Innovativer Sonnenschutz in der Fassade. Dipl. Phys. Michael Rossa. ift Rosenheim

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1 Klimainfisso 2013 Ganzheitliche bauphysikalische Bewertung des Sonnenschutzes Innovativer Sonnenschutz: Zusammenspiel von Planern & Fensterbauern Prof. Dr. Elmar Junker, Hochschule Rosenheim, ift Rosenheim Dipl. Phys. Michael Rossa, ift Rosenheim Innovativer Sonnenschutz in der Fassade Dipl. Phys. Michael Rossa ift Rosenheim

2 Agenda Anforderungen an Sonnenschutzsysteme Hochselektive Sonnenschutzgläsern, elektrochrome Verglasung Photovoltaik als Sonnenschutz innen und außen liegende Systeme Automatisierung

3 Agenda Anforderungen an Sonnenschutzsysteme Hochselektive Sonnenschutzgläsern, elektrochrome Verglasung Photovoltaik als Sonnenschutz innen und außen liegende Systeme Automatisierung

4 Anforderungen an den Sonnenschutz Investor / Bauherr Geringe Wartungskosten und lange Wartungsintervalle Energieeffizient, Klimatisierung vermeiden (Kosten) Langlebig Nutzerkomfort geringe Planungs- und Investitionskosten

5 Anforderungen an den Sonnenschutz Nutzer Nutzerfreundliche Bedienung / Reinigung Sichtverbindung nach außen optimaler Sonnschutz, niedriger g-wert keine Blendung ausreichendes Tageslichtangebot behagliche Innenraumtemperaturen, thermischer Komfort Handelskammer Bozen Dauerhaftigkeit Optik

6 Sonnenschutz: Nicht gewünschte Optimierungsstrategie!

7 Wohin mit der Sonne? Strategien Primäre Aufgabe des Sonnenschutzsystems Schutz des Innenraumes vor Überhitzung Strategien-Sonnenschutz / Blendschutz/ Tageslichtlenkung Verschattung Absorption (selektiv, nicht selektiv) Reflexion (selektiv, nicht selektiv) Lichtlenkung Streuung (nur bei Licht sinnvoll)

8 Agenda Anforderungen an Sonnenschutzsysteme Hochselektive Sonnenschutzgläsern, elektrochrome Verglasung Photovoltaik als Sonnenschutz innen und außen liegende Systeme Automatisierung

9 Strategie Reflexion und Absorption - Sonnenschutzglas Vorteil kein Nutzereinfluss hohes Lichttransmission bei niedrigem g-wert keine Wartung lange Lebensdauer architektonische Gestaltung U g -Werte bis ca. 0,7 W/(m²K) Nachteil sehr niedrige g-werte reduzieren auch die Lichttransmission fehlende Variabilität (g-wert, Licht) zusätzlicher Blendschutz erforderlich reduzierte solare Gewinne in der Heizperiode In Kombination mit einem absorbierenden teilflächigen Siebdruck / Folie kann auch ein Blendschutz mit dem Glas realisiert werden.

10 The Cube hochselektives Sonnenschutzglas Fotos: Interpane

11 Tornado Tower hochselektives Sonnenschutzglas Tornado Tower Fotos: Interpane

12 Seite 12 Sonnenschutz mit hochselektiven Beschichtungen 1,0 0,9 0,8 Transmissionsgrad 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 Floatglas Wärmeschutzbeschichtung 80/63 Sonnenschutzbeschichtung 60/33 Weissglas 0,2 0,1 0, Wellenlänge in nm

13 Elektrochrome Verglasung variable Transmission τ L =50%, g=38% τ L = 30% τ L =15%, g=12% Fotos: EControl econtrol-referenzen.html Ein Blendschutz ist auch bei sehr niedriger Lichttransmission erforderlich

14 Agenda Anforderungen an Sonnenschutzsysteme Hochselektive Sonnenschutzgläsern, elektrochrome Verglasung Photovoltaik als Sonnenschutz innen und außen liegende Systeme Automatisierung

15 Sonnenschutz mit Photovoltaik Quelle: sunthink

16 Gebäudeintegrierte Photovoltaik als Sonnenschutz Dachverglasung, Hauptbahnhof Berlin Foto Michael Rossa

17 Photovoltaik als Sonnenschutz

18 Sonnenschutz mit gebäudeintegrierter Photovoltaik technische Bewertung Stromerzeugung g-wert Sonnenschutz g-wert / g-value 0,55 0,5 0,45 0,4 0,35 0,3 Standardmessung / normative measurement Messung mit el. Last / measurement incl. consumer load P el =70W P el =101W Quelle: Schäfle, Lux Feldmeier, Bauphysik Unterschiedlicher Belegungsgrad kann genutzt werden, um den gewünschten g-wert zu erhalten. 0,25 45% 50% 55% 60% 65% 70% 75% Belegungsgrad mit PV-Zellen in % der Gesamtfläche occupancy level of the PV-cells in % of total area

19 Agenda Anforderungen an Sonnenschutzsysteme Hochselektive Sonnenschutzgläsern, elektrochrome Verglasung Photovoltaik als Sonnenschutz innen und außen liegende Systeme Automatisierung

20 Variable im Scheibenzwischenraum integrierte Systeme Bild: Isolette

21 Selektiver außen liegender Sonnenschutz Quelle: Warema

22 Seite 22 Strategie Reflexion - nicht winkelselektive, innenliegende Systeme Gewebe strukturiert mit reflektierenden Oberfläche Blendschutz übernimmt Funktion Sonnenschutz Sichtverbindung nach außen gegeben Ein innen liegender Blendschutz kann in reflektierender Ausführung auch die Funktion Sonnenschutz übernehmen. Isolierglas und innen liegender Blend-/Sonnenschutz bilden ein System!

23 Retroflex Lamelle Aluminium- Spiegel Unterseite mattweiß Durchsicht Diffuser Lichteinfall Lamellenanstellwinkel Quelle: Köster Lichtplanung

24 Sichtverbindung nach außen außen liegender Sonnenschutz Sichtkontakt durch gelochte Umlenklamelle Foto: Prof. Bartenbach

25 Lamellensysteme in der Fassade Fotos: Quelle Wicona

26 Sommerlicher Wärmeschutz an Fassaden Seite 26 Bewertung innovativer Sonnenschutzeinrichtungen Kalorimetrische Messung, ift

27 Sommerlicher Wärmeschutz an Fassaden Seite 27 Kalorimetrische Messapparatur 1. Solarsimulator (künstliche Sonne) mit veränderbarem Einstrahlungswinkel 2. Scanvorrichtung 3. Außenkammer 4. Probekörperhalterung 5. Probekörper 6. Solarimeter 7. Umwälzlüfter Außenkammer 8. Innenkammer 9. Rippenkühler 10. Umwälzlüfter Innenraum 11. Schutzkasten

28 Agenda Anforderungen an Sonnenschutzsysteme Hochselektive Sonnenschutzgläsern, elektrochrome Verglasung Photovoltaik als Sonnenschutz innen und außen liegende Systeme Automatisierung

29 Wohin mit Sonne und Licht? Die Planung von Sonnen-, Blend- und Tageslichtsystemen ist eine Gewerke übergreifende Planungsaufgabe. Innovative Sonnen-, Blend- und Tageslichtsysteme sollten mit dem Kunstlicht geplant werden. Energieeffizienz? zuviel bis ausreichend mangelhafte Ausleuchtung in der Raumtiefe Beispiel: Kunstlicht

30 Wohin mit Sonne und Licht? Die Planung von Sonnen- Blend- und Tageslichtsystemen ist eine Gewerke übergreifende Planungsaufgabe Innovative Sonnen-, Blend und Tageslichtsysteme sollten mit dem Kunstlicht geplant werden. selektive Ansteuerung der Beleuchtung zuviel bis ausreichend mangelhafte Ausleuchtung in der Raumtiefe Beispiel: Kunstlicht

31 Strategie Lichtlenkung Umlenkschwerter, Prismen Verbesserte energieeffiziente Raumausleuchtung durch Tageslichtlenkung mit Unterstützung des Kunstlichts in Raumtiefe Systeme: Innen und außen liegende Umlenkschwerter Speziell geformte Jalousielamellen Prismenstrukturen Hinweis: Tageslichtlenkung erzeugt nicht mehr Licht, sondern verteilt es nur besser! Prismensysteme Umlenkschwert direktes Sonnenlicht Foto: Prof. Bartenbach

32 Wohin mit der Sonne? Eine nicht zu unterschätzende Größe ist das Nutzerverhalten. Innovative Sonnen-, Blend- und Tageslichtsysteme sollten fehlerhaftes Nutzerverhalten korrigieren! Beispiel: Sonnenschutz mit geöffnetem Fenster Oft wir der Sonneschutz erst betätigt, wenn der Nutzer geblendet wird! Beispiel: Falsche Lamellenstellung, direkte Blendung

33 Bauteilanbindung über Bustechnik Abkürzung BUS binary unit system Kommunikation mehrer Teilnehmer über ein Medium Integration von Elektronik und Elektromechanik in Außenwandbauteilen wird besonders wirkungsvoll durch die Vernetzung aller elektronischen Komponenten Es haben sich zur Verbindung der Bauteile verschiedene digitale Bussysteme etabliert. CO 2

34 Innovation Automatisierung / Bedienung Schutz vor starker Solarstrahlung ohne komplette Abdunkelung des Raumes Sichtverbindung zur Außenwelt Ansteuerung dezentral über regenerative Energien Sensoren korrigieren fehlerhaftes Nutzerverhalten Innovative Bedienkonzepte Nutzer kann in die automatische Steuerung eingreifen Einbruchschutz durch Sicherheitsrollladen Foto:Warema

35 Vielen Dank!