Im Vergleich zur Fassung der EN 13947 „Wärmetechnisches Verhalten von Vorhangfassaden - Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten“ aus dem Jahr 2000 haben sich doch erhebliche Änderungen ergeben.
Da in der Produktnorm EN 13830 Vorhangfassaden auf die EN 13947 „nicht datiert“ verwiesen wird, sind die Maßgaben verbindlich anzuwenden. „Nicht datiert“ bedeutet, dass immer die aktuelle Fassung zu verwenden ist. Prinzipiell stehen mit der überarbeiteten Norm nun zwei Möglichkeiten zur rechnerischen Ermittlung des U-Wertes von Vorhangfassaden zur Verfügung:
- single assessment method (Einzelbeurteilungsmethode)
- component method (Komponentenmethode)
U-Wert Berechnung nach der Einzelbeurteilungsmethode
Die Einzelbeurteilungsmethode beruht auf detaillierten Computerberechnungen der Wärmeübertragung durch den gesamten Fassadenquerschnitt zwischen zwei Füllungen (z. B. zwischen der Verglasung und einem opaken Paneel). Die berechneten Wärmeverluste werden in einem linearen Wärmedurchgangskoeffizienten ΨTJ oder in einem flächenbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten UTJ ausgedrückt. Der Index TJ steht hierbei für die Abkürzung von „thermal joint“. Wichtig ist, dass neben den Wärmeverlusten durch den Rahmenquerschnitt (Pfosten bzw. Riegel) auch die Wärmeverluste durch den Randabstandhalter der Verglasung bzw. des Paneels sowie der kompletten Einbausituation in den entsprechenden Kennwerten ΨTJ bzw. UTJ enthalten sind. Daher kann ein berechneter UTJ-Wert unter keinen Umständen direkt mit dem reinen Wärmedurchgangskoeffizienten des Pfostens (mullion) Um bzw. des Riegels (transom) Ut verglichen werden. Die Anwendung der Einzelbeurteilungsmethode ist in erster Linie für Fassadenkonstruktionen gedacht, bei der die Ermittlung von Komponentenwerten nicht ausreichend definiert ist oder die sich auf Grund der konstruktiven Ausbildung dafür eignen, beispielsweise Structural Sealant-Glazing-Fassaden (SG). Die entsprechenden Gleichungen bei der Ermittlung des Ucw-Wertes nach der Einzelbeurteilungsmethode sind nachfolgend aufgeführt.
U-Wert Berechnung nach der Komponentenmethode
Für die Ermittlung des Ucw-Wertes von System-Fassaden, in der Regel Pfosten-Riegel-Fassaden, bietet sich die Komponentenmethode an. Diese ist vom Grundsatz identisch mit dem Verfahren für Fenster (EN 10077-1). Für jede Komponente der Fassade, wie Pfosten, Riegel, Fensterrahmen, Verglasung, opake Füllung etc., wird der Wärmdurchgangskoeffizient ermittelt. Der U-Wert der kompletten Fassade setzt sich aus den flächenanteilmäßig gewichteten U-Werten der einzelnen Komponenten zusammen. Hinzu kommen noch die zugehörigen linearen Wärmedurchgangskoeffizienten Ψ, mit denen die wärmetechnische Wechselwirkung der Bauteile im Anschlussbereich erfasst wird (Haltekonstruktion, Unterkonstruktion).
Die Gesamtfläche der Fassade Acw setzt sich hierbei aus den einzelnen Teilflächen der Komponenten zusammen.
Zur Ermittlung der Ucw-Werte von Fassaden werden am ift Rosenheim beide Methoden angewandt, sodass die Nachweise für die Fassadenbauer nach der jeweils optimalen Methode geführt werden können.
Erhöhung der U-Werte – Einflussfaktoren
Die Wärmeverluste, die bei der Integration von Fenstern in die Pfosten-Riegel-Fassade auftreten, werden durch einen zusätzlich eingeführten Ψ-Wert beschrieben. Im alten Normentwurf der EN 13947 wurde dieser Effekt bislang nicht berücksichtigt. Die Auswirkung dieser Änderungen auf den Wärmedurchgangskoeffizienten Ucw hängt vom konkreten Aufbau der Fassade ab. Ein Vergleich des Berechnungsbeispiels, das in der EN 13947 angegeben ist, gibt jedoch Aufschluss über die Größenordnung der zu erwartenden Erhöhung. In beiden Fassungen der EN 13947 (Ausgabedatum 2000/2007) ist jeweils der Ucw-Wert derselben Fassade berechnet. Durch die Änderungen und Anpassungen in der Fassung 2007 ergibt sich jedoch eine Erhöhung des Ucw-Wertes von 0,2 W/m2K. Bei Fassaden, die eine kleinformatige Gliederung aufweisen, können sich unter Umständen auch größere Erhöhungen ergeben.
Durch die detailliertere Beschreibung der Transmissionswärmeverluste durch die Fassade ergibt sich im Vergleich mit der bisherigen Fassung der Norm eine Erhöhung des resultierenden U-Wertes der Fassade. Diese ist im Wesentlichen durch folgende Einflussfaktoren begründet:
- Berücksichtigung des zusätzlichen Wärmetransportes von Verschraubungen durch die Dämmzone im Bereich der Pfosten und Riegel. Dieser Schraubeneinfluss führt zu einer Erhöhung des U-Wertes von Pfosten und Riegeln im Vergleich zur numerischen Berechnung nach EN 10077-2, bei der dieser Effekt vernachlässigt wurde. Der tatsächliche U-Wert der Pfosten/Riegel ergibt sich daher erst durch einen Zuschlag ΔU, der auf das Berechnungsergebnis (in der Norm mit U0 bezeichnet) aufgeschlagen wird – nach EN 10077-2:12/2003 „Wärmetechnisches Verhalten von Fenstern, Türen und Abschlüssen - Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten - Teil 2: Numerisches Verfahren für Rahmen“. Um = U0 + ΔU. Der pauschale Zuschlag nach EN 13947 beträgt ΔU = 0,3 W/m<sup>2</sup>K. Wird der Schraubeneffekt über Messung nachgewiesen, liegt der Effekt bei ΔU = 0,15 bis 0,25 W/m<sup>2</sup>K.
- Erhöhte lineare Wärmedurchgangskoeffizienten Ψfg, (der Index <i>fg</i> steht hierbei für frame/glazing), die die Verluste durch den Einbau und den Abstandhalter der Verglasung in den Fensterrahmen beschreiben. Dies ergibt sich durch die überarbeitete EN 10077-1:12/2006 Wärmetechnisches Verhalten von Fenstern, Türen und Abschlüssen - Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten, Teil 1, Allgemeines. So erhöhen sich die Ψ-Werte z. B. bei Aluminiumprofilen von 0,08 W/mK (alte Fassung) auf 0,11 W/mK.
- Die in EN 10077-1 angegebenen pauschalen Ψ-Werte können nur für die Beschreibung der wärmetechnischen Wechselwirkung von Verglasung und Fensterrahmen herangezogen werden. Wird die Verglasung als Festfeld in den Pfosten und Riegel integriert, ergeben sich andere Ψ-Werte. Diese liegen für typische Wärmeschutzverglasungen in Kombination mit wärmegedämmten Metall-Verbundprofilen bei ca. 0,17 W/mK bis 0,19 W/mK. Um eine eindeutige Unterscheidung zu ermöglichen wurden deshalb auch neue Indizes einführt. Ψmg steht hierbei für die Wechselwirkung von Pfosten (mullion – Index <i>m</i>) und Verglasung (glazing – Index <i>g</i>). Die Wechselwirkung zwischen Riegel (transom) und Verglasung wird mit Ψtg gekennzeichnet.
Für Ausschreibungen muss daher die Erhöhung beim geforderten Ucw-Wert der Fassade beachtet werden. Fassadenvarianten, die nach der alten Normfassung einen U-Wert von 1,4 bis 1,5 aufweisen, können bei der Beurteilung nach der überarbeiteten Norm einen resultierenden U-Wert von 1,6 bis 1,8 W/m²K erreichen. Dies ist nicht der Verschlechterung der wärmetechnischen Eigenschaft der Fassade zuzuschreiben, sondern liegt einzig und allein am geänderten Bewertungsverfahren. Das ift Rosenheim wird diese Zusammenhänge deshalb auch in Fachmedien für Architekten und auf der ift-Website intensiv publizieren.|
Glossar Kennwerte
ψTJ Linearer Wärmedurchgangskoeffizient der „Verbindung“ zwischen 2 Füllungen (Index TJ steht für „thermal joint“)
UTJ Flächenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient der „Verbindung“ zwischen 2 Füllungen (Index TJ steht für „thermal joint“)
ψmg Wechselwirkung von Pfosten (mullion – Index m) und Verglasung (glazing – Index g)
ψtg Wechselwirkung zwischen Riegel (transom – Index t) und Verglasung (glazing – Index g)
ψfg Linearer Wärmedurchgangskoeffizient (Index fg steht für frame/glazing),
ψmf Wechselwirkung zwischen Pfosten (mullion – Index m) und Fensterrahmen (frame – Index f)
ψtf Wechselwirkung zwischen Riegel (transom – Index t) und Fensterrahmen (frame – Index f)
Ucw Wärmedurchgangskoeffizient der gesamten Fassade
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