Wärmedurchgangskoeffizient des Rollladenkastens»Elite XT «Revision unten/innen

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Wärmedurchgangskoeffizient des Rollladenkastens»Elite XT 175-220«Revision unten/innen"

Holger Kerner
vor 8 Jahren
Abrufe

3 IBP Forschung, Entwicklung, Demonstration und Beratung auf den Gebieten der Bauphysik Zulassung neuer Baustoffe, Bauteile und Bauarten Bauaufsichtlich anerkannte Stelle für Prüfung, Überwachung und Zertifizierung Institutsleitung Univ.-Prof. Dr.-Ing. Gerd Hauser Univ.-Prof. Dr.-Ing. Klaus Sedlbauer Prüfbericht P7-016/2011 Wärmedurchgangskoeffizient des Rollladenkastens»Elite XT «Revision unten/innen Auftraggeber: EXTE-Extrudertechnik GmbH Wasserfuhr Wipperfürth Stuttgart, 24. Januar 2011 Nobelstraße Stuttgart Telefon Telefax Institutsteil Holzkirchen Fraunhoferstr Valley Telefon Telefax Projektgruppe Kassel Gottschalkstr. 28a Kassel Telefon Telefax

4 1 Einleitung Das Fraunhofer-Institut für Bauphysik, Stuttgart, wurde von der EXTE-Extrudertechnik GmbH beauftragt, den W ärm edurchgangskoeffizienten Usb eines Rollladenkastens nach DIN EN ISO : (zweidimensionale wärmetechnische Simulation mittels Finite-Differenzen-Verfahren) sowie den fi^-w ert gem äß Bauregelliste zu ermitteln, d, h. unter Berücksichtigung der Normen DIN 4108 Teil und DIN 4108 Beiblatt Eingangsdaten Die Rollladenkastendaten wurden dem Fraunhofer-Institut für Bauphysik in Form von PDF- und DXF-Dateien inklusive der zur Berechnung notwendigen M aterialangaben vom Auftraggeber zur Verfügung gestellt. 3 Beschreibung des Rollladenkastens Bei dem untersuchten Rollladenkasten»Elite XT «handelt es sich um ein Aufsatzkasten-System aus Kunststoff. Das System wird mit dem jeweiligen Fensterelement mittels passendem Adapterprofil inklusive einem Verstärkungsprofil im Bereich des oberen Fensterblendrahmens verbunden und anschließend als Gesamtelement am Bau montiert. Die Außenm aße des gesamten Kastens betragen im Querschnitt b x h = 220 mm x 175 mm. Der Kastenkorpus besteht aus PVC-Flohlkam m erprofilen, die eine Bauhöhe von ca. 9 mm aufweisen. Die halbschalenförm ige, zweiteilige W ärm edäm m ung des Kastenkorpus ist an der Innenschürze mindestens 31 mm dick. Die Höhe der W ärm edäm m ung beträgt ca. 156 mm. Der Querschnitt des verbleibenden Rollraums ist maximal 170 mm breit und 136 mm hoch. Der Panzerauslassschlitz zwischen der Innenkante der Außenschürze und der Außenkante des Fenster-Adapter- bzw. Abrollprofils beträgt 40 mm ohne Berücksichtigung m öglicher Bürstendichtungen (Bild 1). 4 Durchführung der Berechnungen 4.1 Methode Der W ärm edurchgangskoeffizient USb w urde nach DIN EN [1 ] mit Hilfe eines zweidimensionalen, stationären Finite-Differenzen-Program m s berechnet, das in [2] beschrieben ist. In einem zweiten Berechnungslauf wurde unter geänderten Geometrie- und Klim a-randbedingungen [3; 4] die niedrigste Innenoberflächentemperatur ermittelt und daraus gem äß [4] der Tem peraturfaktor frsi berechnet. 4.2 M aterialkennwerte Für die W ärm eleitfähigkeit der verwendeten Baustoffe kamen die folgenden Bemessungswerte gem äß [1] zum Ansatz, zusätzlich ergänzt durch herstellerspezifische Angaben: Kastenkorpus aus PVC 0,17 W/(m-K) Adapterprofil oberhalb des Fensterblendrahm ens aus PVC 0,17 W/(rn-K) Verstärkungsprofil im Adapterprofil (Herstellerangabe) 0,17 W/(m-K) W ärm edäm m ung, halbschalenförm ig (W ärmedämmkeil) 0,031 W/(m-K) Fensterrahmen (nur bei Berechnung für f RSi) 0,13 W/(m-K) Prüfbericht P7-016/2011 2

unter Berücksichtigung der Normen DIN 4108 Teil 2 2003-07 und DIN 4108 Beiblatt 2 2006-03.

5 Der Rollraum ist als leicht belüftet, die Hohlkammern der PVC-Profile sowie alle weiteren konstruktiv bedingten Lufträume sind als unbelüftete Hohlräum e gem äß [1] angenom m en. Die Abm essungen des nach [1] adiabaten Fenster-Blendrahmens beträgt im Rahmen der U-W ert-erm ittlung b x h = 60 mm x 20 mm. Im zweiten Berechnungslauf zur Ermittlung des frsi-wertes wird anstelle des adiabaten Fenster- Blendrahmens ein Fenster-Rahmen aus W eichholz mit b x h = 70 mm x 300 mm eingesetzt. 4.3 Randbedingungen Als Randbedingungen wurden die Lufttemperaturen und W ärm eübergangswiderstände zu beiden Seiten des Profils wie folgt vorgegeben: Für die U-W ert-berechnuna: Lufttemperatur außen 0 C Lufttemperatur innen 20 C W ärm eübergangswiderstand innen 0,13 (m2-k)/w W ärm eübergangswiderstand außen 0,04 (m2-k)/w Für die f^-w ert-berechnung: Lufttemperatur außen -5 C Lufttemperatur innen 20 C W ärm eübergangswiderstand innen (nur am Fensterrahmen) 0,13 (m2-k)/w W ärm eübergangswiderstand innen (außer am Fensterrahmen) 0,25 (m 2-K)/W W ärm eübergangswiderstand außen 0,04 (m 2-K)/W Die Zone direkt oberhalb der Kastenoberseite sowie direkt unterhalb des Fensterblendrahmens wurde gem äß Norm vorgabe als adiabate Zone berücksichtigt. Der Emissionsgrad wurde für alle Oberflächen mit 0,9 angenom m en. Die Anzahl der Knoten im Berechnungsm odell betrug bei der U-W ert-berechnung , die Anzahl der Dreiecke nach der Triangulierung des kompletten Kastenmodells betrug Im Falle der Berechnung für den frsi-w ert betrug die Anzahl der Knoten , die der Dreiecke Ergebnisse der Berechnungen Der Gesam twärm estrom durch die Konstruktion betrug 2,92 W/m. Daraus errechnet sich der thermische Leitwert L2D = 0,1460 W/(m-K). Bezogen auf die Projektionsfläche des Rollladenkastens mit einer Höhe von 175 mm beträgt der W ärm edurchgangskoeffizient USb des untersuchten Rollladenkastens somit: U5b = 0,83 W/(m2-K). Die niedrigste Oberflächentem peratur im Eckbereich zwischen Kastenkorpus und Fensterblendrahmen betrug 12,5 C. Daraus errechnet sich der Tem peraturfaktor zu f Rsi = 0,7 0. Prüfbericht P7-016/2011 3

Im zweiten Berechnungslauf zur Ermittlung des frsi-wertes wird anstelle des adiabaten Fenster- Blendrahmens ein Fenster-Rahmen aus W eichholz mit b x h = 70 mm x 300 mm eingesetzt. 4.

6 6 Literatur [1] DIN EN ISO : : Wärmetechnisches Verhalten von Fenstern, Türen und Abschlüssen - Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten - Teil 2: Numerisches Verfahren für Rahmen (ISO/FDIS :2003); Deutsche Fassung EN ISO :2003, Beuth-Verlag, Berlin. [2] BISCO. Computer program to calculate two-dimensional steady state heat transfer in free-form objects. Version 7.1w, Manual 2006, Physibel, Maldegem, Belgium. [3] DIN 4108 Beiblatt 2: : Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden - Wärmebrücken - Planungs- und Ausführungsbeispiele, Beuth-Verlag, Berlin. [4] DIN : : Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden - Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten - Teil 2: Mindestanforderungen an den Wärmeschutz, Beuth- Verlag, Berlin. [5] Bauregelliste A, Bauregelliste B und Liste C - Ausgabe 2010/1 - DIBt Mitteilungen Sonderheft Nr. 39 vom 30. Juni 2010, Verlag Ernst & Sohn, Berlin 2010 Hinweis: Die Ergebnisse beziehen sich ausschließlich auf den geprüften Gegenstand. Die Berechnungen wurden von Dezember 2010 bis Januar 2011 durchgeführt. Dieser Prüfbericht besteht aus 4 Seiten Text und 4 Bilder. Auszugsweise Veröffentlichung nur mit Stuttgart, den 24. Januar 2011/JL schriftlicher Genehmigung des Fraunhofer- Instituts für Bauphysik gestattet. Stellv. Abteilungsleiter Bearbeiter Zego Fraunhofer I Dipl.-Ing. (FH) Marcus Hermes Prüfbericht P7-016/2011 4

Version 7.1w, Manual 2006, Physibel, Maldegem, Belgium.

7 adiabat v Rs, = 0,13 (m2k/w) 0, = 20 C adiabat /V v Fensterblendrahmen gemäß Normvorgabe 60 mm dick und adiabat Rse = 0,04 (m2 K/W) 0e=O C Bild 1: Originalzeichnungsvorlage des Auftraggebers für den untersuchten Rollladenkasten»Elite XT «sowie Angabe der Randbedingungen für die wärmetechnische Berechnung (hier U-Wert-Berechnung; für frsrermittlung gelten die Bedingungen aus 4.3). m Prüfbericht P7-016/2011

untersuchten Rollladenkasten»Elite XT 175-220«sowie Angabe der Randbedingungen für die wärmetechnische

8 Bild 2: Darstellung der Wärmestromlinien bei der U-Wert-Ermittlung des»elite XT , Revision innen/unten«. NAH Prüfbericht P7-016/2011

9 ep=-5 c Bild 3: Verlauf der Isothermen bei der frs,-wert-ermittlung des»elite XT , Revision innen/unten«. MAtf Prüfbericht P7-016/2011

10 Bild 4: MH Farbiger Temperaturverlauf bei der frsrwert-ermittlung des»elite XT , Revision innen/unten«. Prüfbericht P7-016/2011

Ähnliche Dokumente

ψ = 0,17 W/(mK) 0,23 W/(mK)

ψ = 0,17 W/(mK) 0,23 W/(mK) Dipl.-Ing. Günter Werner Ingenieurbüro Bieberkamp 12 b 58710 Menden Telefon 0 23 73 / 98 93-0 Telefax 0 23 73 / 98 93-24 e-mail. info@ing-werner.de www.ing-werner.de Baustatik Brandschutz Tiefbau Bauphysik