Event 4: Doppelfassaden: Idee und gebaute Realität Datum: 27. Januar 2003

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Pia Hofmeister
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1 Event 4: Doppelfassaden: Idee und gebaute Realität Datum: 27. Januar 2003 Nachstehend finden Sie Unterlagen zu dieser Veranstaltung. Für den Inhalt sind allein die Autoren verantwortlich. Forum-Energie-Zürich Elia Zaccheddu, dipl. Masch.-Ing. ETH, Amstein + Walthert AG, Zürich: Erkenntnisse aus thermischen und strömungstechnischen Simulationen

2 Die Welt zwischen Innen und Aussen Die Doppelfassade und ihr Verhalten Elia Zaccheddu, dipl. Masch.-Ing. ETH

3 Das Ziel Mit dieser Präsentation möchte ich einen Überblick über das Verhalten von Doppelfassaden geben. Die Resultate und Erfahrungen stammen aus Untersuchungen innerhalb von verschiedenen konkreten Projekten. Als Hilfsmittel zur Evaluation der untersuchten Lösungen wurden dynamische Simulationen und Strömungssimulationen. benutzt.

4 Die Fassade Die Emotionen vor einer Doppelfassade sind unterschiedlich. Viele finden die Doppelfassade schön elegant Andere haben Angst davor wissen nicht genau, wie sie die Doppelfassade einschätzen müssen Shanghai-Tower Architekt: Albert Speer & Partner GmbH

5 Die Fassade Zwischenraum Aussen Das Thema Doppelfassade ist und bleibt in der Zeit spannend. Spannend, weil die Doppelfassade architektonisch faszinierend ist Innen Shanghai-Tower Architekt: Albert Speer & Partner GmbH Spannend, weil die Doppelfassade Spannungen zwischen den Projektbeteiligten generiert

6 Die Fassade Das Thema Doppelfassade ist und bleibt in der Zeit aktuell. Gebäuden mit Doppelfassaden werden immer noch gebaut (trotz Kritiken). D.h. so schlecht darf die Doppelfassade nicht sein. Beispiele mit gravierenden Problemen gibt es wenige. Die Doppelfassade wird aber nicht immer eingesetzt. D.h. so gut darf die Doppelfassade nicht sein. Die Doppelfassade ist nicht das Gelbe vom Ei.

7 Die Fassade Die Suche nach Argumenten beim Entscheidungsprozess des Fassadenkonzeptes ist zweiseitig: Gründe dagegen gibt es viele Gründe dafür gibt es auch viele dagegen Warum? dafür Die Argumente haben ein unterschiedliches Gewicht: drei stehen im Vordergrund

8 Die Fassade Der Ablauf des Entscheidungsprozesses erfolgt in zwei Phasen: Idee!!! Architektur Kosten Sonnenschutz Nein? Notwendige und ausreichende Bedingungen Ja Energie Schall Zusatzargumente als Rundung des Argumentariums

9 Die Fassade Technische Argumente sind i.d.r. keine Hauptargumente, sondern eher Nebenargumente. Dem Berater wird nie gefragt: Macht meine Doppelfassade einen Sinn? Dem Berater wird immer gefragt: Wie kann ich die Doppelfassade ins Gesamtkonzept integrieren, so dass die Nebenwirkungen von Doppelfassaden beseitigt bzw. eingeschränkt werden können?

10 Die Fassade Zur Diskussion stehen hauptsächlich folgende Themen: Die sommerliche Überhitzungsgefahr Die Belüftung der Doppelfassade und die Kombination mit natürlicher Lüftung Die Komfortsanalyse im Aufenthaltsbereich (Kaltluftabfall und Strahlungsasymmetrie) Das Kondensationsrisiko an den Scheibenoberflächen Die Berechnung für Gebäuden mit Doppelfassaden Die Kombination mit Bauteilaktivierung

11 Die Fassade sia sia Aussen Innen

12 Die Fassade Dämmperimeter 50 Doppelfassade Aussenklima

13 Das Phänomen Geschäftshaus Lightcube Architekt: Leuner & Zampieri

14 Das Phänomen 23% Transmission 35% Natürliche Lüftung 23% Externe Lasten direkte 6% 100% 35% 5% sekundäre 5% 6% Reflexion 31% 31%

Das Phänomen Sonnenreflexion Sonnentransmission = Transmission nach Aussen Transmission nach Innen Lüftung Gläserne Manufaktur Architekt: xxx

15 Das Phänomen Sonnenreflexion Sonnentransmission = Transmission nach Aussen Transmission nach Innen Lüftung Gläserne Manufaktur Architekt: xxx Wie kann ich diese Sonnenleistung verteilen, so dass die Solarnutzung optimiert werden kann und die Überhitzungsgefahr eingeschränkt werden kann?

16 Die Parameter Innenverglasung Sonnenschutz Aussenverglasung Öffnungen Sonnenreflexion ρ -Wert ρ -Wert Sonnentransmission τ -Wert τ -Wert τ -Wert Transmission nach Aussen U-Wert Transmission nach Innen Lüftung Widerstände U-Wert α-wert

17 Die Hauptfragen Sonnenreflexion Sonnentransmission Transmission nach Aussen Transmission nach Innen Lüftung Gläserne Manufaktur Architekt: xxx

18 Die Hauptfragen Sonnenreflexion Sonnentransmission Transmission nach Aussen Transmission nach Innen Lüftung 10% Primär Sekundär 35% 55% Primäre Reflexion Sekundäre Reflexion Tertiäre Reflexion Tertiär 1 r1 p rsh. p1 2. psh 2. r2. 1 = 1 r1. rsh 1 rsh. r2

19 Die Hauptfragen Sonnenreflexion Sonnentransmission Transmission nach Aussen Transmission nach Innen Lüftung g = 0.6 τ = 0.25 g = 0.6 τ = 0.25 τ = W/m 2 600W/m 2 72W/m 2 600W/m2 Einfache Fassade 20W/m 2 25 C 30 C 30 C 25 C 45 C 30 C Doppelfassade 90W/m 2 92W/m 2 U = 1 W/m 2 K

20 Die Hauptfragen Sonnenreflexion Sonnentransmission Transmission nach Aussen Transmission nach Innen Lüftung Aussenverglasung U aus = 5 W/m 2 K 5 W/m 2 K 1 W/m 2 K Innenverglasung U in = 1 W/m 2 K dt = 10 K 75% 25% dt = 15 K 40 C q = 50 W/m 2 q = 15 W/m 2 30 C 25 C 1:3

21 Die Hauptfragen Sonnenreflexion Sonnentransmission Transmission nach Aussen Transmission nach Innen Lüftung 1 2 Beschichtung der Innenverglasung Position des Sonnenschutzes

22 Die Hauptfragen 44 Sonnenreflexion Sonnentransmission Transmission nach Aussen Transmission nach Innen Lüftung [ C]

23 Die Hauptfragen Sonnenreflexion Sonnentransmission Transmission nach Aussen Transmission nach Innen Lüftung Abluft Zuluft

24 Die Hauptfragen 44 Sonnenreflexion Sonnentransmission Transmission nach Aussen Transmission nach Innen Lüftung [ C] Eintrittstemperatur > Aussentemperatur

25 Die Hauptfragen Sonnenreflexion Sonnentransmission Transmission nach Aussen Transmission nach Innen Lüftung Grosse Farbdifferenz = Hoher Druckverlust

26 Die Hauptfragen Sonnenreflexion Sonnentransmission Transmission nach Aussen Transmission nach Innen Lüftung Temperatureinstieg in der DF [K] Temperaturdifferenz Luftwechsel Sonneneinstrahlung [W/m 2 Fass] Lüftung Temperaturanstieg Luftwechsel [1/h] Scheint die Sonne, ist die Temperatur in der Doppelfassade immer höher als die Aussentemperatur Je höher die Temperatur in der Doppelfassade ist, desto höher der Luftwechsel

27 Die Hauptfragen Temperatur [ C] Sonnenreflexion Sonnentransmission Transmission nach Aussen Transmission nach Innen Lüftung Power [W/m 2 ] W/m 2 Sonneneinstrahlung < Druckverlust Inside temp. Outside temp. DF1 DF2 DF3 DF4 DF5 Solar rad. (West) Luftwechsel [1/h] Basis > Druckverlust Höher Druckverlust heisst Weniger Luft 25 Höhere Temperaturen Temperaturdifferenz Ein- und Austritt [K]

28 Die Aussenverglasung Einfache Verglasung Reflektierend Innere Verglasung Hohe Lichttransmission Selektiv (IR) Tiefer U-Wert Sonnenschutz Reflektierend nicht zu nahe an der inneren Fassade Lüftung Druckverlust gesamthaft betrachten Auch Komponenten wie Gitter, Flügel, Lochbleche überprüfen

29 Die Aus dem thermischen Gesichtspunkt sind Doppelfassaden deutlich komplexer als einfache Fassaden. Die richtige Auswahl der Komponenten ermöglicht den Einsatz von Doppelfassaden ohne gravierende Konsequenzen. Die Nachteile der Doppelfassade können eingeschränkt werden. Eine gute Zusammenarbeit zwischen Architekt, Fassadenplaner und HLK-Planer ist die Bedingung für den Erfolg.

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