Der Arbeitskreis "Warme Kante" des BF (Bundesverband Flachglas) ist seit vielen Jahren aktiv tätig. Nun wurde ein weiteres vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) gefördertes Forschungsvorhaben1) des Arbeitskreises erfolgreich abgeschlossen. Basierend auf den Ergebnissen dieses Projekts wurden die Datenblätter "Psi-Werte Fenster" und das BF Merkblatt "Kompass Warme Kante" grundlegend überarbeitet.
Moderne Mehrscheiben-Wärmedämmgläser ermöglichen mit ihrer ausgezeichneten wärmetechnischen Leistungsfähigkeit transparente, lichtdurchflutete Gebäude von hoher Energieeffizienz. Wärmebrücken am Glasrand, wie sie von herkömmlichen Abstandhaltern aus Aluminium oder Stahl gebildet werden, sind in heutigen Fenster- und Fassadenkonstruktionen absolut unerwünschte Störstellen.
Kaum eine Wärmebrücke lässt sich so einfach beseitigen wie der wärmetechnische "Kurzschluss" durch einen Aluminium-Abstandhalter im Isolierglas-Randverbund. Im Zuge immer strengerer Energiespar-Vorschriften ist die warme Kante deshalb weltweit auf dem Vormarsch. Schließlich leisten die wärmetechnisch verbesserten Abstandhalter einen nicht unwesentlichen Beitrag für bessere Wärmedurchgangskoeffizienten von Fenstern (Uw) und Fassaden (Ucw). Für eine vergleichbare Verbesserung dieser U-Werte an anderer Stelle –z. B. am Rahmen- oder Fassadenprofil – muss erheblich mehr Aufwand betrieben werden.
Dabei ist wichtig, dass die zur Uw- bzw. Ucw-Wert-Ermittlung verwendeten Kennwerte der Warme-Kante-Systeme auf einer soliden Basis stehen. Der Arbeitskreis "Warme Kante" hat sich zum Ziel gesetzt, dem Markt mit den Datenblättern "Psi-Werte Fenster" verlässliche und seriös vergleichbare Daten zur Verfügung zu stellen, und zwar sowohl für ein einfacheres Verfahren mit repräsentativen Psi-Werten als auch für detaillierte Berechnungen mit den sog. Two-Box-Werten. Zur Erarbeitung einer fundierten, wissenschaftlichen Grundlage für diese Angaben wurden in Zusammenarbeit mit dem ift Rosenheim und der Hochschule Rosenheim bereits mehrere Forschungsvorhaben durchgeführt.
Durch das neueste Forschungsvorhaben1) hat sich die Grundlage für die repräsentativen Psi-Werte geändert. Sie werden jetzt auf Basis einer messtechnisch ermittelten äquivalenten Wärmeleitfähigkeit von Abstandhalter inklusive Butyl und Trockenmittel berechnet und nicht mehr, wie bisher, aus den Einzelwerten der Abstandhalterkomponenten und Randverbund-Materialien. Da die Abstandhalter-Konstruktionen immer komplexer und auch filigraner wurden, stieß die alte Methode zusehends an ihre Grenzen. Die ift-Richtlinie WA 17/1 erläutert das neue Messverfahren im Detail.
Nach der alten Methode erstellte Datenblätter "Psi-Werte Fenster" sind noch bis zum 31.12.2013 gültig, und das auch nur dann, wenn für das jeweilige Warme-Kante-System noch kein Datenblatt nach neuem Verfahren erstellt wurde. Eine gleichzeitige Nutzung von Datenblättern mit "gerechneten" und "gemessenen" äquivalenten Wärmeleitfähigkeiten für ein und dasselbe System ist unzulässig. Ab dem 1.1.2014 sind nur noch Datenblätter auf der Grundlage von gemessenen äquivalenten Wärmeleitfähigkeiten der Abstandhalter zulässig. Datenblätter neuer oder geänderter Produkte werden bereits jetzt nur noch auf Basis gemessener äquivalenter Wärmeleitfähigkeiten erstellt.
 Abb. 1: Auf den ersten Blick hat sich das Layout der Datenblätter "Psi-Werte Fenster" kaum geändert. Die neuen Versionen ab April 2013 sind am Zusatz "auf Basis messtechnischer Ermittlung der äquivalenten Wärmeleitfähigkeit der Abstandhalter" schnell erkennbar.
Achtung:
Die Datenblätter "Psi-Werte Fenster" sind nur für Fenster anwendbar. Für Fassaden gibt es noch kein vergleichbares Hilfsmittel, sie müssen gemäß der Norm DIN EN ISO 12631 behandelt werden.
Ausführlichere Erläuterungen findet der Nutzer in der grundlegend überarbeiteten Auflage des BF-Merkblatts Nr. 004 "Kompass Warme Kante für Fenster" vom Juli 2013.
 Abb. 2: Der "Kompass Warme Kante für Fenster" vermittelt Grundlagen zur warmen Kante, stellt die bisherigen Ergebnisse aus dem Arbeitskreis vor und soll insbesondere als Leitfaden für die korrekte Nutzung der BF-Datenblätter "Psi-Werte Fenster" dienen.
Download-Adresse für die aktuell gültigen BF-Datenblätter "Psi-Werte Fenster" und für das BF-Merkblatt Nr. 004 "Kompass Warme Kante für Fenster":
http://www.bundesverband-flachglas.de/shop/kostenfreie-downloads/bf-datenblaetter/datenblaetter.html
Die repräsentativen Psi-Werte erleichtern die Ermittlung des Uw-Wertes von Fenstern
Es gibt mehrere Wege, um Ψg als Eingangswert für die Berechnung des Uw-Wertes von Fenstern zu erhalten (Tabelle 1). Im Rahmen ihres zulässigen Anwendungsbereiches bieten die Datenblätter "Psi-Werte Fenster" eine vergleichsweise einfache und pragmatische Lösung für die Ψg-Werte. Die repräsentativen Psi-Werte der Datenblätter sind präziser und darüber hinaus vorteilhafter als die pauschalierten Werte aus dem Anhang E der DIN EN ISO 10077-1. Bei den Tabellenwerten aus der Norm wird nicht nach Warme-Kante-Systemen unterschiedlicher Leistungsfähigkeit differenziert, entsprechend ungünstig fallen diese Werte aus.
In der ift-Richtlinie WA-08/2 ist detailliert beschrieben, unter welchen Voraussetzungen die Datenblätter verwendet werden dürfen:
- Der tatsächliche Glaseinstand muss mindestens 13 mm betragen.
- Der Uf-Wert des Rahmenprofils muss bei Holz-, Holz/Alu- oder Kunststoff-Rahmen größer oder gleich 1,0 W/(m²K) und bei Metallfenstern größer oder gleich 1,3 W/(m²K) sein.
- Bei außen freiliegendem Glasrand dürfen die repräsentativen Psi-Werte nicht verwendet werden.
Sind die Glasscheiben dicker als 4 mm, müssen die repräsentativen Psi-Werte mit folgenden Zuschlägen erhöht werden:
- Pro mm größerer Glasdicke der Außenscheibe um 0,001 W/(mK)
- Pro mm größerer Glasdicke der Innenscheibe um 0,002 W/(mK)
Die Glasdicke der mittleren Scheibe bei Dreifach-Aufbauten ist nicht relevant.
Für Fenster, die obige Vorgaben nicht erfüllen, muss der individuelle Ψg-Wert für jede Glas-Rahmen-Kombination detailliert gemäß DIN EN ISO 10077-2 berechnet werden (Weg 1). Im nächsten Abschnitt wird beschrieben, wie die Datenblätter "Psi-Werte Fenster" auch hierfür eine Hilfe darstellen. Alternativ ist die Verwendung der vergleichsweise unvorteilhaften Tabellenwerte aus DIN EN ISO 10077-1 möglich (Weg 2).
Achtung:
Auf den Psi-Datenblättern wird für das Verfahren zur rechnerischen Bestimmung der Ψ-Werte eine Genauigkeit von ± 0,003 W/(mK) angegeben. Diese Toleranzangabe soll darauf hinweisen, dass die dritte Nachkommastelle der Ψ-Werte nicht überbewertet werden darf. Der Toleranzwert darf keinesfalls vor der Verwendung von den repräsentativen Psi-Werten abgezogen werden!
Die gemessene äquivalente Wärmeleitfähigkeit λeq,2B vereinfacht individuelle Berechnungen
Im unteren Bereich der Datenblätter sind jeweils sogenannte Two-Box-Modell Kennwerte für den Randverbund angegeben. Beim Two-Box-Modell wird das detaillierte Abstandhaltermodell mit seiner individuellen Geometrie und den verschiedenen Materialien inklusive Trockenmittel und Butyl durch ein Rechteck (Box) mit der Breite des Scheibenzwischenraums (SZR) und derselben Höhe wie das detaillierte Abstandhaltermodell (h2) ersetzt. Die äquivalente Wärmeleitfähigkeit λeq,2B dieses Rechtecks muss zum selben Wärmestrom führen wie eine Berechnung des detailliert modellierten Abstandhalters (Abb. 3). Die Methodik ist in der ift-Richtlinie WA-08/2 näher erläutert.
Abb. 3: Schematische Darstellung des Two-Box-Modells. Die äquivalente Wärmeleitfähigkeit λeq,2B von Box 2 beinhaltet die wärmetechnischen Eigenschaften von Abstandhalter, Butyl und Trockenmittel.
Durch die vereinfachte Modellierung ist das Two-Box-Modell eine enorme Erleichterung für Vielrechner. Ist die äquivalente Wärmeleitfähigkeit λeq,2B einmal ermittelt, können für individuelle Fensterberechnungen nach DIN EN ISO 10077-2 zur Modellierung des Isolierglas-Randverbunds einfach zwei Rechtecke (Box 1 und 2) verwendet werden. Wichtig ist dabei, dass die Bauhöhen der Rechtecke den tatsächlichen Bauhöhen von Dichtstoff und Abstandhalter entsprechen. Die Bauhöhe h2 des jeweiligen Warme-Kante-Systems findet sich zusammen mit der äquivalenten Wärmeleitfähigkeit auf dem BF-Datenblatt "Psi-Werte Fenster".
Der geringfügige Einfluss der SZR-Breite auf die äquivalente Wärmeleitfähigkeit λeq,2B eines Abstandhaltersystems kann dabei vernachlässigt werden.
1) Die Grundlagen und Ergebnisse aus dem Forschungsvorhaben, durchgeführt von ift Rosenheim und Hochschule Rosenheim, werden in einem separaten Artikel ausführlich dargestellt.
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