Der sommerliche Wärmeschutz. Ein Beitrag zur Anwendbarkeit von Sonnenschutzvorrichtungen

Inhaltsverzeichnis

Zusammenfassung

Abstract

1 Einleitung
1.1 Problemstellung
1.2 Zielsetzung der Arbeit

2 Grundlagen
2.1 Regelwerke
2.2 Physikalische Grundlagen
2.2.1 Warmeubertragung
2.2.2 Strahlungsphysikalische Wirkungsweise
2.3 Einwirkung der Sonnenstrahlung auf Gebaude
2.4 Sommerlicher Warmeschutz
2.4.1 Nachweisfuhrung nach DIN 4108-2, Abschnitt 8
2.4.1.1 Verfahren der Sonneneintragskennwerte
2.4.1.1.1 Bestimmung des vorhandenen Sonneneintragskennwertes
2.4.1.1.2 Bestimmung des zulassigen Sonneneintragskennwertes

3 Sonnenschutzvorrichtungen
3.1 Anforderungen
3.2 Systemvielfalt
3.3 Bediensysteme
3.3.1 Manuelles Bediensystem
3.3.1.1 Zugsystem
3.3.1.2 Rotationssystem
3.3.2 Kraftbetatigte Systeme
3.3.2.1 Handsteuerung
3.3.2.2 Automatische Steuerung
3.4 EinflussgroRen auf die Wirksamkeit
3.4.1 Art der Verglasung
3.4.1.1 Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung
3.4.2 Positionen des Sonnenschutzes
3.4.2.1 AuRenliegende Sonnenschutzvorrichtung
3.4.2.2 Innenliegende Sonnenschutzvorrichtung
3.4.2.3 Zwischen den Scheiben liegende Sonnenschutzvorrichtung
3.4.3 Hinterluftung des Sonnenschutzes

4 Parameterstudie gemaB des vereinfachten Verfahrens nach DIN 4108-2
4.1 Grundlagen
4.1.1 Vorhandener Sonneneintragskennwert
4.1.1.1 Prufraum
4.1.1.2 Referenzverglasung
4.1.1.3 Gesamtenergiedurchlassgrad
4.1.2 Zulassiger Sonneneintragskennwert
4.1.2.1 Gebaudestandort
4.1.2.2 Bauart
4.1.2.3 Referenzwerte des zulassigen Sonneneintragskennwertes
4.2 Parametrisierung

5 Katalogisierte Sonnenschutzvorrichtung
5.1 AuRenliegende Sonnenschutzsysteme
5.2 Innenliegende Sonnenschutzsysteme
5.3 Zwischen den Scheiben liegende Sonnenschutzsysteme
5.4 Sonnenschutzverglasung

6 Zusammenfassung

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Literaturverzeichnis

Variablenverzeichnis

Formelverzeichnis

Zusammenfassung

Die vorliegende Bachelorarbeit soll den interessierten Anwendenden Einblicke in das Themenfeld des Sonnenschutzes im Hinblick auf den sommerlichen Warmeschutz liefern. Des Weiteren soll diese Arbeit eine Hilfestellung fur die Auswahl einer passenden Sonnenschutzvorrichtung darstellen.

Der Auswahlprozess einer geeigneten Sonnenschutzvorrichtung basiert auf Vorkenntnissen in unterschiedlichen Bereichen.

Diese Bachelorarbeit stellt den Anwendenden ein breites Wissensspektrum uber die entsprechenden Regelwerke und physikalische Grundlagen, sowie einen Uberblick uber die Einwirkung der Sonnenstrahlung auf Gebaude zur Verfugung. Es werden die Anforderungen an Sonnenschutzsysteme und ihre Systemvielfalt mit Wirkung, Regelbarkeit und Grenzen der Anwendungen thematisiert.

Im weiteren Zuge dieser Arbeit wird mittels der Parametrisierung ein einfaches Mittel zur Auswahl eines Sonnenschutzsystems hinsichtlich seiner Anbringung und Lichtdurchlassigkeit geschaffen, welche sich mittels Kenntnissen des Gebaudestandortes, seiner Nutzung und der Orientierung des betrachteten kritischen Raumes oder Raumbereiches 1, sowie dessen Bauart anwenden lasst. Die Parametrisierung geht auf die unterschiedlichen Systeme, der auRenliegenden, innenliegenden und zwischen den Scheiben liegenden Sonnenschutzsysteme ein.

Die nachfolgende Katalogisierung der Sonnenschutzsysteme geht ebenfalls auf Sonnenschutzverglasungen ein und ist nach den Anbringungsvarianten der Sonnenschutzsysteme geordnet. Sie liefert Vorteile, sowie Grenzen der Anwendung. Uber die Spalte der Transmission lasst sich das passende System hinsichtlich der vorangegangenen Parametrisierung bestimmen.

Zur Entwicklung des Katalogs wurde ein definierter Prufraum verwendet, dessen geometriebasierten Ergebnisse der Parametrisierung durchaus auf andere Geometrien ubertragbar ist.

Das Ergebnis dieser Bachelorarbeit verdeutlicht, dass Sonnenschutzsysteme immer individuell und angepasst an die vorherrschenden Faktoren zu berucksichtigen sind und keine allgemein gultige Losung existent ist.

Abstract

The present bachelor thesis should provide the interested audience with an insight into the topic of sun protection with regard to heat protection in summer.

Furthermore this work should be an aid for the selection of a suitable sun protection device. The selection of a suitable sun protection device is based on prior knowledge in various fields. The bachelor thesis offers a broad knowledge about the corresponding regulations and physical basics, such as an overview of the effects of solar radiation on buildings. The requirements for sun shading systems, as well as their system diversity, controllability and limits of applicability are discussed.

In the further course of this work a simple instrument for the selection of the right sun protection device, in terms of its attachment and translucency, will be created with the help of parameterization.

The parameterization is based on the different systems of external, internal and sunscreen systems between the panes.

The following cataloging of sunshade systems also deals with solar control glazing and is organized according to the mounting variants of the sun shading systems. This thesis provides benefits and limitations of the applications. The appropriate system can be determined by looking into the column of transmission and with a view to the previous parameterization.

A defined testing room, whose geometry based results of parametrization can be transferred to other geometrics, has been used to develop the catalogue. the result of the bachelor thesis shows that sun protection systems must always be considered individually and adapted to the prevailing factors and that no universally valid solution exists.

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 2 - 1: Schematische Darstellung des Warmetransportes innerhalb eines Gebaudes durch Leitung, Konvektion und Strahlung

Abbildung 2 - 2: Darstellung der Strahlungstransmission, Strahlungsabsorption, Strahlungsreflexion, sekundaren Warmeabgabe und des Gesamtenergiedurchlasses

Abbildung 2 - 3: Verlauf der Sonne fur Mitteldeutschland

Abbildung 3 - 1: Moglichkeiten der Positionierung einer Sonnenschutzvorrichtung

Abbildung 3 - 2: Strahlungsbilanz und Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung

Abbildung 3 - 3: Bestimmung des Reduktionsfaktors Fc fur einen schwarzen auRenliegenden Sonnenschutz

Abbildung 3 - 4: Bestimmung des Reduktionsfaktors Fc fur einen sehr dunklen auRenliegenden Sonnenschutz

Abbildung 3 - 5: Bestimmung des Reduktionsfaktors Fc fur einen dunklen auRenliegenden Sonnenschutz

Abbildung 3 - 6: Bestimmung des Reduktionsfaktors Fc fur einen pastellfarbenen auRenliegenden Sonnenschutz

Abbildung 3 - 7: Bestimmung des Reduktionsfaktors Fc fur einen auRenliegenden Sonnenschutz mit weiRer/reflektierender Farbe

Abbildung 3 - 8: Bestimmung des Reduktionsfaktors Fc fur einen innenliegenden lichtundurchlassigen Sonnenschutz

Abbildung 3 - 9: Bestimmung des Reduktionsfaktors Fc fur einen innenliegenden mittel lichtdurchlassigen Sonnenschutz

Abbildung 3 - 10: Bestimmung des Reduktionsfaktors Fc fur einen innenliegenden stark lichtdurchlassigen Sonnenschutz

Abbildung 3 - 11: Bestimmung des Reduktionsfaktors Fc fur einen zwischen den Scheiben liegenden, lichtundurchlassigen Sonnenschutz

Abbildung 3 - 12: Bestimmung des Reduktionsfaktors Fc fur einen zwischen den Scheiben liegenden, mittel lichtdurchlassigen Sonnenschutz

Abbildung 3 - 13: Bestimmung des Reduktionsfaktors Fc fur einen zwischen den Scheiben liegenden, stark lichtdurchlassigen Sonnenschutz

Abbildung 3 - 14: Einfluss der Hinterluftung auf die Wirksamkeit eines auRenliegenden Sonnenschutzes; links mit guter Hinterluftung und rechts mit schlechter Hinterluftung

Abbildung 3 - 15: Einfluss einer Hinterluftung auf die Wirksamkeit eines innenliegenden Sonnenschutzes; links mit guter Hinterluftung, rechts mit schlechter Hinterluftung

Abbildung 4 - 1: Skizze Prufraum aus DIN EN ISO 13791:2012-

Abbildung 4 - 2: Sommerklimaregionen der Bundesrepublik Deutschland

Abbildung 5 - 1: Brise Soleils House in Port Moresby

Abbildung 5 - 2: Oben: Sommerliche Verschattung durch Laubbaum; Unten: Nutzung der tiefstehenden Wintersonne fur Innenraumerwarmung

Abbildung 5 - 3: Sonnensegel uber einer Terrasse

Abbildung 5 - 4: Glaserne Sonnenschurzen vor den Fensterflachen

Abbildung 5 - 5: Normative Darstellung einer AuRenjalousie/Raffstore

Abbildung 5 - 6: Normative Darstellung eines Vorbaurollladen

Abbildung 5 - 7: Normative Darstellung eines Drehladens ohne Rahmen

Abbildung 5 - 8: Normative Darstellung einer Jalousette

Abbildung 5 - 9: Normative Darstellung eines flachschlieRenden Faltladens

Abbildung: 5 - 10: Normative Darstellung eine Faltladens

Abbildung 5- 11: Normative Darstellung eines Schiebeladens

Abbildung 5 - 12: Normative Darstellung einer Gelenkarmmarkise mit Tragrohr

Abbildung 5 - 13: Normative Darstellung einer Scherenarmmarkise

Abbildung 5 - 14: Normative Darstellung einer Fallarmmarkise

Abbildung 5 - 15: Normative Darstellung einer Schiebearmmarkise

Abbildung 5 - 16: Normative Darstellung einer Markisolette

Abbildung 5 - 17: Normative Darstellung einer Senkrechtmarkise

Abbildung 5 - 18: Normative Darstellung einer Dachflachenmarkise

Abbildung 5 - 19: Normative Darstellung einer Fassadenmarkise

Abbildung 5 - 20: Normative Darstellung einer Wintergarten-/Terrassenmarkise

Abbildung 5 - 21: Normative Darstellung einer Pergolamarkise

Abbildung 5 - 22: Normative Darstellung einer Korbmarkise

Abbildung 5 - 23: Normativ Darstellung einer freihangenden Innenjalousie

Abbildung 5 - 24: Normative Darstellung einer Vertikaljalousien

Abbildung 5 - 25: Normative Darstellung eines Rollos

Abbildung 5 - 26: Normative Darstellung eines Raffrollos

Abbildung 5 - 27: Normative Darstellung eines Roll-up-Rollos

Abbildung 5 - 28: Normative Darstellung eines freihangenden Faltstores

Abbildung 5 - 29: Normative Darstellung eines freihangenden Faltstores mit Wabenstruktur

Abbildung 5 - 30: Normative Darstellung einer osterreichischen Gardine/Girlandenjalousie

Abbildung 5 - 31: Normative Darstellung eines Flachenvorhangs

Abbildung 5 - 32: Normative Darstellung eines Klappladens mit beweglichen Lamellen

Abbildung 5 - 33: Darstellung einer Jalousie im Scheibenzwischenraum

Abbildung 5 - 34: Systematische Darstellung der Regulierbarkeit der Lamellenstellung einer Isolierglasjalousie

Abbildung 5 - 35: Darstellung eines Rollos im Scheibenzwischenraum

Abbildung 5 - 36: Darstellung eines „Isolierglases mit integrierten Holzlamellen"

Abbildung 5 - 37: Darstellung eines „Isolierglases mit eingelegtem Metallgewebe"

Abbildung 5 - 38: Darstellung eines parabolischen Spiegelprofiles im Isolierglasverbund

Abbildung 5 - 39: Bedruckte Glashulle der Bibliothek der Universitat Cottbus

Abbildung 5 - 40: Beschichtetes Glas

Abbildung 5 - 41: Lichtstreuendes Isolierglas

Abbildung 5 - 42: Geatztes Glas im Kunsthaus Bregenz

Abbildung 5 - 43: Verschiedene Schaltzustande der elektrochromen Glaser; oben mit klarer Durchsicht; unten mit Schaltung auf dunkelblaue Farbe

Abbildung 5 - 44: Verschiedene Schaltzustande eines gasochrom gefarbten Fensters

Abbildung 5 - 45: Verschiedene Schaltzustande eines thermotropen Glases

Tabellenverzeichnis

Tabelle 3 - 1: Einsparpotenzial eines schwarzen auRenliegenden Sonnenschutzproduktes im Vergleich zu einem weiRen Produkt

Tabelle 3 - 2: Einsparpotenzial eines schwarzen innenliegenden Sonnenschutzproduktes im Vergleich zu einem weiRen Produkt

Tabelle 3 - 3: Einsparpotenzial eines schwarzen zwischen den Scheiben liegenden Sonnenschutzproduktes im Vergleich zu einem weiRen Produkt

Tabelle 4 - 1: Referenzverglasungen mit den zugehorigen thermischen Eigenschaften fur allgemeine Produktvergleiche von Abschlussen und Markisen

Tabelle 4 - 2 : Anhaltswerte des Transmissionsgrades

Tabelle 4 - 3: Anhaltswerte des Reflexonsgrades

Tabelle 4 - 4: Einstufung der Bauart in Abhangigkeit von der Speicherfahigkeit des Raumes

Tabelle 4 - 5: Referenzwerte des zulassigen Sonneneintragskennwertes fur eine Sonnenschutzverglasung und mit Nordorientierung

Tabelle 4 - 6: Referenzwerte des zulassigen Sonneneintragskennwertes fur eine Sonnenschutzverglasung, ohne Nordorientierung

Tabelle 4 - 7: Referenzwerte des zulassigen Sonneneintragskennwertes, ohne Sonnenschutzverglasung und mit Nordorientierung

Tabelle 4 - 8: Referenzwerte des zulassigen Sonneneintragskennwertes, ohne Sonnenschutzverglasung, ohne Nordorientierung

Tabelle 4 - 9: Parametrisierung eines lichtundurchlassigen auRenliegenden Sonnenschutzsystems

Tabelle 4 - 10: Parametrisierung eines mittel lichtdurchlassigen auRenliegenden Sonnenschutzsystems

Tabelle 4 - 11: Parametrisierung eines lichtundurchlassigen innenliegenden Sonnenschutzsystems

Tabelle 4 - 12: Parametrisierung eines mittel lichtdurchlassigen innenliegenden Sonnenschutzsystems

Tabelle 4 - 13: Parametrisierung eines stark lichtdurchlassigen innenliegenden Sonnenschutzsystems

Tabelle 4 - 14: Parametrisierung eines lichtundurchlassigen zwischen den Scheiben liegenden Sonnenschutzsystems

Tabelle 4 - 15: Parametrisierung eines mittel lichtdurchlassigen zwischen den Scheiben liegenden Sonnenschutzsystems

Tabelle 4 - 16: Katalogisierte, feste auRenliegende Sonnenschutzsysteme

Tabelle 4 - 17: Katalogisierte, bewegliche auRenliegende Sonnenschutzsysteme

Tabelle 4 - 18: Katalogisierte, innenliegende Sonnenschutzsysteme

Tabelle 4 - 19: Katalogisierte, bewegliche glasintegrierte Sonnenschutzsysteme

Tabelle 4 - 20: Katalogisierte, starre glasintegrierte Sonnenschutzsysteme

Tabelle 4 - 21: Katalogisierte, statische Sonnenschutzverglasung

Tabelle 4 - 22: Katalogisierte, schaltbare Sonnenschutzverglasung

1 Einleitung

Die globale Erderwarmung schreitet fort und die Temperaturen auf der Erde stiegen in den letzten 100 Jahren bereits um 1 Grad Celsius 77. Es besteht eine luckenhafte Ozonschicht, sodass die Sonnenstrahlung die Erde starker passiert 76. Diese umwettechnischen Fakten stehen mit dem wachsenden architektonischen Wunsch nach groRer werdenden Glasflachen und einer Integration der Natur in die Gebaudehulle im Konflikt.

Sonnenschutzsysteme haben zum Ziel, Gebaude und deren Nutzer vor unerwunschter Sonneneinstrahlung zu schutzen. Im Sinne des Arbeitsschutzes ist es fur geschaftlich genutzte Gebaude von Bedeutung die Mitarbeiter vor Blendungen und Reflexionen zu bewahren. Ebenso werden Sonnenschutzsysteme im privaten Bereich zukunftig bedeutsamer. Hier sind architektonisch aufwandig gestaltete Hauserfronten gefragt, Glasfronten wirken reprasentativer und spenden viel Tageslicht.

Der sommerliche Warmeschutz stellt eine unerlassliche Zusatzanforderung an die Behaglichkeit, um eine gewunschte Energieeinsparung zur Vermeidung der Gebaudekuhlung im Sinne der Energieeinsparverordnung (EnEV) zu gewahrleisten.

Im Rahmen dieser Arbeit werden die grundlegenden physikalischen Begriffe definiert, ein Uberblick uber die Sonnenschutzsysteme hergestellt und auf die Wirksamkeit der unterschiedlichen Systeme und Farben eingegangen, dies schafft den konzeptionellen Rahmen der folgenden Kapitel der Parametrisierung und Katalogisierung. In der nachfolgenden Parameterstudie werden unterschiedliche Anbringungsvarianten eines Sonnenschutzes hinsichtlich des sommerlichen Warmeschutzes nach DIN 4108-2 untersucht. Die Anwendenden sollen mit Hilfe der Parametrisierung eine passende Anbringungsvariante wahlen konnen, der Auswahl eines Sonnenschutzsystems steht die nachfolgende Katalogisierung zur Verfugung.

1.1 Problemstellung

Der Konflikt zwischen der globalen Erderwarmung und den gewunschten architektonischen Gesichtspunkten stellt die Anwendenden vor eine Herausforderung. Die Auswahl eines geeigneten Sonnenschutzsystems muss gebaude- und standortspezifische Punkte berucksichtigen, ohne die architektonische Wirkung auRer Acht zu lassen. Des Weiteren mussen bereits Vorkenntnisse uber die Vorteile und Grenzen der Anwendung der unterschiedlichen Sonnenschutzsysteme bestehen. Dies stellt fur die Anwendenden einen aufwendigen Prozess dar.

1.2 Zielsetzung der Arbeit

Diese Arbeit soll den Anwendenden Einblicke in den sommerlichen Warmeschutz, physikalische Grundlagen und der Wirksamkeit von Sonnenschutzsystemen liefern. Sie dient als Hilfestellung bei der Wahl eines geeigneten Sonnenschutzsystems.

Die nachfolgende Parametrisierung eines definierten Prufraumes im Hinblick auf auRen-, innen- und zwischen den Scheiben liegenden Sonnenschutzsystemen und der Vereinbarkeit des sommerlichen Warmeschutzes stellt einen Weg dar, ein geeignetes System anwenderfreundlich wahlen zu konnen. Die Ergebnisse der Parametrisierung des Prufraums lassen sich sinngemaR auf andere Geometrien ubertragen. Mit Hilfe des nachfolgenden Katalogs von Sonnenschutzvorrichtungen lasst sich das passende System bis ins Detail bestimmen.

2 Grundlagen

Im folgenden Kapitel werden die wesentlichen Grundlagen des sommerlichen Warmeschutzes, der Einwirkung der Solarstrahlung auf Gebaude, sowie der physikalischen Grundlagen und Regelwerke gestellt.

2.1 Regelwerke

Die Energieeinsparverordnung (EnEV) dient den energiepolitischen Zielen der Bundesregierung, Energie in Gebaude einzusparen, regelt die energetischen Anforderungen von Gebauden und forderte erstmalig in ihrer Fassung von 2009 den Nachweis des sommerlichen Warmeschutzes auf Grundlage des Rechenverfahrens der „DIN 4108:2013-02 Warmeschutz und Energie-Einsparung in Gebauden - Teil 2: Mindestanforderungen an den Warmeschutz" 1.

Als wesentliches Ziel erklart die DIN 4108-2 die Sicherstellung der sommerlichen thermischen Behaglichkeit in Aufenthaltsraumen und folglich die Vermeidung von Energieeinsatz fur Kuhlung, als Folge einer zu hohen Erwarmung von Aufenthaltsraumen 1.

Die internationale Norm DIN EN ISO 52022-1:2018-01 regelt die „Energieeffizienz von Gebauden - Warmetechnische, solare und tageslichtbezogene Eigenschaften von Bauteilen und Bauelementen - Teil 1: Vereinfachtes Berechnungsverfahren zur Ermittlung der solaren und tageslichtbezogenen Eigenschaften von Sonnenschutz in Kombination mit Verglasungen" 17 und stellt die Grundlage fur die Berechnungen des Gesamtenergiedurchlassgrades in Kombination mit Sonnenschutzvorrichtungen dar.

Die physikalischen Grundlagen der Warmeubertragung hinsichtlich spezifischer Begriffe und KenngroRen werden in der DIN 1341:1986-10 geregelt 2.

Die jeweiligen Definitionen der unterschiedlichen Abschlusse, sowie ihrer Bediensysteme werden gemaR DIN EN 12216:2018-12 „Abschlusse - Terminologie, Benennungen und Definitionen" beschrieben 26.

Die Anforderungen des thermischen und visuellen Komforts an eine Sonnenschutzvorrichtung werden in der Norm DIN EN 14501:2005 „Abschlusse - Thermischer und visueller Komfort - Leistungsanforderungen und Klassifizierung" festgehalten 30.

Die VDI-Richtlinie VDI 6011 „Blatt 1 - Optimierung von Tageslicht und kunstlicher Beleuchtung - Grundlagen" 72 definiert die unterschiedlichen Zielsetzungen von Sonnenschutzvorrichtungen.

Die Grundlage der nachfolgenden Parametrisierung von Sonnenschutzvorrichtungen bilden die Geometrie des unter der zuruckgezogenen DIN EN ISO 13791:2012-08 definierten Prufraums 75.

2.2 Physikalische Grundlagen

In diesem Kapitel wird auf die Begriffsdefinitionen der Warmeubertragung, sowie der strahlungsphysikalischen Wirkungsweisen eingegangen.

2.2.1 Warmeubertragung

Die Erlauterung der Grundbegriffe zur Warmeubertragung, auf Basis der Norm 1341:1986-10, bietet einen Einblick in die Thermodynamik und soll dem allgemeinen Verstandnis der physikalischen Grundlagen im Hinblick auf die Wirkungsweisen von Sonnenschutzvorrichtungen dienen.

Der Begriff Warmeubertragung definiert den Energietransport infolge eines Temperaturunterschiedes und stellt den gemeinsamen Begriff fur den Transport von Warme durch Leitung, Konvektion und Strahlung dar 2. Die nachfolgende Abbildung 2 - 1 veranschaulicht den Begriff Warmeubertragung:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2 - 1: Schematische Darstellung des Warmetransportes innerhalb eines Gebaudes durch Leitung, Konvektion und Strahlung 3

Der Warmetransport durch Warmeleitung beschreibt die kinetische Energieubertragung zwischen benachbarten Teilchen und stellt eine irreversible Warmeubertragung vom hoheren zum niedrigeren Energieniveau dar.

Der Warmetransport infolge Konvektion erfolgt durch stromende Flussigkeiten oder stromende Gase, diese Fluide transportieren thermische Energie aufgrund von Dichte- oder Temperaturunterschieden.

Die Warmestrahlung beschreibt den Warmetransport durch elektromagnetische Wellen, die Intensitat steigt mit zunehmender Temperatur eines hinreichenden Mediums, somit erfolgt die Warmestrahlung auch im luftleeren Raum. Fur Sonnenschutzvorrichtungen sind die folgenden zwei Arten von Strahlung von Bedeutung:

- Die Sonnenstrahlung mit einer Wellenlange zwischen 280 nm und 2.500 nm, welche unterteilt wird in UV-Strahlung, sichtbares Licht und Infrarotstrahlung 22.
- Die langwelligen Infrarotstrahlungen mit einer Wellenlange zwischen 2.500 nm und 10.000 nm, die durch das materialbedingte Temperaturniveau beeinflusst werden 22.

2.2.2 Strahlungsphysikalische Wirkungsweise

Die nachfolgenden Begriffsdefinitionen der Abbildung 2 - 2 sollen die wichtigsten Begriffe der Thermodynamik im Hinblick auf die energetischen Vorgange an einer Gebaudeverglasung definieren:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Strahlungsreflexionsgrad:

Der Strahlungsreflexionsgrad bezeichnet den Anteil der Sonnenstrahlung, der von der Verglasung direkt nach auRen reflektiert wird 19.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2 - 2: Darstellung der Strahlungstransmission, Strahlungsabsorption, Strahlungsreflexion, sekundaren Warmeabgabe und des Gesamtenergiedurchlasses 19

2.3 Einwirkung von Sonnenstrahlung auf Gebaude

Die Sonne emittiert ein breites Spektrum elektromagnetischer Strahlung, es reicht von der kurzwelligen, kosmischen Strahlung uber die optische Strahlung bis zu den langwelligen Radiowellen 11, 12.

Die Solarstrahlung dringt durch Fenster in das Gebaude ein und wird von Gegenstanden im Raum absorbiert. Durch Warmestrahlung und Konvektion geben zum Beispiel Einrichtungsgegenstande die entstandene Warme an die Raumluft ab 12.

Die Strahlungsintensitat und Strahlungsdauer werden vom Sonneneinfallswinkel bestimmt, dieser andert sich entsprechend der Tages- und Jahreszeit und ist von der geografischen Lage abhangig 12.

Die nachfolgende Abbildung 2 - 3 stellt den tages- und jahreszeitlichen Verlauf der Sonne am Beispiel eines Gebaudes in Mitteldeutschland dar.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2 - 3: Verlauf der Sonne fur Mitteldeutschland 12

Die Ausrichtung des Gebaudes, die geographische Lage und die Jahreszeit stehen elementar mit der Sonneneinstrahlung im Kontext, so erhalten nach Suden liegende Raume im Winter und in der Ubergangszeit am meisten Sonne. Im Sommer erhalten jedoch die Raume zur Westseite die meiste Sonneneinstrahlung, wahrend die Raume im Osten morgens das meiste Licht erhalten, Raume mit Nordausrichtung bleiben vergleichsweise immer recht dunkel 13.

Das MaR der Sonneneinstrahlung wird ebenso von der Umgebung und Architektur des Gebaudes beeinflusst. Diese Faktoren sind vielfaltig, so dass nur tendenzielle Aussagen getroffen werden konnen 12. So kann die Sonnenstrahlung ebenso durch Berge der naheren Umgebung, sowie durch benachbarte Baume reduziert werden, sowie auch durch architektonische Elemente.

Der Einfluss von Fenstern steht in direktem Zusammenhang mit der ausreichenden Tageslichtintensitat und dem Solarstrahlungsanteil, der durch die Fenster in die Raume gelangt 12. Je groRer die Fensterflache, umso hoher ist der Warmeeintrag durch die Sonnenstrahlung. Fur den Warmeeintrag und den Lichteinfall ist neben der GroRe der Fenster die Verglasungsart entscheidend 12.

Als primarer Grund fur zu hohe Innenraumtemperaturen, als Folge der sommerlichen Gebaudeaufheizung, ist der solare Eintrag von auRen durch Fenster, oder durch opake Bauteile, wie der GebaudeauRenflache zu sehen. Fehlender Sonnenschutz, mangelhafte Konstruktionen mit Undichtigkeiten in der Gebaudehulle, erforderlicher AuRenluftwechsel und fehlerhafte Dammung der opaken AuRenbauteile fuhren zu einem ubermaRigen Warmeeintrag.

2.4 Sommerlicher Warmeschutz

Der sommerliche Warmeschutz steht unter den, in der Energieeinsparverordnung - EnEV 2014 festgelegten, energiepolitischen Zielen der Bundesregierung, welche die Einsparung von Energie in Gebauden fordern. Der Geltungsbereich der EnEV 2014 bezieht sich unter anderem auf Gebaude, deren Raume unter Einsatz von Energie gekuhlt oder beheizt werden mussen 4.

Als Grundlage dienen die Anforderungen nach DIN 4108-2 Abschnitt 8, sodass durch bauliche MaRnahmen verbunden mit der jeweiligen Gebaudenutzung, nicht unzumutbare Temperaturbedingungen in Gebauden entstehen durfen, die zur Einhaltung eines behaglichen Raumklimas relativ aufwandige und energieintensive KuhlmaRnahmen zur Folge haben 4.

Der sommerliche Warmeschutz wird maRgeblich durch physikalische Faktoren, wie der AuRentemperatur an heiRen Hochsommertagen, der solaren Zustrahlung, sowie durch gebaudeabhangige Faktoren, wie der Klimaregion, der Bauart, dem Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung, dem Fensterflachenanteil an den AuRenbauteilen, der Fensterorientierung, der Fensterneigung gegenuber der Horizontalen, der Art und Intensitat der Raumluftung, der Warmespeicherfahigkeit der raumumschlieRenden Bauteile, der Gebaudegeometrie und der Sonnenschutzvorrichtungen der transparenten Bauteile bestimmt 5, 10.

Durch die globale Erderwarmung und der Forderung nach Energieeinsparung gewinnt der sommerliche Warmeschutz zunehmend an Bedeutung.

2.4.1 Nachweisfuhrung nach DIN 4108-2, Abschnitt 8

Die Energieeinsparverordnung stellt die Mindestanforderungen des sommerlichen Warmeschutzes fur alle beheizten Raume in Hochbauten (> 19 °C) und an Raume, die im offenem Raumverbund stehen. GemaR DIN 4108-2 sind die Anforderungen gemaR der EnEV sowohl fur neu zu errichtende Wohngebaude (§ 3 Absatz 4), Erweiterungsbauten, neue Gebaudeteile als auch fur Nichtwohngebaude (§ 4 Absatz 4) nachzuweisen 7.

Die Nachweisfuhrung des sommerlichen Warmeschutzes gemaR DIN 4108-2 kann sowohl uber das vereinfachte Verfahren (Verfahren der Sonneneintragskennwerte), als auch uber das Verfahren der dynamisch- thermischen Gebaudesimulation erfolgen. Nach DIN 4108-2, Abschnitt 8 soll die Behaglichkeit im Gebaude bei bestmoglicher Energieeffizienz gewahrleistet sein 6.

Der Nachweis zur Einhaltung der Anforderungen an den sommerlichen Warmeschutz ist mindestens fur den Raum zu fuhren, der im Rahmen des Anwendungsbereichs zu den hochsten Anforderungen des sommerlichen Warmeschutzes fuhrt 1. Dieser Raum bzw. diese Raumgruppe mit den hochsten Anforderungen werden nach DIN 4108-2 als kritische Raume bzw. kritische Raumgruppen bezeichnet, da sie an die AuRenfassade grenzen und der Sonnenstrahlung besonders ausgesetzt sind 5. Ein Glasvorbau ist nicht als kritischer Raum zu betrachten 1.

Werden fur Wohngebaude und Gebaudeteile zur Wohnnutzung, sowie fur Nichtwohngebaude die Grenzwerte unter 2.3.1.1 Voraussetzungen fur den Verzicht auf einen Nachweis eingehalten, so ist kein sommerlicher Warmeschutznachweis nach DIN 4108-2 gefordert 1.

Werden die Grenzwerte unter 2 .3.1.1 Voraussetzungen fur den Verzicht auf einen Nachweis nicht eingehalten, ist ein sommerlicher Warmeschutznachweis nach DIN 4108-2 zu fuhren. Die Wahl des geeigneten Nachweisverfahrens hangt bei Raumen und Raumgruppen, in Verbindung mit unbeheizten Glasvorbauten, von der Beluftung ab.

Erfolgt die Beluftung nur uber den unbeheizten Glasvorbau und werden die Anforderungen an den Sonnenschutz nach 2.3.1.1 Voraussetzungen fur den Verzicht auf einen Nachweis fur Wohngebaude sowie fur Gebaudeteile mit Wohnnutzung nicht eingehalten, ist der Nachweis mit Hilfe der thermisch-dynamischen Gebaudesimulation zu fuhren.

Erfolgt die Beluftung nicht oder nicht nur uber den unbeheizten Glasvorbau kann der Nachweis uber das Verfahren der Sonneneintragskennwerte gefuhrt werden, als ob kein unbeheizter Glasvorbau vorhanden ware oder uber den Nachweis mit Hilfe der thermisch-dynamischen Gebaudesimulation anhand der tatsachlichen baulichen Ausfuhrung, welche inklusive Glasvorbau fur die Berechnung nachzubilden ist 5.

2.4.1.1 Verfahren der Sonneneintragskennwerte

Das Verfahren der Sonneneintragskennwerte nach DIN 4108-2 Abschnitt 8.3 stellt ein vereinfachtes Verfahren mit standardisierten Randbedingungen zum Nachweis des sommerlichen Warmeschutz fur Aufenthaltsraume in Hochbauten dar 9, 1.

Vor dem Nachweis des sommerlichen Warmeschutzes mittels des Verfahrens der Sonneneintragskennwerte ist zu prufen, ob in Frage kommende Raume oder Raumbereiche in Verbindung mit einer Doppelfassade oder transparenten Warmedammsystemen vorliegen, so kann der Nachweis nicht mittels vereinfachten Verfahren gefuhrt werden 1.

Es gilt den Nachweis raumweise zu fuhren, da im EnEV-Nachweis nur die gesamte Gebaudehullflache und die Fassadenanteile ohne Bezug auf einzelne Raume eingegeben werden 8. Es ist nachzuweisen, dass der vorhandene solare Warmeeintrag Svorh in kritischen Raumen bzw. Raumbereichen an der AuRenfassade unterhalb eines zulassigen Grenzwertes Szui liegt.

Fur einen erfullten Nachweis der Sonneneintragskennwerte nach DIN 4108-2 ist der vorhandene Sonneneintragskennwert Svorh moglichst klein zu wahlen. Die Nettogrundflache des betrachteten Raumes oder Raumbereiches AG sollte, fur einen moglichst kleinen vorhandenen Sonneneintragskennwert, besonders groR gewahlt werden. Die Summe aller Fensterflachen des Raumes oder Raumbereiches Awj sollte hingegen einen moglichst kleinen Wert annehmen. Eine solche Variation der Nettogrundflache und der Summe der Fensterflachen stellt in der Realitat keine Relevanz dar. Der Gesamtenergiedurchlassgrad gtotj sollte ebenfalls einen moglichst kleinen Wert darstellen. Diese Forderung stellt eine veranderbare GroRe dar, welche mit Hilfe eines geeigneten Sonnenschutzes realisiert werden kann.

Der zulassige Sonneneintragskennwert Szui sollte zur Erfullung des vereinfachten Nachweises nach DIN 4108-2 moglichst groR gewahlt werden. Die Umsetzung dieser Forderung ist fur Bestandsbauten irrelevant, da eine Variation nur sehr bedingt moglich ist.

2.4.1.1.1 Bestimmung des vorhandenen Sonneneintragskennwertes

Der vorhandene Sonneneintragskennwert Svorh setzt sich aus der Summe aller Fensterflachen des Raumes oder Raumbereiches Awj multipliziert mit dem Gesamtenergiedurchlassgrad gtotg des jeweiligen Glases einschlieRlich Sonnenschutz, bezogen auf die Nettogrundflache AG des betrachteten Raumes oder Raumbereiches zusammen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Der Gesamtenergiedurchlassgrad des Glases einschlieRlich Sonnenschutz kann nach dem vereinfachten Berechnungsverfahren der DIN EN ISO 52022-1, angelehnt nach DIN EN 410 bzw. zugesicherten Herstellerangaben, dem Berechnungsverfahren nach DIN V4108-6 Anhang B oder vereinfacht durch Multiplikation des Gesamtenergiedurchlassgrad des Glases fur senkrechten Strahlungseinfall g und dem Abminderungsfaktor Fc fur Sonnenschutzvorrichtungen berechnet werden 10 , siehe die folgende Gleichung:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

GemaR DIN V 18599-2:2011-12,A.2 kann im Falle von baulicher Verschattung der Glasflachen der Gesamtenergiedurchlassgrad des Glases einschlieRlich Sonnenschutz gtot anhand der Teilbestrahlungsfaktoren Fs modifiziert werden, es sind die jeweiligen Faktoren fur den Sommerfall zu berucksichtigen 1.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Anhaltswerte fur den Abminderungsfaktor Fc liefert die Tabelle 7 der Norm DIN 4108-2, diese liegen planerisch auf der sicheren Seite.

2.4.1.1.2 Bestimmung des zulassigen Sonneneintragskennwertes

Der zulassige Sonneneintragskennwert Szui ergibt sich aus der Addition der unterschiedlichen anteiligen Sonneneintragskennwerte Sx. Diese stehen in abhangig von der Nutzung des Gebaudes als Wohn- oder Nichtwohngebaude, der Klimaregion des Gebaudestandortes, der Bauart des Gebaudes unterteilt in leicht, mittel und schwer, einer gegebenenfalls vorhanden Nachtluftung und Sonnenschutzverglasung, dem grundflachenbezogenen Fensterflachenanteil fWG, der Fensterorientierung und dem Einsatz passiver Kuhlung 9. Die anteiligen Sonneneintragskennwerte lassen sich der Tabelle 8 der DIN 4108-2 entnehmen 1.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

3 Sonnenschutzvorrichtungen

3.1 Anforderungen

Sonnenschutzvorrichtungen werden gemaR VDI-Richtlinie VDI 6011 Blatt 1 - Optimierung von Tageslichtnutzung und kunstlicher Beleuchtung - Grundlagen unterschiedlichen Aspekten gerecht. Sie dienen als Gestaltungselement, beeinflussen die Behaglichkeit, optimieren Umfeldbedingungen, vermitteln Schutz und Sicherheit und werden als MaRnahme zur Energieeinsparung eingesetzt 72. Im weiteren Verlauf wird der Sonnenschutz als Beeinflussung der Behaglichkeit, im Zuge des Schutzes vor Raumaufheizung an heiRen Tagen und als MaRnahme zur Energieeinsparung als notwendige Folge einer Gebaudeaufheizung in Form von KuhlungsmaRnahmen im Sinne des sommerlichen Warmeschutzes betrachtet 14.

Die Anforderungen an Tageslichtoffnungen beinhalten gemaR DIN 5034-1:2011-07 je nach Gebaudenutzung unterschiedliche Aspekte, so sollen Aufenthaltsraume ausreichend Tageslicht erhalten, eine Sichtverbindung nach auRen haben und mit naturlichem Licht in einem angenehmen Helligkeitsniveau beleuchtet werden. Fur eine ungehinderte Sichtverbindung nach auRen ist es notwendig Aufenthaltsraume mit durchsichtigen, verzerrungsfreien und moglichst farbneutral verglasten Fenstern auszustatten 16.

Die Anforderungen an Tageslichtoffnungen gemaR DIN 5034-1:2011-07 bestimmen auch die Anforderungen an Sonnenschutzvorrichtungen. Die Farbe der Sonnenschutzvorrichtungen sollte ansprechend sein, der architektonischen Gestaltung des Gebaudes gerecht werden und ein angenehmes Licht erzeugen. Eine mogliche Regulierbarkeit sollte anwenderfreundlich sein und eine Gebaudeaufheizung bestmoglich verhindern, ohne das Sichtfeld nach drauRen zu stark einzuschranken.

GemaR DIN EN 14501:2005 beeinflussen Sonnenschutzeinrichtungen den thermischen Komfort in drei Dimensionen. Die GroRe der Fenster des betrachteten Raumes oder Raumbereiches und dessen Gesamtenergiedurchlassgrad gtot beeinflussen, die von den solaren Warmeeintragen abhangige mittlere operative Temperatur und/oder die Kuhllasten. Die Sonnenschutzeinrichtung kann die direkte Sonnenbestrahlung von Personen und deren Umgebung im Raum verhindern und die Ursache hoherer Werte der operativen Temperatur infolge hoherer Temperaturen auf der Innenflache der Verglasung oder der Sonnenschutzvorrichtung sein 30.

3.2 Systemvielfalt

GemaR DIN EN 12216:2018-12 „Abschlusse - Terminologie, Bennenungen und Definitionen“ werden innen- und auRenliegende Sonnenschutzvorrichtungen als Abschlusse bezeichnet. Ein Abschluss wird definiert als „Produkt, das entweder innen oder auRen angebracht ist, um Offnungen zusatzlich zu schlieRen und/oder zu schutzen“ 10. Der Behang eines Abschlusses stellt somit den Teil des Produktes dar, welcher durch das Bediensystem in Bewegung gesetzt wird und den Zweck des Abschlusses erfullt 26.

Sonnenschutzvorrichtungen konnen hinsichtlich ihrer Anbringung nach auRenliegenden (a), zwischen den Scheiben liegenden (b) und innenliegenden Sonnenschutz (c), sowie Sonnenschutzverglasung unterschieden werden. Auch starr mit der Fassade applizierte Elemente, wie Auskragungen stellen einen Sonnenschutz dar.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3 - 1: Moglichkeiten der Positionierung einer Sonnenschutzvorrichtung 10

Eine Regulierbarkeit kann graduell oder stufenlos erfolgen, die Steuerung der Elemente ubergeordnet von zentraler Stelle oder individuell manuell. Diese Einstellungen hangen von den Nutzungsanforderungen an das Gebaude und dem Nutzerverhalten ab 15.

Die Sonnenschutzelemente konnen uber verschiedene Materialien, Formen und Wirkungsweisen verfugen und lassen sich grundsatzlich nach folgender Systematik einteilen:

- Primarer Sonnenschutz:

Gewahrleistet durch die Gestaltung der Gebaudefassade und die damit verbundenen, festen Einrichtungen wie Mauerwerk, Seitenvorsprunge, Gebaudeorientierung, waagerechte und senkrechte Blenden wie z.B. Vordacher, Fensterlaibungen und Sonnenschutzglas 23.

- Sekundarer Sonnenschutz:

Beziehen sich auf mit dem Gebaude verbundene einstellbare Sonnenschutzvorrichtungen, wie Raffstores, Fassadenmarkisen, etc. sowie die Verschattung durch Gebaude und Baume 23.

- Tertiarer Sonnenschutz:

Beinhalten MaRnahmen die im Allgemeinen innen und zum Teil erst nachtraglich als Blendschutz angebracht werden, z.B. Jalousien 23.

3.3 Bediensysteme

GemaR DIN EN 12216 dient ein Bediensystem dem Ein- und Ausfahren eines Behangs oder zum Wenden der Lamellen oder Stabe des Abschlusses. Der Antrieb kann manuell, motorgesteuert oder uber eine Kombination erfolgen. Die Bedienung kann getriebe- oder federgestutzt sein 26.

3.3.1 Manuelles Bediensystem

Das Einfahren, sowie das Ausfahren des Behangs und/oder die Wendung der Lamellen erfolgt hier durch menschliche Arbeitskraft 26.

3.3.1.1 Zugsystem

Zugsysteme unterteilen sich nach DIN EN 12216 in drei verschiedene Arten:

- „einzeln: System, das durch eine Zugvorrichtung (z.B. Schnur, Zahnriemen etc.) angetrieben wird, ein Ausfahren/Einfahren erfolgt durch Schwerkraft bzw. potenzielle Energie, die wahrend des Ein-/Ausfahrens gespeichert wird" 26.
- „endlos: System, das durch eine Zugvorrichtung, angetrieben wird, die aus einer Schleife besteht, Bewegung in eine Richtung beim Ausfahren des Behangs (oder Wenden der Lamellen) und in umgekehrter Richtung beim Einfahren des Behangs (oder Wenden der Lamellen in die entgegengesetzte Richtung)" 26.
- „direkt: System, das durch eine Zug-/ Schiebevorrichtung (z.B. Welle, Stange oder Griff) angetrieben wird, die direkt am Behang befestigt ist" 26.

3.3.1.2 Rotationssysteme

Laut DIN EN 12216 werden Rotationssysteme durch eine rotierende Vorrichtung (z.B. Kurbel, Windel oder Stab) angetrieben 26.

3.3.2 Kraftbetatigte Systeme

Das Ein-/Ausfahren des Behangs und/oder die Wendung der Lamellen erfolgt bei kraftbetatigten Systemen durch elektrische Energie 26.

Kraftbetatigte Systeme bestehen aus einer Motoreinheit und einem Steuerungssystem, sie konnen auRerdem auch uber eine Handbetatigungsvorrichtung verfugen 26.

3.3.2.1 Handsteuerung

Eine Handsteuerung des Abschlusses definiert gemaR DIN EN 12216 die Betatigung des elektrischen Bediensystems mittels einer manuellen Einwirkung von Seiten des Nutzers. Die Betatigung des elektrischen Bediensystems kann uber einen festen Schalter oder uber eine Funksteuerung erfolgen 26.

3.3.2.2 Automatische Steuerung

Nach DIN EN 12216 findet eine automatische Steuerung eines Abschlusses statt, sobald diese durch andere Faktoren als der manuellen Betatigung erfolgt. Die Einwirkungen der automatischen Steuerung konnen z.B. Licht-, Temperatur-, Frost-, Regen- oder Windsensoren oder eine Zeitschaltuhr sein. „Die automatische Steuerung kann bei einem einzelnen Produkt oder einer Produktgruppe eingesetzt werden" 26.

3.4 EinflussgroBen auf die Wirksamkeit

Der Energieabminderungsfaktor Fc charakterisiert die Wirksamkeit einer Sonnenschutzvorrichtung, ist der Einbausituation zuzuordnen und mindert die GroRe des Gesamtenergiedurchlassgrades gtot bei Vorhandensein einer Sonnenschutzvorrichtung ab 1, 10.

Der Sonnenenergiedurchlass wird durch den Abminderungsfaktor Fc dargestellt, je niedriger der Fc — Wert einer Sonnenschutzvorrichtung ist, desto weniger Sonnenenergie gelangt in das betrachtete Gebaude. Ein Verschattungskoeffizient Fc von 1,0 wurde einen 100 prozentigen Sonnenenergiedurchlass ins Gebaudeinnere bedeuten, ein Wert von 0,25 einen 25 prozentigen Durchlass der ursprunglichen 100 Prozent. Je schlechter der Warmedurchgangskoeffizient einer Vergasung ist, desto besser wird der Abminderungsfaktor Fc mit einem guten Sonnenschutzsystem.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die GroRenordnung des Abminderungsfaktors Fc hangt von der Position der Sonnenschutzvorrichtung, der Art und dem Aufbau der korrespondierenden Verglasung und einer moglichen Hinterluftung der Sonnenschutzvorrichtung ab 10.

Die Bestimmung des Gesamtenergiedurchlassgrades gtot wird nach DIN EN ISO 52022-1:2018-01 in einem vereinfachten Verfahren ermoglicht. Das detaillierte Verfahren nach DIN EN ISO 52202­3:2018-01 wird im weiteren Verlauf nicht betrachtet.

Folgende EingangsgroRen sind notwendig:

- der U-Wert der Verglasung Ug,
- der Gesamtenergiedurchlassgrad g der Verglasung,
- der Strahlungstransmissionsgrad Te<B der Sonnenschutzvorrichtung und
- der Strahlungsreflexionsgrad pe,B der Sonnenschutzvorrichtung 10, 17.

3.4.1 Art der Verglasung

Die warmetechnische Qualitat der Verglasung ist fur die Wirksamkeit von Sonnenschutzvorrichtungen von Bedeutung. Dem Warmedurchgang wird ein, von der Verglasungsart abhangiger Widerstand entgegengesetzt, der mit sinkendem Warmedurchgangskoeffizienten (U - Wert) steigt. Fur eine auRenliegende Sonnenschutzvorrichtung stellt die Verglasung einen zusatzlich hohen Widerstand gegen den Warmedurchgang nach innen dar. Fur eine innenliegende Sonnenschutzvorrichtung verhindert eine gut dammende Verglasung die Abgabe von Warmeenergie durch Transmission nach auRen 10.

Der Abminderungsfaktor Fc fur Sonnenschutzvorrichtungen wird bei einer auRen liegenden Sonnenschutzvorrichtung und geringem Warmedurchgangskoeffizienten der Verglasung einen geringeren Wert annehmen, als fur eine innenliegende Sonnenschutzvorrichtung und einem geringeren Warmedurchgangskoeffizienten.

3.4.1.1 Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung

Der Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung g beschreibt, welcher Anteil der auftreffenden Strahlungsenergie bei Vorhandensein einer Sonnenschutzvorrichtung in den Innenraum gelangt 10. Die Werte konnen zwischen 0 (0%) fur keinen Strahlungseintritt und 1 (100%) fur einen gesamten Strahlungseintritt liegen 22.

Von der auf eine Verglasung auftreffenden kurzwelligen Solarstrahlung wird ein Teil an der Verglasung reflektiert (charakterisiert durch den Reflexionsgrad p), ein weiterer Teil wird absorbiert und in Warme umgewandelt (charakterisiert durch den Absorptionsgrad a). Die restliche Solarstrahlung passiert die Verglasung und gelangt in den Innenraum (charakterisiert durch den Transmissionsgrad t) 10.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3 - 2: Strahlungsbilanz und Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung 18

3.4.2 Positionen der Sonnenschutzsysteme

3.4.2.1 AuBenliegende Sonnenschutzsysteme

Die Position des Sonnenschutzes hat einen elementaren Einfluss auf dessen Wirksamkeit. AuRenliegende Sonnenschutzsysteme funktionieren vorrangig durch Reflexion. So trifft bei diesem die Sonnenstrahlung zunachst auf den Sonnenschutz und wird zum Teil absorbiert. Die restliche Strahlung wird entweder reflektiert oder durchgelassen 18.

Der Gesamtenergiedurchlassgrad gtot fur Solarstrahlung einer Verglasung und einen auRen liegenden Sonnenschutz berechnet sich gemaR der nachfolgenden Gleichung 10:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Es sei gemaR E DIN EN 14501:2018-06 zu beachten, dass die Werte fur den Gesamtenergiedurchlassgrad gtot bei Jalousien fur die folgenden zwei Lamellenstellungen zu berechnen sind:

- „(...) fur die Stellung mit vollstandig geschlossenen Lamellen bei senkrechtem Einfall (der Strahlung);“ 33.
- „(...) fur einen Neigungswinkel der Lamellen von 45° und einer Bestrahlungsstarke in einem Hohenwinkel von 30°, Azimutwinkel von 0“ 33.

Fur „Rollladen mit Licht- und Luftungsschlitzen muss gtot" nach E DIN EN 14501:2018-06 fur die folgenden Stellungen berechnet werden:

- „(...) die vollstandig ausgefahrene Stellung und geschlossene Lichtschlitze bei senkrechtem Einfall des Lichtes;“ 33.
- „(...) die vollstandig ausgefahrene Stellung und geoffnete Lichtschlitze bei senkrechtem Einfall des Lichtes“ 33.

Bei genauerer Kenntnis des Transmissionsgrades und der Farbe des Sonnenschutzes lasst sich uber eine der nachfolgenden Grafiken der Abminderungsfaktor Fc uberschlagig bestimmen. Da der Abminderungsfaktor Fc im Zuge dieser Arbeit „zur Produktkennzeichnung verwendet" 33 wird, soll er gemaR E DIN EN 14501:2018-06 Abschlusse - Thermischer und visueller Komfort - Leistungsanforderungen und Klassifizierung, fur die funf verschiedenen Referenzverglasungen angegeben werden 33. Des Weiteren sind die Diagramme nach dem Reflexionsgrad des jeweiligen Sonnenschutzes getrennt zu betrachten, hierfur ist jeweils eins der Diagramme fur einen schwarzen, sehr dunklen, dunklen, pastellfarbenen und weiRen/reflektierenden Sonnenschutz zu wahlen.

Diagramm zur Bestimmung des Reduktionsfaktors Fc eines schwarzen Sonnenschutzes

Bestimmung nach DIN EN ISO 52022-1:2018-01 in Abhangigkeit von Transmissionsgrad des auRenliegenden Sonnenschutzes und der zugehorigen Verglasung fur ein schwarzes Produkt mit peB = 0,1.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Strahlungstransmissionsgrad Sonnenschutz

Abbildung 3 - 3: Bestimmung des Reduktionsfaktors Fc fur einen schwarzen auRenliegenden Sonnenschutz

Diagramm zur Bestimmung des Reduktionsfaktors Fc eines sehr dunklen Sonnenschutzes

Bestimmung nach DIN EN ISO 52022-1:2018-01 in Abhangigkeit von Transmissionsgrad des auRenliegenden Sonnenschutz und der zugehorigen Verglasung fur ein sehr dunkles Produkt mit peB = 0,2

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Diagramm zur Bestimmung des Reduktionsfaktors Fc eines dunklen Sonnenschutzes

Bestimmung nach DIN EN ISO 52022-1:2018-01 in Abhangigkeit von Transmissionsgrad des auRenliegenden Sonnenschutzes und der zugehorigen Verglasung fur eines dunklen Produkts mit peB = 0,3

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Strahlungstransmissionsgrad Sonnenschutz

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3 - 5: Bestimmung des Reduktionsfaktors Fc fur einen dunklen auRenliegenden Sonnenschutz

Diagramm zur Bestimmung des Reduktionsfaktors Fc eines pastellfarbenen Sonnenschutzes

Bestimmung nach DIN EN ISO 52022-1:2018-01 in Abhangigkeit von Transmissionsgrad des auRenliegenden Sonnenschutz und der zugehorigen Verglasung fur eines pastellfarbenen Produkts peB = 0,5

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3 - 7: Bestimmung des Reduktionsfaktors Fc fur einen auRenliegenden Sonnenschutz mit weiRer/reflektierender Farbe

Nach Analyse der zuvor aufgefuhrten Diagramme wird deutlich, dass eine helle Farbe des Sonnenschutzes eine bessere Wirksamkeit als eine dunklere Farbe erzielt. So liegt das Einsparpotenzial der Wirksamkeit im Vergleich eines schwarzen und weiR/reflektierenden auRenliegenden Sonnenschutzsytems im Mittel bei den folgenden Werten:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 3 - 1: Einsparpotenzial eines schwarzen auRenliegenden Sonnenschutzproduktes im Vergleich zu einem weiRen Produkt

3.4.2.2 Innenliegende Sonnenschutzsysteme

Innenliegende Sonnenschutzsysteme funktionieren in erster Linie durch Absorption. Zur Vermeidung von Blendeffekten sollte die eintretende Sonnenstrahlung bei Passieren des Sonnenschutzes moglichst diffus werden. Die Eigenschaften von gewebten oder perforierten Materialien ermoglichen die Lichtbeugung, jedoch verschlechtert sich die gewunschte Transparenz bei steigender Diffusitat. Das grundsatzliche Problem eines innenliegenden Sonnenschutzsystems liegt in der thermischen Last, welche bereits im Gebaudeinneren angekommen ist. Eine Hinterluftung stellt den optimalen Fall dar. Die warme Luftschicht, welche sich zwischen der Verglasung und dem Sonnenschutz anstaut, sollte abtransportiert werden, bevor sie ins Rauminnere gelangt.

Der Gesamtenergiedurchlassgrad gtot fur Solarstrahlung fur eine Verglasung und einen innenliegenden Sonnenschutz berechnet sich gemaR der nachfolgenden Gleichung 10:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bei genauerer Kenntnis des Reflexionsgrades peB des Sonnenschutzes, lasst sich uber eine der nachfolgenden Grafiken der Abminderungsfaktor Fc uberschlagig bestimmen. Da der Abminderungsfaktor Fc im Zuge dieser Arbeit „zur Produktkennzeichnung verwendet" 33 wird, soll er gemaR E DIN EN 14501:2018-06 Abschlusse - Thermischer und visueller Komfort - Leistungsanforderungen und Klassifizierung, fur die funf verschiedenen Referenzverglasungen angegeben werden 33. Des Weiteren sind die Diagramme nach dem Transmissionsgrad des jeweiligen Sonnenschutzes getrennt zu betrachten, hierfur ist jeweils eins der Diagramme fur einen lichtundurchlassigen, mittel lichtdurchlassigen und stark lichtdurchlassigen Sonnenschutz zu wahlen.

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