Prof. Dr. Franz Feldmeier Blumenstr 38

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1 Prof. Dr. Franz Feldmeier Blumenstr 38 Bauphysik - Glas und Fassaden D Großkarolinenfeld Telefon Telefax feldmeier@fh-rosenheim.de Dr.F.Feldmeier Blumenstraße Großkarolinenfeld Fa. Eckelt Glastechnik GmbH Resthofstr.18 A-4400 Steyr Versand per Gutachterliche Stellunnahme W (Eränzun zu W9912-2) 1 Grundlae Ihr vom mit den Anlaen VAR300 und VAR Geenstand Thermische Berechnun von länenbezoenen Wärmebrücken (Psi-Wert) und punktbezoenen Wärmebrücken (Chi-Wert) des Systems Vario. Berechnun auf Grundlae der Norm DIN EN ISO : und DIN EN ISO : Durchführun 3.1 Vorbemerkun Nach der rundleenden DIN EN ISO 13789: , Spezifischer Transmissionswärmeverlustkoeffizient Berechnunsverfahren, ilt: H T = AU + lψ + χ fm :27 C:\Dokumente und Einstellunen\FM1\Eiene Dateien\DAT\_Beratun\2005\Eckelt\W doc

2 W Seite 2 Der Transmissionswärmeverlustkoeffizient H T setzt sich aus der Fläche A mit dem Wärmedurchanskoeffizienten U und länenbezoenen (Läne l, Kennwert Ψ) und punktbezoenen (Kennwert χ) Wärmebrücken zusammen. Dabei spielt die Wahl des Maßsystems eine wichtie Rolle. Wählt man die Fläche roß, z. B. Außenmaße eines Gebäudes, so bleiben die Wärmebrückenkennwerte klein, und umekehrt. Bei den vorlieenden Systemen kommen rundsätzlich zwei Mölichkeiten in Betracht. das Glasmaß: HT = AU + lψ dabei ist A die Glasfläche und l der Glasumfan das Achsmaß HT = AAU + laψ A dabei ist A A die Fläche bzl. der Achsen (Fuenmitte) und l A der entsprechende Umfan. Anmerkun: Der Unterschied der Länen entspricht der Fuenbreite, also 20 mm Der Transmissionswärmeverlustkoeffizient H T kann durch Bezu auf die Fläche auch in einen (mittleren) U-Wert umerechnet werden. Entwurf DIN EN 13947, Ausabe: Wärmetechnisches Verhalten von Vorhanfassaden - Berechnun des Wärmedurchanskoeffizienten - Vereinfachtes Verfahren folt diesem Verfahren. Für das vorlieende Structural-Glazin-System ist eine Berechnun entsprechend dem alternativen Verfahren nach EN Anhan B zu empfehlen. Dieses Verfahren führt mit erinem Aufwand zu enauen Erebnissen. Der Wärmedurchanskoeffizient der Fassade ist dann wie folt zu ermitteln: ΣAU + ΣlΨ U = ΣA dabei ist A die Glasfläche in m² l der Glasumfan in m U der Wärmedurchanskoeffizent des Glases in W/m²K Ψ länenbezoener Wärmedurchanskoeffizenten in W/mK Anmerkun: In dieser Formulierun ist der Einfluss der Fassadenprofile im länenbezoenen Wärmedurchanskoeffizenten enthalten. Hierdurch werden unnötie Definitionen (z.b. Ansichtsbreite der Rahmenprofile bei SSG) und Kennwerte (z.b. U f -Werte) und komplizierte Rechnunen vermieden.

3 W Seite Genauikeit des Verfahrens: Der Fehler in der Berechnun der länenbezoenen Wärmedurchanskoeffizenten wird i.a. mit ±0,005 W/mK anenommen. Dieser Anhaltswert ilt auch für punktbezoene Wärmedurchanskoeffizenten. In der vorlieenden Berechnun konnte durch sorfältie Fehlerreduktion die Genauikeit der Chi-Werte auf ca. 0,001 W/m²K verbessert werden. Die im Erebnis auf 0,001 W/mK aneebenen Werte dienen zum Verleich verschiedener Systeme und müssen im U-Wert auf 0,01 W/mK erundet aneeben werden. 3.3 Länenbezoene Wärmedurchanskoeffizenten (Psi-Werte) Die zweidimensionale Wärmestromberechnun und die Ermittlun von U-Werten und Psi-Werten erfolte mit dem Proramm WINISO V3.18. Hierzu wurden die Querschnitte auf Grundlae der Zeichnunen nach Anhan A erfasst und Materialkennwerte nach EN zueordnet. Der Wärmedurchanskoeffizient der Verlasun wurde entsprechend den Voraben mit 1,2 W/m²K anesetzt. 3.4 Punktbezoene Wärmedurchanskoeffizenten (Chi-Werte) Punktbezoene Wärmebrücken treten in den vorlieenden Systemen durch kurze Klammern aus Edelstahl auf. Diese Klammern bilden eine mechanische Sicherun und verbinden Innen- und Außenscheibe. Die dreidimensionale Berechnun der Wärmeströme wurde mit WINISO3D V1.01 durcheführt. Hierzu wurden die Detailstrukturen der Abstandhalter teilweise durch ein homoenes Material ersetzt, welches in der zweidimensionalen Berechnun identische Werte eribt. Zu Berechnun der Chi-Werte wurde der dreidimensionale Ausschnitt zuerst mit Klammer berechnet und der Gesamtwärmestrom festestellt. Anschließend wurde das Bauteil entfernt und der Ausschnitt erneut berechnet. Die Differenz der Wärmeströme bezoen auf die Temperaturdifferenz eribt direkt den Chi-Wert.

4 W Seite 4 4 Erebnis Die Verlasun wurde als Wärmeschutzverlasun mit 1,2 W/m²K anesetzt. Bei der Bestimmun der länenbezoenen Wärmedurchanskoeffizenten wurde als Bezusmaß das Glasmaß verwendet. Der aneebene Psi-Wert enthält alle Einflüsse durch Glasrand, Abstandhalter und Pfosten/Rieelprofil. Die Umrechnun auf das Achsmaß erfolt bei einem Glas mit 1,2 W/m²K und einer Fuenbreite von ca. 20 mm nach: Ψ A = Ψ 0,020m 2 1,2W m² K = Ψ 0, 012W mk Beim vorlieenden System treten durch Eindrehanker in Edelstahlklammern punktbezoene Wärmebrücken auf, siehe Anlae A. Es werden folende Bereiche unterschieden a) normale Kante Kennwert für Kante inklusive Rahmen bezoen auf Glasmaß: Psi b) Kante mit Halteteil Kennwert für Halteteil: Chi Es wurden für die untersuchten Abstandhalter folende länenbezoenen Wärmedurchanskoeffizenten (Psi-Werte) siehe Anlae B1, und punktbezoene Wärmedurchanskoeffizenten (Chi-Werte) für die Halteteile ermittelt Psi in W/mK Chi in W/K Abstandhalter Rand Anker Aluminium 0,207 0,002 Edelstahl 0,170 0,002 Die linienförmie Wärmebrücke und die punktbezoene Wärmebrücke beeinflussen sich eenseiti nicht, so daß etrennte Werte aneeben werden können. Die Auswirkunen der Halter auf den Gesamt-U-Wert sind vernachlässibar. Anwendun auf die Standard-Elementröße von 1,23 x 1,48 m² Edelstahl W/K Al-Standard W/K Breite 1.23 m 0.17 W/mK 0, W/mK 0,517 Höhe 1.48 m 0.17 W/mK 0, W/mK 0,622 Fläche 1.82 m² 1.2 W/m²K 2, W/m²K 2,184 Variohalter 10 Stck W/K 0, W/K 0,020 3,126 3,343 k-mittel 1.72 W/m²K 1,72 1,84 W/m²K 1,84 Delta k 0.12 W/m²K

5 W Seite 5 5 Zusammenfassun Der Glasrandbereich inklusive der Pfosten/Rieelprofile trät erheblich zum Wärmeverlust bei und muß berücksichtit werden. Die Kennröße hierfür ist der länenbezoene Wärmedurchanskoeffizent (Psi-Wert). Dieser Wert liet bezoen auf das Glasmaß für Abstandhalter aus Edelstahl (Wandstärke 0,15 mm) bei 0,17 W/mK, aus Aluminium bei 0,21 W/mK. Die Werte elten für Glas mit einem Wärmedurchanskoeffizent U von 1,1 W/m²K bis 1,6 W/m²K. Anmerkun: Bezoen auf Achsmaße sind die Werte um 0,01 W/mK kleiner. Der mittlere U-Wert wird durch den Einsatz eines Edelstahl-Abstandhalters relativ zu einem Al-Standard-Abstandhalter um ca. 0,12 W/m²K reduziert (Elementröße 1230 mm x 1480 mm). Bei kleineren Elementabmessunen ist die Verbesserun noch deutlicher. Die Wärmebrücken durch das Halteteil können durch punktbezoene Wärmedurchanskoeffizenten (Chi-Wert) beschrieben werden. Die Chi-Werte lieen im Bereich von 0,001 W/K bis 0,002 W/K. Die Auswirkun der mechanischen Halterunen auf den mittleren Wärmedurchanskoeffizenten des Systems können vernachlässit werden. Die Ermittlun des Bemessunswertes U CW der Fassade sollte nach dem alternativen Verfahren nach EN Anhan B erfolen. Ein Formulierunsvorschla findet sich in Anlae D Prof. Dr. rer. nat. F. Feldmeier

6 W Seite 6 Anlae A System Vario Halteteil

7 W Seite 7 Anlae B Vario mit AH Edelstahl Auswertun: Ψ (Glasmaß) = 0,17 W/mK Glasrandtemperatur bei Außen -10 C: 6,4 C Material L(W/mK),R(m²K/W) T ( C) Q(esamt) (W/m) Float ****ADIABAT**** Luft Aluminium EPDM Butyl %Aron 10%Luft 673 Float e= Luft innen 0, Luft innen 0, Luft außen 0, Zeolith Silikon Edelstahl ,

8 W Seite 8 Vario mit AH Aluminium Auswertun: Ψ (Glasmaß) = 0,21 W/mK Glasrandtemperatur bei Außen -10 C: 3,6 C Material L(W/mK),R(m²K/W) T ( C) Q(esamt) (W/m) Float ****ADIABAT**** Luft Aluminium EPDM Butyl %Aron 10%Luft 673 Float e= Luft innen 0, Luft innen 0, Luft außen 0, Zeolith Silikon Edelstahl ,

9 W Seite 9 Anlae C

10 W Seite 10 Anlae D Formulierunsvorschla ER Enerieeinsparun und Wärmedämmun (ER 6) Für die jeweilien Verlasunen sind U-Werte der folenden Tabelle zu entnehmen oder nach EN 673: zu ermitteln. Tabelle: U -Werte in W/(m² K) Glasaufbau Beschichtun Emissivität SZR mit Luft SZR mit Aron Ebene 3 0,05 1,4 1, Ebene 2 0,03 1,4 1, Ebene 3 0,05 1,5 1, Ebene 2 0,03 1,4 1, Ebene 3 0,05 1,5 1, Ebene 2 0,03 1,4 1,2 Der länenbezoene Wärmedurchanskoeffizient Ψ ist der folenden Tabelle zu entnehmen oder nach EN : zu ermitteln. Tabelle: Ψ in W/mK*) Abstandhalter des Isolierlases Edelstahl (Wandstärke 0,15 mm) 0,17 Aluminium 0,21 *) Die Werte elten für Glas mit 1,1 W/m²K U 1,6 W/m²K. Die Werte berücksichtien die Wärmebrückenwirkun von Glasrand und Fassadenprofil. Der Bemessunswert des Wärmedurchanskoeffizienten der Fassade ist wie folt zu ermitteln: ΣAU + ΣlΨ UCW = ΣA dabei ist A Glasfläche in m² l U Ψ Glasumfan in m Wärmedurchanskoeffizent des Glases in W/m²K länenbezoener Wärmedurchanskoeffizent in W/mK