UNTERSUCHUNGSBERICHT

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1 UNTERSUCHUNGSBERICHT Antragsteller: MAGU Bausysteme GmbH An der Hochstraße D Hüfingen Inhalt des Antrags: Rechnerische Bestimmung des Wärmedurchlasswiderstandes R, des Wärmedurchgangskoeffizienten U, des längenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten und der Oberflächentemperaturfaktoren f Rsi mittels der Finite-Elemente-Methode an folgenden Polystyrol-Leichtbau-Rollladen- und Raffstorekästen: MiniBlock: 36/30, H 36/30 Vario GS: 36/30, 42/30 Vario RI: 36/30 Bericht Nr.: B3.1-12/14 Ausstellungsdatum: 18. März 2014 Seiten gesamt: 20 davon Anlagen: 10

2 1. Aufgabenstellung Für die Firma MAGU Bausysteme GmbH in D Hüfingen werden der Wärmedurchlasswiderstand R, der Wärmedurchgangskoeffizient U, der längenbezogene Wärmedurchgangskoeffizient und die Oberflächentemperaturfaktoren f Rsi an folgenden Polystyrol-Leichtbau-Rollladen- und Raffstorekästen mittels der Finite-Elemente -Methode rechnerisch bestimmt: MiniBlock: 36/30, H 36/30 Vario GS: 36/30, 42/30 Vario RI: 36/30 Die - und f Rsi -Werte der Rollladenkästen werden für die Einbausituation in eine monolithische Außenwand bestimmt. Die Schnittzeichnungen der berechneten Kästen sind in den Anlagen 1 bis 5 dargestellt. Seite 2 von 20

3 2. Grundlagen für die Berechnung 2.1. Wärmeschutztechnische Größen Benennung Zeichen Einheiten Wärmeleitfähigkeit Wärmedurchlasswiderstand Wärmeübergangswiderstand Wärmestromdichte Wärmedurchgangskoeffizient Wärmestrom längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient Temperaturfaktor für raumseitige Oberflächen Tabelle 1: Wärmeschutztechnische Größen R R s q U Q f Rsi W/(m K) m² K/W m² K/W W/m² W/(m² K) W W/(m K) - Seite 3 von 20

4 2.2 Randbedingungen für die Berechnung und Auswertung Folgende Temperaturen und Übergangswiderstände werden für die Berechnung verwendet: 1)2) nach DIN EN ISO ) ermittelt. Die äquivalente Wärmeleitfähigkeit des Rollraums wird Für R, U und : Für f Rsi : i = 20 C R si = 0,13 m²k/w i = 20 C R si = 0,25 m²k/w e = -5 C R se = 0,04 m²k/w e = -5 C R se = 0,04 m²k/w e, U-Wert = 0 C d Paneel, U-Wert = 60 mm R si Fenster = 0,13 m²k/w 1 DIN : Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden Teil 2: Mindestanforderungen an den Wärmeschutz 2 DIN 4108 Bbl 2: Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden Wärmebrücken - Planungs- und Ausführungsbeispiele 3 DIN EN ISO : Wärmetechnisches Verhalten von Fenstern, Türen und Abschlüssen Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten Teil 2: Numerisches Verfahren für Rahmen Seite 4 von 20

5 2.3 Materialwerte Als Bemessungswerte der Wärmeleitfähigkeit werden Werte nach DIN ) und DIN EN ISO 10456: ) beziehungsweise die vom Hersteller angegebenen Werte verwendet. Die Wärmeleitfähigkeiten und die entsprechenden Abmessungen der an die Rollladenkästen angrenzenden Bauteile, zur Ermittlung der - und f Rsi -Werte für die Einbausituation der Kästen in eine monolithische Außenwand, sind in der folgenden Grafik dargestellt. 6) Monolithische Außenwand d = 360 mm bis 420 mm = 0,09 W/(m K) Zementestrich d = 40 mm = 1,4 W/(m K) Außenputz d = 15 mm = 1,0 W/(m K) Stirnseitendämmung d = 60 mm, = 0,040 W/(m K) Trittschalldämmung d = 40 mm = 0,040 W/(m K) Betondecke d = 180 mm = 2,3 W/(m K) Innenputz d = 10 mm = 0,57 W/(m K) Fensterstock d = 70 mm = 0,13 W/(m K) Abbildung 1: Schematische Darstellung der Materialwerte zur Berechnung der - und f Rsi-Werte 4 DIN : Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden Teil 4: Wärme- und Feuchteschutztechnische Bemessungswerte 5 DIN EN ISO 10456: Baustoffe und Bauprodukte - Wärme- und feuchtetechnische Eigenschaften - Tabellierte Bemessungswerte und Verfahren zur Bestimmung der wärmeschutztechnischen Nenn- und Bemessungswerte 6 DIN 4108 Bbl 2: Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden Wärmebrücken - Planungs- und Ausführungsbeispiele Bild 60 (teilw. geändert) Seite 5 von 20

6 Der Korpus der Rollladenkästen besteht nach Angabe des Antragstellers aus expandiertem Polystyrol (EPS) mit Infrarot-Trübungsmitteln der WLG 031 (Neopor ). Die Außenschürze der Kästen Miniblock wird von einer PVC-Trägerplatte gebildet. Bei den Kästen Vario 36/30 und 42/30 besteht die Außenschürze aus extrudiertem Polystyrol (XPS) der WLG 034. Die Bauhöhe der Kästen beträgt 295 mm (Anlagen 1 bis 5). Der Deckel des Rollladenkastens Vario 36/30 RI besteht aus einem PVC- Hohlkammerprofil und einer 20 mm dicken Dämmung aus synthetischem Kautschuk. In Tabelle 2 sind die Wärmeleitfähigkeiten der verwendeten Materialien der Kästen dargestellt. Die Wärmeleitfähigkeiten der umgebenden Bauteile sind in der Grafik unter 2.3 Materialwerte angegeben. Material Korpus: Expandiertes Polystyrol (Neopor ) Außenschürze: Extrudiertes Polystyrol Außenschürze, Profile: Polyvinylchlorid (PVC) Revision MiniBlock, Profile: Aluminium Hohlräume (in den Profilen) Rollraum Bemessungswerte der Wärmeleitfähigkeit in W/(m K) 0,031* 0,034* 0, Die äquivalente Wärmeleitfähigkeit für die Hohlräume wird nach DIN EN ISO ermittelt Die äquivalente Wärmeleitfähigkeit für den Rollraum wird nach DIN EN ISO für einen leicht- belüfteten Hohlraum ermittelt* Tabelle 2: Bemessungswerte der Wärmeleitfähigkeit (*Angabe des Antragstellers) Seite 6 von 20

7 2.4 Abmessungen Als Abmessungen werden die vom Hersteller angegebenen Werte, wie in den Anlagen 1 bis 5 dargestellt, verwendet. 3. Durchführung der Untersuchung Die Lösung des zweidimensionalen Temperaturfeldes erfolgt numerisch mittels der Finite-Elemente -Methode. 4. Ergebnisse Betrachteter Kasten Einheit R Kasten m²k W U Kasten W (m²k) R Deckel 4108 Bbl.2 m²k W W (m²k) T min OK Fenster f Rsi OK Fenster T min Sturz / Decke f Rsi Sturz / Decke C - C - Anforderung 1,0 0,85 0,55 0,32 12,6 0,70 12,6 0,70 MAGU Miniblock 36/30 3,98 0,24 raumseitig geschlossen 0,15 15,9 0,84 17,0 0,88 MAGU Miniblock H 36/30 3,98 0,24 raumseitig geschlossen 0,14 15,9 0,84 17,0 0,88 MAGU Vario 36/30 GS 2,72 0,35 raumseitig geschlossen 0,17 15,5 0,82 17,0 0,88 MAGU Vario 42/30 GS 2,97 0,32 raumseitig geschlossen 0,18 15,5 0,82 17,0 0,88 MAGU Vario 36/30 RI 20 mm Deckeldämmung 1,38 0,64 0,76 0,25 12,6 0,70 17,1 0,88 Tabelle 3: Ergebnisse (beachte 2.3 Materialwerte) Seite 7 von 20

8 5. Beurteilung 5.1 Anforderungen der DIN , Abschnitt Die berechneten Kästen erfüllen die Anforderungen der DIN : , Abschnitt an Rollladenkästen. 5.2 Anforderungen der Bauregelliste A, Teil 1, Ausgabe 2013/2 Die berechneten Kästen erfüllen die wärmeschutztechnischen Anforderungen der Bauregelliste A, Teil 1, Ausgabe 2013/2 Anlage 8.2 Richtlinie über Rollladenkästen -RokR- des Deutschen Instituts für Bautechnik, Berlin. 5.3 Anforderungen an Wärmebrücken nach DIN Abschnitt Die berechneten Kästen erfüllen die Anforderungen an Wärmebrücken nach DIN : Abschnitt bezüglich der minimalen Oberflächentemperaturen und der f Rsi -Werte. 5.4 Anforderungen an den linearen Wärmedurchgangskoeffizienten nach DIN 4108-Bbl. 2: Der Referenzwert für den rechnerischen Nachweis des linearen Wärmedurchgangskoeffizienten berechneten Kästen eingehalten. nach DIN 4108-Bbl. 2: wird von den Seite 8 von 20

9 5.5 Kurzbeurteilung Eine Kurzbeurteilung erfolgt nach den rechtlichen Anforderungen der Bauregelliste, der DIN : und des Beiblatts DIN 4108 Bbl 2: Betrachteter Kasten DIN : , Abschnitt Bauregelliste A, Teil 1, Ausgabe 2013/02 DIN : , Abschnitt DIN 4108-Bbl 2: MAGU Miniblock 36/30 MAGU Miniblock H 36/ MAGU Vario 36/30 GS MAGU Vario 42/30 GS MAGU Vario 36/30 RI Tabelle 4: Kurzbeurteilung: Anforderung eingehalten: + Anforderung nicht eingehalten: Anforderung nicht geprüft: * Seite 9 von 20

10 6. Haftung Die berechneten Werte gelten nur für die angegebenen Materialien sowie deren Eigenschaften und Abmessungen. Für die durchgeführten Berechnungen ist der gegenwärtige Stand der Forschung maßgebend. Eine Haftung kann daher nur im Rahmen dieses Kenntnisstandes übernommen werden. Die Gewährleistung für gutachterliche Aufträge an das FIW e.v. beschränkt sich auf die gesetzliche Haftung von 5 Jahren entsprechend den Verjährungsbestimmungen nach 634a BGB für Bauwerke. Gräfelfing, den 18. März 2014 Dipl.-Ing. Christoph Sprengard Dipl.-Ing. (FH) Holger Simon Seite 10 von 20

11 Anlage 1: Schnittzeichnung Rollladenkasten MiniBlock 36/30 Seite 11 von 20

12 Anlage 2: Schnittzeichnung Rollladenkasten MiniBlock H 36/30 Seite 12 von 20

13 Anlage 3: Schnittzeichnung Rollladenkasten Vario 36/30 GS Seite 13 von 20

14 Anlage 4: Schnittzeichnung Rollladenkasten Vario 42/30 GS Seite 14 von 20

15 Anlage 5: Schnittzeichnung Rollladenkasten Vario 36/30 RI Seite 15 von 20

16 Anlage 6: MiniBlock 36/30 Temperaturen (oben) und Wärmestromdichte (unten) Seite 16 von 20

17 Anlage 7: Temperaturen (oben) und Wärmestromdichte (unten) Rollladenkasten MiniBlock H 36/30 Seite 17 von 20