UNTERSUCHUNGSBERICHT
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- Alexandra Eberhardt
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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: 30/30, 36/30 Vario RI: 25/26 mit 30 mm Deckeldämmung, 30/30, 36/30 mit 20 mm Deckeldämmung Vario J: 25/26, 30/30 Bericht Nr.: B3.1-11/14 Ausstellungsdatum: 18. März 2014 Seiten gesamt: 29 davon Anlagen: 18
2 2. 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: 30/30, 36/30 Vario RI: 25/26 mit 30 mm Deckeldämmung 30/30, 36/30 mit 20 mm Deckeldämmung Vario J: 25/26, 30/30 Die - und f Rsi -Werte der Rollladen- und Raffstorekästen werden für die Einbausituation in eine Außenwand mit Wärmedämmverbundsystem (WDVS) bestimmt. Die Schnittzeichnungen der berechneten Kästen sind in den Anlagen 1 bis 9 dargestellt. Seite 2 von 29
3 3. Grundlagen für die Berechnung 3.1. 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 29
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 29
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 Rollladen- und Raffstorekästen angrenzenden Bauteile, zur Ermittlung der - und f Rsi -Werte für die Einbausituation der Kästen in einer Außenwand mit Wärmedämmverbundsystem (WDVS), sind in der folgenden Grafik dargestellt. 6) Mauerwerk 240 mm = 0,99 W/(m K) Wärmedämmverbundsystem d = 160mm = 0,040 W/(m K) Außenputz d = 8 mm = 1,0 W/(m K) Zementestrich d = 40 mm = 1,4 W/(m K) Innenputz d = 10 mm = 0,57 W/(m K) Trittschalldämmung d = 40 mm = 0,040 W/(m K) Betondecke d = 180 mm = 2,3 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 B 62 (teilw. geändert) Seite 5 von 29
6 Der Korpus der Rollladen- und Jalousiekästen besteht nach Angabe des Antragstellers aus expandiertem Polystyrol (EPS) mit Infrarot-Trübungsmitteln der WLG 031 (Neopor ). Die Außenschürze der Kästen Miniblock und Vario 25/26 wird von einer PVC-Trägerplatte gebildet. Bei den Kästen Vario 30/30 und 36/30 besteht die Außenschürze aus extrudiertem Polystyrol (XPS) der WLG 034. Die Bauhöhe der Kästen beträgt 265 mm bzw. 295 mm (Anlagen 1 bis 9). Der Deckel des Rollladenkastens Vario 25/26 RI besteht aus einem PVC- Hohlkammerprofil und einer 30 mm dicken Dämmung aus synthetischem Kautschuk. Bei den Kästen Vario 30/30 RI und 36/30 RI ist die Deckeldämmung 20 mm dick. 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 Jalousie-Aufnahmeschacht 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* Außenluftbedingung Tabelle 2: Bemessungswerte der Wärmeleitfähigkeit (*Angabe des Antragstellers) Seite 6 von 29
7 2.4 Abmessungen Als Abmessungen werden die vom Hersteller angegebenen Werte, wie in den Anlagen 1 bis 9 dargestellt, verwendet. 4. Durchführung der Untersuchung Die Lösung des zweidimensionalen Temperaturfeldes erfolgt numerisch mittels der Finite-Elemente -Methode. 5. 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 0,23 12,6 0,70 12,6 0,70 MAGU Miniblock 36/30 3,98 0,24 raumseitig geschlossen 0,05 15,8 0,83 18,6 0,94 MAGU Miniblock H 36/30 3,98 0,24 raumseitig geschlossen 0,04 15,9 0,84 18,6 0,94 MAGU Vario 30/30 GS 2,12 0,44 raumseitig geschlossen 0,11 15,7 0,83 18,3 0,93 MAGU Vario 36/30 GS 2,72 0,35 raumseitig geschlossen 0,07 15,5 0,82 18,5 0,94 MAGU Vario 25/26 RI 30 mm Deckeldämmung MAGU Vario 30/30 RI 20 mm Deckeldämmung 1,05 0,82 1,05 0,22 13,6 0,74 17,8 0,91 1,21 0,72 0,76 0,17 12,9 0,72 18,4 0,94 Seite 7 von 29
8 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 0,23 12,6 0,70 12,6 0,70 MAGU Vario 36/30 RI 20 mm Deckeldämmung 1,38 0,64 0,76 0,14 12,7 0,71 18,6 0,94 MAGU Vario 25/26 J 3,06 0,31 raumseitig geschlossen 0,19 17,0 0,88 17,3 0,89 MAGU Vario 30/30 J 3,83 0,25 raumseitig geschlossen 0,08 16,7 0,87 18,2 0,93 Tabelle 3: Ergebnisse (beachte 2.3 Materialwerte) Seite 8 von 29
9 6. 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 9 von 29
10 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 30/30 GS MAGU Vario 36/30 GS MAGU Vario 25/26 RI 30 mm Deckeldämmung MAGU Vario 30/30 RI 20 mm Deckeldämmung MAGU Vario 36/30 RI 20 mm Deckeldämmung MAGU Vario 25/26 J MAGU Vario 30/30 J Tabelle 4: Kurzbeurteilung: Anforderung eingehalten: + Anforderung nicht eingehalten: Anforderung nicht geprüft: * Seite 10 von 29
11 7. 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 11 von 29
12 Anlage 1: Schnittzeichnung Rollladenkasten MiniBlock 36/30 Seite 12 von 29
13 Anlage 2: Schnittzeichnung Rollladenkasten MiniBlock H 36/30 Seite 13 von 29
14 Anlage 3: Schnittzeichnung Rollladenkasten Vario 30/30 GS Seite 14 von 29
15 Anlage 4: Schnittzeichnung Rollladenkasten Vario 36/30 GS Seite 15 von 29
16 Anlage 5: Schnittzeichnung Rollladenkasten Vario 25/26 RI Seite 16 von 29
17 Anlage 6: Schnittzeichnung Rollladenkasten Vario 30/30 RI Seite 17 von 29
18 Anlage 7: Schnittzeichnung Rollladenkasten Vario 36/30 RI Seite 18 von 29
19 Anlage 8: Schnittzeichnung Jalousiekasten Vario 25/26 J Seite 19 von 29
20 Anlage 9: Schnittzeichnung Jalousiekasten Vario 30/30 J Seite 20 von 29
21 Anlage 10: MiniBlock 36/30 Temperaturen (oben) und Wärmestromdichte (unten) Seite 21 von 29
22 Anlage 11: Temperaturen (oben) und Wärmestromdichte (unten) Rollladenkasten MiniBlock H 36/30 Seite 22 von 29
23 Anlage 12: Temperaturen (oben) und Wärmestromdichte (unten) Vario 30/30 GS Seite 23 von 29
24 Anlage 13: Temperaturen (oben) und Wärmestromdichte (unten) Vario 36/30 GS Seite 24 von 29
25 Anlage 14: Temperaturen (oben) und Wärmestromdichte (unten) Vario 25/26 RI Seite 25 von 29
26 Anlage 15: Temperaturen (oben) und Wärmestromdichte (unten) Vario 30/30 RI Seite 26 von 29
27 Anlage 16: Temperaturen (oben) und Wärmestromdichte (unten) Vario 36/30 RI Seite 27 von 29
28 Anlage 17: Temperaturen (oben) und Wärmestromdichte (unten) Vario 25/26 J Seite 28 von 29
29 Anlage 18: Temperaturen (oben) und Wärmestromdichte (unten) Vario 30/30 RI Seite 29 von 29
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