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Mehrscheiben-Isolierglas – Ein Alleskönner

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Präsentation zum Thema: "Mehrscheiben-Isolierglas – Ein Alleskönner"—  Präsentation transkript:

1 Mehrscheiben-Isolierglas – Ein Alleskönner
Glas als massgebliches Produkt in Fenstern und Fassaden Karin Lieb, Dipl. Ing. (FH) ift Rosenheim Window Days 2017, Zagreb

2 Leistungserklärung des Herstellers
Rückblick 23. März 2016 Werkseigene Produktionskontrolle (WPK) Erstprüfung notifizierte Prüfstelle Werkseigene Produktionskontrolle Hersteller Leistungserklärung des Herstellers Set of documents Hersteller 1279-6 Glass in building — Insulating glass units — Part 6: Factory production control and periodic tests;   

3 Rückblick 2016

4 Vorschau 2017 Teil 1 - Glas als massgebliches Produkt in Fenstern und Fassaden Welche Anforderungen stellt der Nutzer oder werden im Leistungsverzeichnis vorgegeben? Welche Eigenschaften kann Glas verbessern? Was sind die Haupteinflussfaktoren, am Beispiel - Brandschutz - Einbruchsicherheit - Schallschutz Teil 2 – Parameter für die Berechnung des Wärmedurchgangs von Fenstern Uw Welche Verfahren sind anwendbar für die Deklaration von Uw? Welche Parameter sind für die Berechnung erforderlich? Woher bekomme ich diese Parameter?

5 Inhaltsverzeichnis Teil 1
Teil 1 - Glas als massgebliches Produkt in Fenstern und Fassaden Welche Anforderungen stellt der Nutzer oder werden im Leistungsverzeichnis vorgegeben? Welche Eigenschaften kann Glas verbessern? Was sind die Haupteinflussfaktoren, am Beispiel - Brandschutz - Einbruchsicherheit - Schallschutz

6 Anforderungen an das Bauteil Fenster
Wärmeschutz Schallschutz Gebrauchstauglichkeit Luftdurchlässigkeit Widerstand gegen Windlast Wasserdichtigkeit Strahlungsphysi- kalische Daten Sonnenschutz Brand- und Rauchschutz Stosswiderstand Mechanische Beständigkeit Einbruchsicherheit und mehr...

7 Bedürfnis der Nutzer – Sicherheit !
Gegen Feuer Gegen Einbruch Gegen Rauch Gegen Absturz

8 Brandschutz Brandschutzglas
Glasprodukt ohne Rahmen, CE-Kennzeichnung nach der jeweiligen Produktnorm z.B. Mehrscheiben – Isolierglas nach hEN Verbundglas nach hEN usw. Brandschutzverglasung Besteht immer aus Glas und Rahmen, tritt auf z.B. in Innentrennwänden, Türen, Fenstern, Fassaden usw. Achtung: Zulassungspflichtig, solange keine hEN existiert

9 Einbruchhemmung Angriffspunkte am Fenster:
Zwischen Flügel und Rahmenprofil: Beschläge!! Zwischen Glas und Flügelüberschlag: Verglasung! Zwischen Blendrahmen und Mauerwerk: Montage / Befestigung

10 Einbruchhemmung Angriff auf die Glasanbindung in RC 3

11 Einbruchhemmung Klebung im Bereich der Glasanbindung verbessert die Widerstandsdauer Verbesserung von Eigenschaften der Konstruktion, z.B. Verformungsverhalten in und rechtwinkelig zur Türblattebene, Schallschutz, Einbruchhemmung, Wartungsaufwand

12 Einbruchhemmung Eine bestandene Einbruchprüfung sagt nichts aus über die Verträglichkeit des Materials mit dem Randverbund von Isolierglas oder Verbundsicherheitsglas !

13 Klebung im Falzgrund im Fensterflügel

14 Auswirkungen auf das Glas
Veränderungen im Verbundglas Einflüsse auf die Glasbeschichtung durch Austritt von Inhaltsstoffen oder Ölen Butylveränderungen

15 Nachweis Verträglichkeit mit Glasprodukten
Ift-Richtlinien beschreiben Prüfmethoden und Bewertungs-kriterien

16 Verbundsicherheitsglas

17 Einbruchhemmung EN 356 - Axtschlag

18 Bauphysik - Schallschutz
Die Schalldämmung von Fenstern hängt im Wesentlichen von der Schalldämmung der Füllung (des Glases), des Rahmens sowie der Dichtigkeit des Funktionsfalzes und der Ausführung der Baukörperanschlüsse ab. (Zitat: Bauphysikkalender 2013) konstruktive und akustische Einflussgrößen: Die Schalldämmung von Glas und Glaserzeugnissen wird durch den geometrischen Aufbau, die Glaskonstruktion und die Gasfüllung im Scheibenzwischenraum bestimmt. Als akustische Einflussgrößen seien die Doppelscheibenresonanzfrequenz fR (Masse-Feder-Masse Prinzip, das Schwingungsverhalten der Scheiben gegeneinander) und die Koinzidenzgrenzfrequenz fg (Einfluss der Biegesteifigkeit der einzelnen Scheiben) genannt. In der europäischen Norm DIN EN 12758:2011 [1] (Glas und Luftschalldämmung) sind die technischen Details zusammengefasst. Wichtig hierbei ist, dass die Glasdaten immer Bezug auf ein normativ festgelegtes Glasformat (1,23 m × 1,48 m) haben; Formatunterschiede werden bei der Beurteilung der Bauelemente mithilfe von Zuschlägen berücksichtigt

19 Schallschutz – weitere Einflussfaktoren
die Erhöhung der Bautiefe und Kammeranzahl, verbreiterte Dämmzonen Einsatz neuer Materialien mit verbesserten Wärmeleitfähigkeiten, das Ein- und Aufbringen von Wärmedämmstoffen Ersatz von Stahlarmierungen durch thermisch getrennte Armierungen oder Glasverklebung mit dem Flügel. Wärmetechnisch optimierte Dichtungen Eine, oder besser zwei, umlaufende Dichtungsebenen, die ohne Unterbrechung den Falz vollständig abdichten, Verschiedene Konstruktionen Dichter Baukörperanschluss

20 Schallschutz – Begriffe
Kennzeichnende Größe der Luftschalldämmung nach DIN EN ISO 717-1, Kennzeichnung, Rw(C;Ctr) = z.B. 40 (-2;-5) dB Diese Werte sind zu deklarieren: Bewertetes Schalldämm-Maß Rw Auswertung des bewerteten Schalldämm-Maßes ist Rw = z.B. 40 dB Spektrum-Anpassungswerte C; Ctr in dB C gilt für z.B. Wohnaktivitäten Rw + C = RA= z.B (-2) = 38 dB Ctr gilt für z.B. Städt. Straßenverkehr Rw + Ctr = RA,tr = z.B (-5) = 35 dB

21 Schallschutz – Einfluss geometrischer Aufbau

22 Schallschutz - Glasaufbau
4 / 14Ar/ 4 / 14Ar/ 4 Rw(C;Ctr) = 32 (-2;-6) dB 4 / 16Ar/ 4 Rw(C;Ctr) = 30 (-1;-4) dB Bezugskurve nach DIN EN ISO 717-1

23 Schallschutz – Fenster EN 14351-1
Aus Tabellenwerten: Tabelle 7 für Einfachfenster Analog Tabelle 8 und 9 für andere Konstruktionen

24 Schallschutz - Praxisbeispiel
Kunststofffenster, Merkmale: Glas 9GH/16/6 Außen- Mittel und Innendichtung Messung im Labor Rw(C;Ctr) = 42 (-1;-5) dB Messung am Bau Rw(C;Ctr) = 35 (-1;-3) dB Bau: Fugen gedichtet Rw(C;Ctr) = 40 (-1;-4) dB Bau: Beschlag nachgestellt Rw(C;Ctr) = 40 (-1;-5) dB Bezugskurve nach DIN EN ISO 717-1

25 Noch Fragen zu Teil 1 ?

26 Parameter für die Ermittlung des Wärmedurchgangswerts Uw – Rechnung und Prüfung
Karin Lieb, Dipl.-Ing. (FH) ift Rosenheim Window Days 2017, Zagreb

27 Inhaltsverzeichnis Teil 2
Teil 2 – Parameter für die Berechnung des Wärmedurchgangs von Fenstern Uw Welche Verfahren sind anwendbar für die Deklaration von Uw? Welche Parameter sind für die Berechnung erforderlich? Woher bekomme ich die Werte?

28 Wärmetechnische Kenngrößen – Wärmedurchgang
Fenster Wärmedurchgangskoeffizient UW oder Es ist immer möglich ein Fenster als Ganzes zu bewerten oder als Summe seiner Komponenten zu betrachten Gesamtbewertung Einzelbewertung

29 Europäische Prüf- und Berechnungsverfahren
Nachweis des Wärmedurchgangskoeffizienten UW nach Produktnorm EN Tabellen EN ISO Berechnung EN ISO EN ISO Messung EN ISO EN ISO Die Produktnorm für Fenster und Aussentüren EN lässt 3 Verfahren zu: Tabellenverfahren nach … , Berechnung auf Basis der Einzelkomponenten nach … sowie die Messung am Gesamtelement in den Abmessungen 1,23 x 1,48m (=1,82 m²) in der Hotbox. Teil 1 für vertikalen Einbau, Teil 2 für auskragende Elemente z.B Dachflächenfenster Bei Angabe des Uw wertes erfolgt immer für die Standardabmessungen. Es gibt für stark abweichende Größen jedoch Übertragungsregeln.

30 Nachweismethoden nach Produktnorm EN 14351-1
Anwendungsbereich nach Tabelle E.1 Ermittlung des Wärmedurchgangskoeffizienten UW 1,23 m x 1,48 m 1,48 m x 2,18 m Fläche Übertragungsregeln (Tabellenwertverfahren und Messung) abhängig von der Gesamtgröße des Elements, und Abweichung +/- 25 % des Einzelmaßes Bei Ug < 1,9 Übertragung des 1,23 x 1,48 Wertes auf alle Größen, ≤ 2,3 m² > 2,3 m² d Wenn Ug  1,9 W/m²K Übertragung auf alle Größen EN :2006+A1:2010

31 Europäische Prüf- und Berechnungsverfahren
Nachweis des Wärmedurchgangskoeffizienten UW nach Produktnorm EN Tabellen EN ISO Berechnung EN ISO EN ISO Messung EN ISO EN ISO Eingangsdaten Uf, Ug und Y ermitteln und modular zusammensetzen! Für genaue Berechnungen des Wärmeverlustes eines Objekts müssen die tatsächlichen Größen berücksichtigt werden und es kommt zur Berechnung nach dem modularen Verfahren. Achtung Mischung der Verschiedenen Verfahren innerhalb eines Gebäudes ist nicht zulässig! Welche Daten werden benötigt und woher kommen die Eingangswerte?

32 Europäische Prüf- und Berechnungsverfahren
Ermittlung der Eingangsdaten Uf, Ug und Y Eingangsdaten Tabellen Berechnung Messung Ug EN ISO EN 673 EN 674 EN 675 Uf EN ISO EN ISO EN Y EN ISO EN ISO Datenblätter BF Ug-Wert beeinflussende Faktoren Folgende Faktoren beeinflussen den Ug-Wert der Isolierglasscheibe: • Anzahl und Breite SZR • Füllung SZR (Luft, Argon, Krypton) • Anzahl Wärmedämmbeschichtungen • Wirksamkeit der Beschichtungen (Emissionsgrad) • Glas und Glasdicken Der Wert wird vom MIG hersteller in der Leistungserklärung zur Verfügung gestellt Uf: Angabe des Systemherstellers, jedoch keine Leistungserklärung, da Profil keine Produktnorm. Auf abgesicherte Eingangswerte achten, bei Berechnung mit FEM programmen durch validierte Rechenverfahren Psi Werte ebenfalls nur auf Basis validierter Lambdawerte und Berechnung auf Basis WA 08. Entnahme aus Datenblätter des Bundesverband Flachglas.

33 Welchen Einfluss hat die Fläche auf den UW-Wert?
Randbedingungen UW-Wert 1-flg Fenster Rahmenbreite 100 mm 2-IG (Ug=1,1 W/m²K) 3-IG (Ug=0,7 W/m²K) Abstandhalter: Aluminium/Stahl Warme Kante Referenzmaße

34 Auf die Kenngröße kommt es an: MIG
Toleranz Emissionsgrad X % + 2 % (!) bzw. X % + 1 % nach RAL/ift-Zert Der Ug-Wert variiert durch … Zulässige Toleranzen bei Eingangswerten Rundungsregeln Mess- und Rechentoleranzen Format und Einbaulage / Neigung  Abweichungen, d. h. schlechtere Werte um ca. ein Zehntel im Ug-Wert praktisch nicht zu vermeiden Toleranz Gasfüllgrad 90 % - 5 % Ziel: Bewertung der einzelnen Produkte

35 Auf die Kenngröße kommt es an: Rahmen
Der Uf-Wert variiert durch … Toleranzen bei Eingangswerten (l-Werte) Rundungsregeln Mess- und Rechentoleranzen Reproduzierbarkeit  Berechnung  Abweichungen zwischen Messung und Berechnung sind praktisch nicht zu vermeiden Ziel: Bewertung der einzelnen Produkte

36 Auf die Kenngröße kommt es an: Abstandhalter
Der Y-Wert wird ermittelt … aus Tabellen der EN ISO durch Berechnung nach EN ISO Reproduzierbarkeit  Berechnung Verbesserung des UW-Wertes durch Warme Edge Abstandhalter Beispiel: /12/4/12/4; Ug = 0,7 W/m²K Kunststoffrahmenprofil Yg in W/mK E.1 typische AH 0,08 E.2 Wärmetechn. verbesserte AH 0,06 BF-Nr. 14 0,038 BF-Nr. 11 0,037 BF-Nr. 8 0,032 BF-Nr. 6 0,033 BF-Nr. 4 0,048 BF-Nr. 3 0,046 Ziel: Bewertung der einzelnen Produkte Quelle:

37 Eingangsdaten Y - Werte
Datenblätter des Bundesverbands Flachglas für thermisch verbesserte Abstandhaltersysteme Daten ermittelt auf Basis ift – Richtlinien WA 17 und WA 08 es wird ausser dem Y –Wert auch Wert auf die Dauerhaftigkeit der Randverbundsysteme gelegt, d.h. eine positive Prüfung nach EN und -3 ist erforderlich

38 Anwendung – Isolierglas mit „warmer Kante“
Vergleich: Aluminium-Abstandhalter zu Warme-Kante Systemen Oberflächentemperaturen innen Abstandhalter Profil MIG Aluminium Warme Kante Wärmegedämmtes Aluminiumprofil 2-fach 6,9 10,7 3-fach 9,4 12,6 Holzprofil 6,4 9,8 8,3 11,8 Wärmeteschnische Optimierung hilft! In ºC, berechnet mit Glaseinstand 15 mm bei 20 ºC / -5 ºC 38

39 Wärmedurchgangskoeffizienten für Fenster mit Sprossen
Seite 39 Wärmedurchgangskoeffizienten für Fenster mit Sprossen Zuschläge für Sprossen nach EN Anhang J Der Wärmedurchgangskoeffizient von Fenstern mit Sprossen erhöht sich um: Bild Beschreibung ∆ UW J.1 Aufgesetzte Sprossen 0,0 W/(m²K) J.2 Einfache Kreuzsprosse im SZR 0,1 W/(m²K) J.3 Mehrere Kreuzsprossen im SZR 0,2 W/(m²K) J.4 Glasteilende Sprossen 0,4 W/(m²K) Es gibt in der Produktnorm zukünftig einen Anhang J zur Beaufschlagung von UW-Werten beim Einsatz von Sprossen. Diese Tabelle war in Deutschland bereits aus der DIN 4108 bekannt. J.1 J.2.1 J.2.2 J.3.1 J.3.2 J.4 39

40 Welche Auswirkungen hat dies auf den UW-Wert?
Der UW-Wert variiert durch … Toleranzen aus den Eingangswerten (l, en, Gasfüllgrad) Rundungsregeln Differenzen zwischen Messung und Berechnung UW +0,1 -0,1 Uf Ug Rahmen MIG DU Uf Ug Yg D 0,1 W/(m²K) D 0,3 W/(m²K) D 0,2 W/(m²K) D 0,04 W/(m²K) Vergleich der Wärmeströme in W/K UW Einflüsse auf den UW-Wert Alle Einzelgrössen sind mit Toleranzen behaftet und haben je nach Auswahl einen mehr oder weniger grossen Einfluss auf de Uw Wert. Die Grafik zeigt, dass der Ug-Werts die größten Auswirkungen auf den Uw Wert hat. Somit lässt sich mit besserem Glas und einem verbesserten Randverbund sehr einfach eine Verbesserung des Fensters erreichen

41 Entwicklung der U-Werte
6,0 Uf Ug UW 5,0 4,0 U in W/(m²K) 3,0 2,0 Historisch betrachtet, hat das Glas immer das grösste Verbesserungspotential besessen. Der ug wert hat den Uf wert unterboten. Da die Beschichtungen bereits gegen Emissivität 0 tendieren (0,01 nominal) , eine weitere 4. Scheibe hinsichtlich Gewichten und weiterer Funktion des Fensters zu hinterfragen ist, bleibt die Frage, wie eine Verbesserung hier weitergehen kann. 1,0 ?

42 Wie kann die Energieeffizienz eines Fensters bewertet werden?
Bewertung äquivalenter Wärmedurchgangskoeffizient UW Wärmedurchgangskoeffizient in (W/m²K) g Gesamtenergiedurchlassgrad SF Strahlungsgewinnkoeffizient je Orientierung in W/(m²K) Wärmesenke Wärmequelle Nicht berücksichtigt:: Wärmespeicherfähigkeit Differenzierung Heizung/Kühlung Klima Tageslichtangebot Ergebnisse sind vergleichbar mit opaken Bauteilen Eine Möglichkeite wäre es, die Wärmegewinne durch die transparenten Flächen zu steigern, indem man die richtigen Glasformate und Beschichtung oder acu Sonnenschutzeinrichtungen je nach Gebäudeausrichtung kombiniert. Das Glas kann dann in kalten Zeiten als Energiegewinnfläche dienen, muss aber in warmen Zeiten konstruktiv geschützt werden, damit der gewinn nicht durch Kühllasten aufgefressen wird.

43 Das Fenster als Kraftwerk
UW-Wert g-Wert tv-Wert Ug-Wert UW,eq-Wert W/m²K N O/W S 1,5 0,62 0,80 1,1 1,00 0,76 0,20 1,3 0,56 0,00 1,2 0,70 0,46 -0,10 0,60 0,73 0,8 0,72 0,48 -0,06 0,38 -0,16 1,0 0,52 0,28 -0,26 0,50 0,71 0,7 0,15 0,05 0,94 0,54 0,34 -0,11 Darstellung des Energiegewinns durch Einsatz des richtigen Glases an der richtigen Stelle

44 Mindestanforderungen an den sommerlichen Wärmeschutz
Grundlage DIN : Verfahren Sonneneintragskennwerte Randbedingungen Klimaregion Ungünstigster Raum (Orientierung) Bauart Nachtlüftung Als Beispiel das nationale Verfahren zur Ermittlung der Sonneneintragskennwerte.

45 Sommerlicher Wärmeschutz grafischer Nachweis für ein Wohngebäude
Bauart schwer, mit erhöhter Nachlüftung Szul Klimaregion A Svorh für gtot=0,62, Fc=1 Szul Klimaregion B Szul Klimaregion C Svorh für gtot = 0,31 Markise allgemein, Fc=0,5 Svorh und Szul Svorh für gtot= 0,16 Jalousie, 45° Lamellenstellung, Fc=0,25 fWG = Aw/AG zulässiger Bereich für Klimaregion C M.BP. Dipl.-Ing. (FH) Manuel Demel | Bauphysik

46 Fazit

47 Vorsprung durch Wissen
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