< gemäß ild 60 aus [2] sowie ngabe der Randbedingungen. Die nzahl der unbekannten Temperaturen im erechnungsmodell betrug 9331, die nzahl der finiten Elemente des kompletten Kastenmodells lag bei Temperaturfaktor f In der zweiten Simulation mit gleicher Einbausituation unter erücksichtigung der für die Temperaturermittlung geänderten Randbedingungen (ild 5) wurde die innere Oberflächentemperatur an der Stelle zwischen Rollladenkastenunterseite und Fenster ermittelt. Der Temperaturfaktor errechnet sich gemäß [3]. Die Ergebnisse sind ild 5 zu entnehmen. 5

6 5 Zusammenstellung der Ergebnisse Der geprüfte Rollladenkasten mit der ezeichnung erreicht folgende Ergebnisse: >>ROK - TOP 36,5/30 mit VD 025<< Wärmedurchgangskoeffizient Längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient Temperaturfaktor ψ f 0,70 0,22 0,74 W/(m²K) W/(mK) (-) 6 [1] [2] Literatur DIN EN ISO : : Wärmetechnisches Verhalten von Fenstern, Türen und bschlüssen - erechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten - Teil 2: Numerisches Verfahren für Rahmen (ISO/FDIS :2003); Deutsche Fassung EN ISO :2003, euth-verlag erlin. DIN 4108 eiblatt 2: : Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden - Wärmebrücken - Planungs- und usführungeispiele, euth-verlag erlin. [3] DIN : : Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden - erechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten - Teil 2: Mindestanforderungen an den Wärmeschutz, euth-verlag erlin. [4] DIN EN ISO 10211: : Wärmebrücken im Hochbau - Wärmeströme und Oberflächentemperaturen - Detaillierte erechnungen (ISO 10211:2007); Deutsche Fassung EN ISO 10211:2007, euth-verlag, erlin. [5] flixo professional. Computerprogramm zur Erstellung von thermisch-hygrischen auteilund Fassadenschnittanalysen. Weberstraße 10, Zürich, Schweiz. Programmversion: Dieser Prüfbericht besteht aus 6 Seiten und einem Einzelblattprüfzeugnis. Eine auch nur auszugsweise Veröffentlichung ist nur mit schriftlicher Genehmigung des Erstellers gestattet. Paderborn, Ersteller / earbeiter Dipl.-Ing. (FH) Jürgen Lange 6

7 Prüfzeugnis Nr estimmung (mittels Finite-Elemente- Methode) uftraggeber des längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten Psi, sowie des Temperaturfaktors f gemäß DIN EN ISO für ein vollständiges nschluss- Detail mit Rollladenkasten unter erücksichtigung der Vorgaben aus DIN 4108 eiblatt 2. Das Ergebnis dient als Nachweis der Gleichwertigkeit zum eiblatt 2 dieser Rollladen-Einbausituation für eine entsprechende Wärmebrückenbewertung gemäß der gültigen Energieeinsparverordnung. eck + Heun GmbH Steinstraße Mengerskirchen Einbausituation laut DIN 4108, eiblatt 2 - ild 60 mit >>ROK - TOP 36,5/30 mit VD 025<< E F E-F 0,23 W/(m 2 K) 1,94 W/(m K) 0,90 Material [W/(m K)] ußenputz 10 mm 0,870 Estrich, Dicke 60 mm 1,000 Fenster, Dicke 70 mm 0,130 Geschossdecke aus Stahlbeton, Dicke 180 mm 2,300 Innenwandputz (Gipsputz), Dicke 10 mm 0,350 Kastendeckel mit 27 mm Dämmlage WLZ 025 0,025 Kastenkorpus aus Polystyrol 0,035 Kastenkorpus aus Polystyrol / Platinum-lech, 3D äquivalent R ,017 Kunststoff 0,230 Eps0,9/0,9 Mauerwerk, Dicke 365 mm 0,090 Putzschienen (innen und außen) aus luminium 160,000 Randdämmstreifen (Estrich zur ußenwand), Dicke 10 mm 0,040 nbelüftete Hohlräume Eps0,9/0,9 Wärmedämmschicht oberhalb der Geschossdecke, Dicke 40 mm 0,040 Wärmedämmung der Einbaufuge, Dicke 10 mm 0,040 Wärmedämmung stirnseitig vor der Stahlbetondecke, Dicke 120 mm 0,040 C D si min 13,4 o C C-D 1,41 W/(m 2 K) ild 1: Verlauf der Isothermen und farbige Darstellung der verwendeten Materialien Ergebnisse Wärmedurchgangskoeffizient Längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient Temperaturfaktor ψ f 0,70 0,22 0,74 W/(m²K) W/(mK) (-) Paderborn, ewertung Da die Obergrenze der DIN 4108 eiblatt 2-Vorgabe für den Psi-Wert nicht überschritten wird, und der Temperaturfaktor nicht unter 0,70 liegt, ist das hier untersuchte auanschlussdetail ein eiblatt 2-gleichwertiges Einbaudetail. Es kann somit im pauschalen Wärmebrückennachweis gemäß EnEV mit wb 0,05 W/(m²K) alternativ zur eiblatt 2-Vorgabe verwendet werden. Hinweise Dipl.-Ing.(FH)Jürgen Lange 1) 2) 3) 4) 5) lle klimatischen und materialbedingten Randbedingungen entsprechen den normativen Vorgaben aus DIN 4108 eiblatt 2: und der DIN EN ISO 10211: Die mit "Fenster" bezeichnete 70 mm starke Platte dient als Fenster-Platzhalter und entspricht ebenfalls der Vorgabe aus DIN 4108 eiblatt 2: , sowie DIN 4108 eiblatt 2: Die angegegebene äquivalente Wärmeleitfähigkeit des Rollraumes errechnet sich gemäß DIN EN ISO : auf asis eines leicht belüfteteten Hohlraumes und ist hier im ild 1 dargestellt. Die -Werte für die ußenwandkonstruktion und für den Fensterrahmen sind in ild 1 abgebildet. Änderungen im -Wert dieser auteile inesondere zu kleineren Werten, erfordert eine erneute erechnung der jeweiligen Psi- und f -Werte. Der -Wert des völlig aus der Einbausituation herausgenommen Einzelkastens ist gemäß EN ISO berechnet. Wichtig: ist nur ein theoretischer Vergleichswert und für wärmetechnische Nachweise gemäß EnEV nicht einsetzbar! Da die vorgegebene Einbausituation bereits die erhöhten EnEV-nforderungen zur Verwendung von 0,05 W/(m²K) erfüllt, hält diese Einbausituation automatisch die nforderungen an den Mindestwärmeschutz ein. (DIN : , bschnitt 6.2) wb Dipl.-Ing. (FH) Jürgen Lange Thüringer Weg Paderborn Telefon Telefax Prüfbericht info@lange-bauphysik.de