Sommerlicher Wärmeschutz mit Raffstoren

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1 Sommerlicher Wärmeschutz mit Übersicht Ein effektiver sommerlicher Wärmeschutz ist bei heutiger Bauweise unverzichtbar. Durch eine hoch gedämmte Außenfassade, die im Winter effektiv vor Wärmeverlusten schützt, auch im Sommer die durch die Verglasung eingestrahlte Wärmeenergie im Gebäude gehalten. So kann es schnell zu einer Überhitzung der Räume kommen. Am effektivsten lässt sich das durch außen angebrachte verhindern. Ein Raffstore fängt im en Zustand über 90% der Strahlung schon vor der Verglasung ab und verhindert so das starke Aufheizen der dahinter liegenden Räume. Abb. 2: Aufheizung von Räumen ohne Sonnenschutz 21063v1 Einfluss der Verglasung Ein exakteres Verfahren für die Berechnung beschreibt die DIN EN Sonnenschutzeinrichtungen in Kombination mit Verglasungen Berechnung der Solarstrahlung und des Lichttransmissionsgrades. In Abhängigkeit der Verglasung, die in der Berechnung über den Wärmedurchlasskoeffizienten der Verglasung (U g in W/m²K) und den Energiedurchlassgrad (g-wert) definiert, kann mit Hilfe dieses Verfahrens eine exakte Berechnung des Gesamtenergiedurchlassgrades (g tot ) erfolgen. Im Anschluss dann der Abminderungsfaktor F c des Sonnenschutzes in Kombination mit der eingesetzten Verglasung bestimmt: F c = g tot /g In der Regel werden außen angebrachte mit en (2fach en und 3fach en) kombiniert. Diese Kombination bietet den Vorteil, dass die Räume durch den Sonnenschutz im Sommer angenehm kühl bleiben und die solaren Wärmeenergiegewinne im Winter bestmöglich genutzt werden können. Auswirkungen der Lamellenfarbe Die Farbe der hat bei den Ergebnissen einen entscheidenden Einfluss. Das liegt in den großen Unterschieden der Reflexionsgrade der Lamellen begründet. So liegt der Reflexionsgrad einer weißen Lamelle zwischen 70% τ e 82%, der einer dunklen bis schwarzen Lamellen zwischen 15% τ e 27%. Bei komplett en wirkt sich der Reflexionsgrad nur gering aus, die weißen stellen sich etwas effektiver dar. Werden die Lamellen geöffnet so reflektieren weiße durch Vielfachreflexionen wesentlich mehr Licht und damit auch mehr Energie in den Raum. Für den sommerlichen Wärmeschutz stellt sich im geöffneten Zustand also der dunkle Raffstore besser dar, gleichzeitig aber auch der Lichteintrag stark reduziert. Der gute Kompromiss zwischen sommerlichen Wärmeschutz und Tageslichteintrag liegt bei Farben mit einem Reflexionsgrad um die 50%. Produktmerkmale Fassaden-Basis- Fassaden-Premium- Lichtlenkung 22165v1 Führungen Blenden Abb. 3: Reduzierung der Aufheizung von Räumen durch Definition des F c -Wertes Zur Berechnung des Nachweis zum sommerlichen Wärmeschutz nach DIN sind in Tabelle 8 Anhaltswerte für den sogenannten Abminderungsfaktor F c für verschiedene Sonnenschutzsysteme angegeben. Diese Werte sind unabhängig von der eingesetzten Verglasung verwendbar und liegen für den außen montierten Raffstore auf der sicheren Seite de/ Planung Sicherheitssysteme Zubehör Antriebe Steuerungssysteme

2 Einfluss automatisierter Steuerungen Automatisierte Steuerung Mit einer automatisierten Steuerung die energetisch sinnvollste Nutzung der garantiert. Mit Hilfe einer Lamellennachführung im -Winkel stehen die Lamellen immer exakt so, dass die direkte Sonneneinstrahlung aus und das diffuse Tageslicht bestmöglich genutzt. Auf diese Weise kann auf eine künstliche Beleuchtung des Raumes weitgehend verzichtet werden. Zudem erhält der Nutzer den bestmögliche Ausblick und damit das höchstmögliche Maß an visueller Behaglichkeit. Entscheidend für das Rechenergebnis ist zudem die Annahme des Sonnenhöhenwinkels. Hierbei ist darauf zu achten, dass die direkte Besonnung der Verglasung aus ist. So ergibt sich für jeden Lamellenwinkel der dazugehörige Sonnenhöhenwinkel. Empfehlungen für die Berechnung liegen bei: Lamellenwinkel Sonnenhöhenwinkel in Geschlossen Waagerecht 45 Abb. 4: 22759v1 Für Lamellen mit einer automatisierten Lamellennachführung () empfiehlt sich in Anlehnung an die DIN V die Annahme eines Lamellenwinkels von 45. Der Abminderungsfaktor nach DIN EN von ist also abhängig von: der eingesetzten Verglasung der Farbe der der Lamellenstellung des Sonnenhöhenwinkels 22758v1 Abb. 5: 22757v1 Abb. 6: de/

3 Abminderungsfaktoren Übersicht In den nachfolgenden Diagrammen sind Anhaltswerte für weiße, silberne und anthrazitfarbene Lamellen. Die Angabe des bedeutet, dass die direkte Sonneneinstrahlung aus ist. Produktmerkmale Gesamtenergiedurchlassgrad in Kombination mit einer Fassaden-Basis- Abb. 7: waagerecht mit Gesamtenergiedurchlass 80 mm Lamellen und D01 Abb. 8: waagerecht mit Abminderungsfaktor 80 mm Lamellen und D02 Fassaden-Premium- Gesamtenergiedurchlassgrad in Kombination mit einer 3fach Lichtlenkung waagerecht mit Abb. 9: Gesamtenergiedurchlass 80 mm Lamellen und 3fach Abb. 10: Abminderungsfaktor 80 mm Lamellen und 3fach Die vertikale Linie kennzeichnet die in der DIN V empfohlene Annahme der Lamellenstellung von 45. D03 waagerecht mit D04 Führungen Die oben angegebenen Winkel ermöglichen immer die bestmögliche Tageslichtnutzung bei sommerlichem Wärmeschutz. Es entstehen Leuchtdichten an der Fassade, die für eine gute Raumausleuchtung zeitweise gar nicht nötig sind. Daher sollten bei einer optimierten Steuerung immer zwei Modi angeboten werden: 1. die Tageslichtoptimierte Version, d.h. die Lamellen stehen immer soweit offen, dass die direkte Sonneneinstrahlung aus. 2. die Version für den sommerlichen Wärmeschutz, d.h. die Lamellen sind soweit, dass eine künstliche Beleuchtung im Raum gerade nicht benötigt. Der Gesamtenergiedurchlassgrad verbessert sich dadurch nochmals. Belüftungssituation Zudem ist die Wirksamkeit der abhängig von der Belüftungssituation zwischen Verglasung und Sonnenschutz. Die Luftschicht zwischen Raffstore und Verglasung erwärmt sich. Bei einem freitragenden Raffstore ist eine gute Konvektion gewährleistet, sodass die erwärmte Luft durch die entstehende Thermik (Kamineffekt) abgeführt. Bei dem Einsatz einer heute üblichen Verglasung die Wärmeübertragung allerdings auch bei dem Einbau in der Laibung gut reduziert. Die DIN EN legt immer den unbelüfteten Einbau für die Berechnung zu Grunde, berechnet also den Worst-Case Fall de/ Blenden Planung Sicherheitssysteme Zubehör Antriebe Steuerungssysteme

4 Abminderungsfaktoren WAREMA Abdunkelungs- Durch Ihre spezielle Form, zusätzliche Keder und optimierte Mechanik erreichen WAREMA Abdunkelungslamellen ein verbessertes Schließverhalten. Auf diese Weise der Lichteintrag nochmals reduziert und der Gesamtenergiedurchlassgrad weiter verbessert. Auch im geöffneten Zustand, Lamellenwinkel 45 und waagerechte Lamellen, die Erwärmung des dahinter liegenden Raumes besser verhindert. WAREMA E 93 Abdunkelungs- Gesamtenergiedurchlassgrad in Kombination mit einer WAREMA E 93 Abdunkelungs- waagerecht mit waagerecht mit D05 D06 Abb. 11: Gesamtenergiedurchlass Abdunkelungslamellen und Abb. 12: Abminderungsfaktor Abdunkelungslamellen und WAREMA E 93 Abdunkelungs- Gesamtenergiedurchlassgrad in Kombination mit einer 3fach WAREMA E 93 Abdunkelungs- 3fach waagerecht mit waagerecht mit D07 D08 Abb. 13: Gesamtenergiedurchlass Abdunkelungslamellen und Abb. 14: Abminderungsfaktor Abdunkelungslamellen und 3fach 3fach Die vertikale Linie kennzeichnet die in der DIN V empfohlene Annahme der Lamellenstellung von de/

5 Beispielrechnungen und Spektrum Gebäude-Simulation Thermische und lichttechnische Simulationen nehmen bei der Planung von großen Bauvorhaben eine immer größere Stellung ein. Bedenken sollte man dabei immer, dass in Verbindung mit dem Sonnenstand durch einen Einzahlwert niemals realitätsnah abgebildet werden können. Für eine exakte Betrachtung müsste eine Funktion in Abhängigkeit des Sonnenverlaufes über den Tag und das Jahr und in Abhängigkeit des Lamellenwinkels angegeben werden. Dies ist bei heutigen Simulationsprogrammen oftmals nicht möglich und sollte daher bei der Bewertung der Ergebnisse berücksichtigt werden. Einen sehr guten Mittelwert für den Jahresverlauf stellen die Angaben mit einem Lamellenwinkel von 45 und einem Sonnenhöhenwinkel von 30 dar, für Worst-Case Betrachtungen eignen sich die Lamellenstellungen und waagerechte Lamellen. Abhängig von der Art der Simulation werden unterschiedliche strahlungsphysikalische Daten benötigt: Abkürzung τ e ρ e α e τ vis ρ vis α vis Bezeichnung Strahlungstransmissionsgrad Strahlungsreflexionsgrad Strahlungsabsorptionsgrad Lichttransmissionsgrad Lichtreflexionsgrad Lichtabsorptionsgrad Wellenlängenbereich nm nm Erklärung Der Anteil der Strahlung der durchgelassen Der Anteil der Strahlung der reflektiert Der Anteil der Strahlung der aufgenommen Der Anteil des Lichtes das durchgelassen Der Anteil des Lichtes das reflektiert Der Anteil des Lichtes das aufgenommen Simulation Thermische Behaglichkeit/Sommerlicher Wärmeschutz Tageslicht/Blendung Sommerlicher Wärmeschutz τ e ρ e α e nm e = energy Strahlungswerte Strahlungsintensität in % UV Sichtbarer Bereich IR Wellenlänge in nm Strahlungsintensität in % UV Sichtbarer Bereich IR Wellenlänge in nm τ = Transmission ρ = Reflexion α = Absorption Blendschutz Lichtwerte τ oder τ vis ρ oder ρ vis α oder α vis nm vis = visuell Abb. 16: Grafik Wärmeschutz/Blendschutz Da viele Simulationsprogramme die Angaben von Einzahlwerte fordern, finden Sie nachstehend eine Übersicht der Lamellenwinkel 45 ; Sonnenhöhenwinkel 30 Abb. 17: Grafik Strahlungswerte/Lichtwerte Raffstoredaten Lamellenwinkel ; Sonnenhöhenwinkel 1 Daten für weiße, silberne und anthrazitfarbene Lamellen des E 80. Lamellenwinkel waagerecht, Sonnenhöhenwinkel 45 Lamellendaten Farbe nach außen Silber 0,08 0,38 0,54 0,08 0,37 0,55 0,04 0,47 0,49 0,04 0,46 0,50 0,60 0,19 0,61 0,58 0,42 0,57 0,43 Weiß 0,14 0,54 0,32 0,17 0,62 0,21 0,07 0,65 0,29 0,08 0,74 0,18 0,28 0,35 0,37 0,34 0,42 0,24 0,75 0,25 0,86 0,14 Anthrazit 0,01 0,13 0,87 0,05 0,94 0,01 0,13 0,87 0,07 0,93 0,06 0,04 0,90 0,04 0,01 0,95 0,15 0,85 0,08 0,92 selek. Lamell. 0,26 0,64 0,13 0,37 0,50 0,01 0,37 0,62 0,02 0,52 0,46 0,18 0,14 0,68 0,24 0,21 0,55 0,60 0,56 0,44 Millfinish II 0,15 0,54 0,31 0,14 0,52 0,34 0,07 0,65 0,28 0,07 0,64 0,29 0,33 0,37 0,31 0,29 0,75 0,25 0,73 0, de/