Die vorliegende Bachelorarbeit soll den interessierten Anwendenden Einblicke in das Themenfeld des Sonnenschutzes im Hinblick auf den sommerlichen Wärmeschutz liefern. Des Weiteren soll diese Arbeit eine Hilfestellung für die Auswahl einer passenden Sonnenschutzvorrichtung darstellen. Diese Bachelorarbeit stellt den Anwendenden ein breites Wissensspektrum über die entsprechenden Regelwerke und physikalische Grundlagen, sowie einen Überblick über die Einwirkung der Sonnenstrahlung auf Gebäude zur Verfügung. 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 Lichtdurchlässigkeit geschaffen, welche sich mittels Kenntnissen des Gebäudestandortes, seiner Nutzung und der Orientierung des betrachteten kritischen Raumes oder Raumbereiches, sowie dessen Bauart anwenden lässt. Die Parametrisierung geht auf die unterschiedlichen Systeme, der außenliegenden, 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. Über die Spalte der Transmission lässt sich das passende System hinsichtlich der vorangegangenen Parametrisierung bestimmen.
Zur Entwicklung des Katalogs wurde ein definierter Prüfraum verwendet, dessen geometriebasierten Ergebnisse der Parametrisierung durchaus auf andere Geometrien übertragbar ist.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Problemstellung
1.2 Zielsetzung der Arbeit
2 Grundlagen
2.1 Regelwerke
2.2 Physikalische Grundlagen
2.2.1 Wärmeübertragung
2.2.2 Strahlungsphysikalische Wirkungsweise
2.3 Einwirkung der Sonnenstrahlung auf Gebäude
2.4 Sommerlicher Wärmeschutz
2.4.1 Nachweisführung 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 zulässigen 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 Kraftbetätigte Systeme
3.3.2.1 Handsteuerung
3.3.2.2 Automatische Steuerung
3.4 Einflussgrößen 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 Außenliegende Sonnenschutzvorrichtung
3.4.2.2 Innenliegende Sonnenschutzvorrichtung
3.4.2.3 Zwischen den Scheiben liegende Sonnenschutzvorrichtung
3.4.3 Hinterlüftung des Sonnenschutzes
4 Parameterstudie gemäß des vereinfachten Verfahrens nach DIN 4108-2
4.1 Grundlagen
4.1.1 Vorhandener Sonneneintragskennwert
4.1.1.1 Prüfraum
4.1.1.2 Referenzverglasung
4.1.1.3 Gesamtenergiedurchlassgrad
4.1.2 Zulässiger Sonneneintragskennwert
4.1.2.1 Gebäudestandort
4.1.2.2 Bauart
4.1.2.3 Referenzwerte des zulässigen Sonneneintragskennwertes
4.2 Parametrisierung
5 Katalogisierte Sonnenschutzvorrichtung
5.1 Außenliegende Sonnenschutzsysteme
5.2 Innenliegende Sonnenschutzsysteme
5.3 Zwischen den Scheiben liegende Sonnenschutzsysteme
5.4 Sonnenschutzverglasung
6 Zusammenfassung
Zielsetzung & Themen
Die Bachelorarbeit hat zum Ziel, Anwendern fundierte Einblicke in den sommerlichen Wärmeschutz zu gewähren und als praktische Hilfestellung bei der Auswahl geeigneter Sonnenschutzvorrichtungen zu dienen. Hierzu wird eine Parametrisierung eines definierten Prüfraums vorgenommen, um die Wirksamkeit verschiedener Systeme unter Berücksichtigung von Gebäude- und Standorteigenschaften zu bewerten und katalogisieren.
- Grundlagen des sommerlichen Wärmeschutzes und relevante Regelwerke
- Physikalische Wirkungsweise der Sonnenstrahlung auf Gebäude
- Parametrisierung von Sonnenschutzsystemen nach DIN 4108-2
- Katalogisierung von Außen-, Innen- und zwischen den Scheiben liegenden Sonnenschutzsystemen
- Einfluss von Materialeigenschaften und Farbe auf die Wirksamkeit
Auszug aus dem Buch
3.4 Einflussgrößen auf die Wirksamkeit
Der Energieabminderungsfaktor Fc charakterisiert die Wirksamkeit einer Sonnenschutzvorrichtung, ist der Einbausituation zuzuordnen und mindert die Größe 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 Gebäude. Ein Verschattungskoeffizient Fc von 1,0 würde einen 100 prozentigen Sonnenenergiedurchlass ins Gebäudeinnere bedeuten, ein Wert von 0,25 einen 25 prozentigen Durchlass der ursprünglichen 100 Prozent. Je schlechter der Wärmedurchgangskoeffizient einer Vergasung ist, desto besser wird der Abminderungsfaktor Fc mit einem guten Sonnenschutzsystem.
Die Größenordnung des Abminderungsfaktors Fc hängt von der Position der Sonnenschutzvorrichtung, der Art und dem Aufbau der korrespondierenden Verglasung und einer möglichen Hinterlüftung der Sonnenschutzvorrichtung ab [10].
Die Bestimmung des Gesamtenergiedurchlassgrades gtot wird nach DIN EN ISO 52022-1:2018-01 in einem vereinfachten Verfahren ermöglicht. Das detaillierte Verfahren nach DIN EN ISO 52202-3:2018-01 wird im weiteren Verlauf nicht betrachtet.
Folgende Eingangsgrößen 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].
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Diese Einleitung erläutert den Zusammenhang zwischen globaler Erderwärmung, dem architektonischen Wunsch nach großen Glasflächen und der Notwendigkeit eines sommerlichen Wärmeschutzes.
2 Grundlagen: Das Kapitel definiert wesentliche Begriffe des sommerlichen Wärmeschutzes, physikalische Grundlagen der Wärmeübertragung und stellt die relevanten nationalen und internationalen Regelwerke vor.
3 Sonnenschutzvorrichtungen: Hier werden Anforderungen, die Vielfalt der Systemtypen (außen, innen, zwischen den Scheiben) sowie wesentliche Einflussgrößen auf die Wirksamkeit des Sonnenschutzes detailliert beschrieben.
4 Parameterstudie gemäß des vereinfachten Verfahrens nach DIN 4108-2: Es erfolgt eine wissenschaftliche Untersuchung anhand eines Prüfraums, um durch Parametrisierung ein Auswahlwerkzeug für Sonnenschutzsysteme zu schaffen.
5 Katalogisierte Sonnenschutzvorrichtung: Dieser Katalog listet diverse Sonnenschutzsysteme auf und bewertet diese hinsichtlich ihrer Effektivität, Vorteile, Grenzen der Anwendung und Lichtdurchlässigkeit.
6 Zusammenfassung: Der abschließende Teil fasst die wesentlichen Erkenntnisse der Arbeit zusammen, insbesondere den Einfluss der Farbe und der Anbringungsart auf die Wirksamkeit des Sonnenschutzes.
Schlüsselwörter
Sommerlicher Wärmeschutz, Sonnenschutzsysteme, DIN 4108-2, Gesamtenergiedurchlassgrad, Abminderungsfaktor, Gebäudeplanung, Energieeinsparung, Fassadengestaltung, Parameterstudie, Verglasung, Sonnenstrahlung, thermische Behaglichkeit, Innenjalousie, Außenjalousie, Sonnenschutzglas.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Bachelorarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit dem sommerlichen Wärmeschutz von Gebäuden und der systematischen Auswahl geeigneter Sonnenschutzvorrichtungen.
Was sind die zentralen Themenfelder der Arbeit?
Die zentralen Themen sind die physikalischen Grundlagen der Wärmeübertragung, die geltenden Normen für den sommerlichen Wärmeschutz sowie die Kategorisierung und Wirksamkeitsanalyse verschiedener Sonnenschutzsysteme.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das Ziel ist es, dem Anwender eine Hilfestellung bei der Auswahl eines passenden Sonnenschutzsystems zu geben, basierend auf einer Parametrisierung von Standardgeometrien nach DIN 4108-2.
Welche wissenschaftliche Methode wird in der Arbeit verwendet?
Die Arbeit nutzt eine Parameterstudie gemäß dem vereinfachten Verfahren nach DIN 4108-2, um für verschiedene Verglasungs- und Systemkonfigurationen die Wirksamkeit des sommerlichen Wärmeschutzes zu bewerten.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Im Hauptteil werden neben den theoretischen physikalischen Grundlagen insbesondere die Einflussgrößen auf die Wirksamkeit, eine detaillierte Parameterstudie sowie ein umfassender Katalog zur Auswahl und Bewertung von Sonnenschutzvorrichtungen behandelt.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit lässt sich durch Begriffe wie sommerlicher Wärmeschutz, Sonnenschutzsysteme, DIN 4108-2, Gesamtenergiedurchlassgrad und Abminderungsfaktor charakterisieren.
Welchen Einfluss hat die Farbe eines Sonnenschutzes laut dieser Arbeit?
Die Arbeit verdeutlicht, dass eine helle Farbe des Sonnenschutzes in der Regel eine bessere Wirksamkeit erzielt als eine dunkle Farbe, da sie mehr Sonnenstrahlung reflektiert.
Welche Rolle spielt die Hinterlüftung bei innenliegenden Sonnenschutzsystemen?
Die Hinterlüftung ist entscheidend, um die angestaute warme Luftschicht zwischen Verglasung und Sonnenschutz abzuführen und so eine Erwärmung des Innenraums sowie möglichem Glasbruch vorzubeugen.
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- Paulina N. (Author), 2019, Der sommerliche Wärmeschutz. Ein Beitrag zur Anwendbarkeit von Sonnenschutzvorrichtungen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/512882
