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Energieeffizienz und Behaglichkeit durch Sonnenschutzsysteme
Ulrich Lang
Tageslichtnutzung und Sonnenschutz, 15.04.2010
Energieeffizienz und Behaglichkeit durch Sonnenschutzsysteme
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Anforderungen
Sonnenschutz
Hitzeschutz Schallabsorption
Blendschutz
Transparenzliefern
Sichtschutz Lichtlenkung Verdunkelung
Regenschutz
Wärmeschutz
Insektenschutz
Einbruch-schutz
Gestaltung
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Energieeffizienz und Behaglichkeit durch Sonnenschutzsysteme
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Anforderungen an ein Sonnenschutzsystem
► Sommerlicher Wärmeschutz (Hitzeschutz)
► Winterlicher Wärmeschutz (temporärer Wärmeschutz)
► Blendschutz
► Tageslichtnutzung
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Sommerlicher Wärmeschutz
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► Reduzierung des Energieeintrags durch transparente Bauteile
Sommerlicher Wärmeschutz
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Sommerlicher Wärmeschutz
► Der Gesamtenergiedurchlassgrad gtot
gtot
= 0,05 gtot
= 0,35
40 W/m2 280 W/m2
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gtot
= g
x
FC
}g=0,6FC
=0,2
100%20%
12%
gtot
= 0,6
x
0,2
gtot
= 0,12
Sommerlicher Wärmeschutz
►
FC -Wert: Abminderungsfaktor des Sonnenschutzes
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Sommerlicher Wärmeschutz
► Anbringung
außen zwischen innen
7- 10 x besserals innen
3- 4 x besserals innen
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Sommerlicher Wärmeschutz
► Qualität der Verglasung
gutes Glas schlechtes Glas
hoher (schlechter Fc -Wert) kleiner (guter Fc -Wert)
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Sommerlicher Wärmeschutz
► Hinterlüftung
gtot / g = Fc
0,15 / 0,6 = 0,25
gtot / g = Fc
0,2 / 0,6 = 0,33
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Sommerlicher Wärmeschutz
► Nutzerverhalten
voll wirksam Fc = z.B. 0,2 unwirksam Fc = 1
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Sommerlicher Wärmeschutz
Sonnenschutzvorrichtung Fc
1 Ohne Sonnenschutzvorrichtung 1
2 Innenliegend oder zwischen den Scheiben
2.1 weiß oder reflektierende Oberfläche mit geringer Transparenz 0,75
2.2 helle Farben oder geringe Transparenz 0,8
2.3 dunkle Farbe oder höhere Transparenz 0,9
3 Außenliegend
3.1 drehbare Lamellen, hinterlüftet 0,25
3.2 Jalousien und Stoffe mit geringer Transparenz, hinterlüftet 0,25
3.3 Jalousien , allgemein 0,4
3.4 Rollläden 0,3
3.5 Vordächer, Loggien, freistehende Lamellen 0,5
3.6 Markisen, oben und seitlich ventiliert 0,4
3.7 Markisen, allgemein 0,5
Zeile
Tabelle 8 - Anhaltswerte für Abminderungsfaktoren Fc von fest installierten Sonnenschutzvorrichtungen
DIN 4108-2:2003 -04
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Sommerlicher Wärmeschutz
► Berechnung von Fc und gtot Werten nach DIN 13363 Teil 1 und 2
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►
Kühlenergiebedarf für einen Raum*
nach DIN V 18599
Sommerlicher Wärmeschutz
*Raum 3,60 x 4,80 x 3,40Verglasung 4,80 x 2,60Südausrichtungleichte Bauweise
ohne Sonnenschutz
RaffstoreE 80 A6, RAL 9006
FassadenmarkiseScreen, 3521
- 83%
- 70%
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Winterlicher Wärmeschutz
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Winterlicher Wärmeschutz
► Reduzierung des Heizwärmebedarfs durch Reduzierung der Transmissionswärmeverluste von transparenten Bauteilen
► Luftpolster ► Low-e
Schichten
► Erhöhung der solaren Gewinne
► Passive Solargewinne
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Luftpolster
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U-Wert-Verbesserung (Prüfbericht ZAE2-1101-8)
Winterlicher Wärmeschutz
►
Wärmedämmung durch Luftpolster bei Rollläden
U-Werte in W/m²KIsolier-
verglasungDoppel-
verglasungOhne 1,5 4,0
Reduktion -18% -28%
mit Rollladen 1,2 2,9
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Winterlicher Wärmeschutz
►
Wärmedämmung durch Luftpolster durch innen liegende Rollos
U-Wert-Verbesserung (Prüfbericht ZAE2-1208-11-2)es wird nur die Verglasung betrachtet, Spaltbreite 5 mm
U-Werte in W/m²KIsolier-
verglasungDoppel-
verglasungOhne 1,13 2,8
Reduktion -19% -31%
mit Rollos 0,91 1,92
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Low-e Schichten
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►
Wärmedämmung durch Reflexion der Wärmestrahlungdurch Rollo mit Low-e-Beschichtung (= Alubedampfung)
Winterlicher Wärmeschutz
U-Wert-Verbesserung (Prüfbericht ZAE2-1208-11-2)Spaltbreite 5 mm, Emissionsgrad 0,41
U-Werte in W/m²KIsolier-
verglasungDoppel-
verglasungOhne 1,1 2,8
Reduktion -26% -41%
mit Rollo 0,8 1,6
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Reduzierung des Heizenergiebedarfs
Passive Wärmegewinne
Quelle Wikipedia
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Winterlicher Wärmeschutz
► solare Energiegewinne
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Blendschutz
► Verhinderung von hohen Leuchtdichten, und großen Leuchtdichteunterschieden
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Blendschutz / Bildschirmarbeitsverordnung
► Bildschirmarbeitsverordnung Arbeitsumgebung Punkt 16:
► „Die Fenster müssen mit einer geeigneten, verstellbaren Lichtschutzvorrichtung ausgestattet sein, durch die sich die Stärke des
Tageslichteinfalls auf den Bildschirmarbeitsplatz vermindern lässt.”
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Blendschutz / DIN 5035
►
Infoschrift VBG „Sonnenschutz im Büro“ BGI 827
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Blendschutz
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28Quelle: Fraunhofer
ISE
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29Quelle: Fraunhofer
ISE
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30
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
mitt
lere
Fen
ster
leuc
htdi
chte
[cd/
m²]
störend
nicht wahrnehmbar
wahrnehmbar störend intolerabel
Blendschutz
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Blendschutz
► Empfehlung:
► Immer Kombination von Außen-Sonnenschutz und Innen-Blendschutz planen!Ideal: Außen-Jalousie + Innen-Rollo
► Wenn Außen-Sonnenschutz nicht möglich ist, Innen-Jalousie mit hochreflektierenden Lamellen einsetzen.
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Tageslichtnutzung
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Tageslichtnutzung
Raumtiefe
Bel
euch
tung
sstä
rke
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Tageslichtnutzung
Raumtiefe
Bel
euch
tung
sstä
rke
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Tageslichtnutzung
Raumtiefe
Bel
euch
tung
sstä
rke
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Tageslichtnutzung
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Tageslichtnutzung
tiefer Sonnenstand hoher Sonnenstand
► Cut off -
Winkel
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Tageslichtnutzung
► hohe Reflexionsgrade bei den Lamellen
► weiß
► Alu-Natur
Qualität:Alu-Natur Klarlack
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Tageslichtnutzung
Quelle: Dr. Karsten Ehling LichtVision, Berlin
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Ideales System
Wärmeschutz-Glas
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Ideales System
► Glas
vis
: so hoch wie möglich (Tageslichtnutzung optimieren)
U: so klein wie möglich (Wärmeverlust minimieren)
g: so hoch wie möglich (Energieeintrag im Winter optimieren)
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Ideales System
Steuerung
AS
Außensonnenschutz
BS
Innen-
Blendschutz
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Ideales System
AS BS
► Sommer Tag
► Anforderungen:
► kleiner g-Wert ► Tageslichtnutzung► Blendschutz
Steuerung
Reflektierende LamellenCut-off
Position
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Ideales System
► Sommer Nacht
► Anforderungen:
► Nachtauskühlung
Steuerung
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Ideales System
BS
► Winter Tag
► Anforderungen:
► hoher g-Wert(solare Energiegewinne)
► Blendschutz
Steuerung
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Ideales System
AS BS
► Winter Nacht
► Anforderungen:
► kleiner U-Wert(Transmissionswärmeverlustereduzieren)
Steuerung
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Fazit
► Die Energieeffizienz und die thermische und visuelle Behaglichkeit können durch Sonnenschutzsysteme erheblich gesteigert werden.
► Die physikalischen Eigenschaften der Fassade müssen in Abhängigkeit von Tages-
und Jahreszeit verändert werden können.
► Starre Sonnenschutzvorrichtungen oder Sonnenschutzverglasungen sind dazu nicht geeignet.
► Die besten Ergebnisse werden durch ein intelligent gesteuertes Sonnenschutzsystem (Kombination von Außen-Sonnenschutz und Innen-
Blendschutz) erreicht.
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!