Sanierung historischer Fenster - Prona AG

40 mm Wärmedämmputz. Die Fensterhöhe liegt
bei 1,65 m, die Glashöhe (Fensterhöhe minus
Rahmen) bei 1,5 m. Die Glasoberflächentemperatur
der Ist-Situation beträgt 5,22 °C, die
Glasoberflächentemperatur der Sanierungsvariante
8,66 °C. Daraus ergibt sich bei einer
Raumlufttemperatur von 20 °C bei der Ist-Situation
eine Temperaturdifferenz von 14,78 °C;
bei der Sanierungsvariante dagegen eine Temperaturdifferenz
von 11,34 °C. Die abgelesenen
maximalen Luftgeschwindigkeiten sind dann:
v der Ist-Situation 4,7 m/s
max
v der Sanierungsvariante 4,1 m/s
max
Das bedeutet, dass bei der Ist-Situation die
Werte einer optimalen Luftgeschwindigkeit um
1,7 m/s und bei der Sanierungsvariante um 1,1
überschritten sind. Damit ist die Behaglichkeit
in dieser Umgebung nicht gegeben.
Lüftungswärmeverluste
Die Fugenlänge des Innenfensters spielt nicht
nur bei der Messung des a- Wertes eine wichtige
Rolle. Diese ist ebenso für die anschliessende
Berechnung des Wärmeverlustes infolge
des Luftwechsels ausschlaggebend.
Luftdichtigkeitstests ergeben, dass die Effektivität
einer Dichtung in der inneren Fensterebene
höher ist als in der äusseren. Die aussen
liegende Fensterebene sollte zudem aus bauphysikalischer
Sicht nicht abgedichtet werden,
um einen Luftaustausch zwischen dem
Innenraum des Fensters mit der Aussenluft
zu gewährleisten. Wäre die äussere Fensterebene
ebenfalls dicht verschlossen, könnte die
Feuchtigkeit der Luft nicht mehr abtransportiert
werden und die Gefahr von Kondensat am
Vorfenster wäre hoch.
Mit dem Luftdurchlässigkeitskoeffizienten
sowie dem a-Wert [m3 /h*m*Pa2/3 1. Spaltströmungsformel
Übliche Strömungen für Fensterfugen liegen
im Zwischenbereich von laminaren und turbulenten
Strömungen. Als Ansatz hat sich deshalb
folgende Spaltströmungsformel durchgesetzt.
V zu- resp. abströmendes Luftvolumen m
] kann der
Wärmeverlust durch Luftwechsel in den folgenden
drei Schritten ermittelt werden.
3 a Luftdurchlässigkeitskoeffizient
/h
m3 l Fugenlänge
Δp Druckdifferenz
/h*m*Pa
m
Pa
2. Luftwechsel
Der Luftwechsel n zeigt das Verhältnis zwischen
dem abströmenden Luftvolumen V und
dem zugehörenden Raumvolumen V . R
n Luftwechsel bei einer Druckdifferenz von 50 PA m L50 3 /h
3. Wärmeverlust infolge Luftwechsel
n Luftwechsel h-1 V Inneres Gebäudevolumen m3 Tabelle 2: Volumenstrombestimmung über Lochblende
Aus der dargestellten Tabelle wird ersichtlich, dass die Effektivität einer Dichtung in der inneren
Fensterebene höher ist als in der äusseren. Die aussen liegende Fensterebene sollte zudem
aus bauphysikalischer Sicht nicht abgedichtet werden, um einen Luftaustausch zwischen
dem Innenraum des Fensters mit der Aussenluft zu gewährleisten. Wäre die äussere Fensterebene
ebenfalls dicht verschlossen, könnte die Feuchtigkeit der Luft nicht mehr abtransportiert
werden und die Gefahr von Kondensat am Vorfenster wäre hoch.
Mit dem Luftdurchlässigkeitskoeffizienten, sowie dem a-Wert [m
HGT Heizgradtage K*d
12
p*c Auf das Volumen bezogene Wärmekapazität der Luft Pa
p
Die auf diese Weise ermittelten Werte ergeben
das Ergebnis der Energie Q in kWh.
L
Die Wärmeverluste infolge Luftwechsel in
Abhängigkeit des a- Wertes verhalten sich folgendermassen:
– Unabhängig von der Raumgrösse verbessert
eine Abdichtung des Innenfensters die Ausgangssituation
um circa 50 Prozent.
– Bei einer kleineren Raumfläche ist die Effektivität
einer neu eingebauten Dichtung höher.
Grund hierfür ist das kleinere Raumvolumen.
Schlussfolgerungen
Aus der Studie geht hervor, dass historisch
wertvolle Fenster durchaus effizient ertüchtigt
werden können. So lassen sich mit relativ
3 /h*m*Pa 2/3 ] kann der Wärmeverlust
durch Luftwechsel in folgenden drei Schritten ermittelt werden.
1. Spaltströmungsformel
Übliche Strömungen für Fensterfugen liegen im Zwischenbereich von laminaren und turbulenten
Strömungen. Als Ansatz hat sich deshalb folgende Spaltströmungsformel durchgesetzt.
2 / 3
V � a �l
� �p
[m 3 /h]
V zu- resp. abströmendes Luftvolumen m 3 a Luftdurchlässigkeitskoeffizient
/h
m 3 /h*m*Pa 2/3
l Fugenlänge
�p Druckdifferenz
m
Pa
2. Luftwechsel
Der Luftwechsel n zeigt das Verhältnis zwischen dem abströmenden Luftvolumen V und dem
zugehörenden Raumvolumen VR .
V
V
n � oder nL50 � [h
VR
VR
-1 Aus der dargestellten Tabelle wird ersichtlich, dass die Effektivität einer Dichtung in der inneren
Fensterebene höher ist als in der äusseren. Die aussen liegende Fensterebene sollte zudem
aus bauphysikalischer Sicht nicht abgedichtet werden, um einen Luftaustausch zwischen
dem Innenraum des Fensters mit der Aussenluft zu gewährleisten. Wäre die äussere Fensterebene
ebenfalls dicht verschlossen, könnte die Feuchtigkeit der Luft nicht mehr abtransportiert
werden und die Gefahr von Kondensat am Vorfenster wäre hoch.
Mit dem Luftdurchlässigkeitskoeffizienten, sowie dem a-Wert [m
]
nL50 Luftwechsel bei einer Druckdifferenz von 50 PA
3. Wärmeverlust infolge Luftwechsel
QL � n �V
� p � c p � ( �i ��
a ) [W]
oder
12
3 /h*m*Pa 2/3 ] kann der Wärmeverlust
durch Luftwechsel in folgenden drei Schritten ermittelt werden.
1. Spaltströmungsformel
Übliche Strömungen für Fensterfugen liegen im Zwischenbereich von laminaren und turbulenten
Strömungen. Als Ansatz hat sich deshalb folgende Spaltströmungsformel durchgesetzt.
2 / 3
V � a �l
� �p
[m 3 /h]
V zu- resp. abströmendes Luftvolumen m 3 /h
a Luftdurchlässigkeitskoeffizient m 3 /h*m*Pa 2/3
l Fugenlänge
�p Druckdifferenz
m
Pa
2. Luftwechsel
Der Luftwechsel n zeigt das Verhältnis zwischen dem abströmenden Luftvolumen V und dem
zugehörenden Raumvolumen VR .
V
V
n � oder nL50 � [h
VR
VR
-1 ]
nL50 Luftwechsel bei einer Druckdifferenz von 50 PA
3. Wärmeverlust infolge Luftwechsel Referatstitel
QL � n �V
� p � c p � ( �i ��
a ) [W]
oder
24
QL � n�V
� p �c
p � HGT � [kWh]
1000
windays 2011
n Luftwechsel h -1
V Inneres Gebäudevolumen m 3
HGT Heizgradtage K*d
Auf das Volumen bezogene Wärmekapazität
p*cp
Pa
der Luft
Die auf diese Weise ermittelten Werte ergeben das Ergebnis der Energie QL in kWh.
Situation
Volumen- a-Wert
strom [m³/h] [m³/m·h·Pa n Tabelle 2: Volumenstrombestimmung über Lochblende
Aus der dargestellten Tabelle wird ersichtlich, dass die Effektivität einer Dichtung in der inneren
Fensterebene höher ist als in der äusseren. Die aussen liegende Fensterebene sollte zudem
aus bauphysikalischer Sicht nicht abgedichtet werden, um einen Luftaustausch zwischen
dem Innenraum des Fensters mit der Aussenluft zu gewährleisten. Wäre die äussere Fensterebene
ebenfalls dicht verschlossen, könnte die Feuchtigkeit der Luft nicht mehr abtransportiert
werden und die Gefahr von Kondensat am Vorfenster wäre hoch.
Mit dem Luftdurchlässigkeitskoeffizienten, sowie dem a-Wert [m
12
Klasse QL
] 4-1 [kWh]
1 Originalzustand Fenster 11.5 1.3 2 20481
2 Vorfenster (aussen) abgedichtet 6.3 0.7 3 11028
3 Innenfenster abgedichtet 4.4 0.5 3 7877
4 Vor- und Innenfenster abgedichtet 3.0 0.3 4 4726
Tabelle 3: Wärmeverluste infolge Luftwechsel QL
kWh
Wärmeverluste infolge Luftwechsel
16000
3 /h*m*Pa 2/3 ] kann der Wärmeverlust
durch Luftwechsel in folgenden drei Schritten ermittelt werden.
1. Spaltströmungsformel
Übliche Strömungen für Fensterfugen liegen im Zwischenbereich von laminaren und turbulenten
Strömungen. Als Ansatz hat sich deshalb folgende Spaltströmungsformel durchgesetzt.
2 / 3
V � a �l
� �p
[m 3 /h]
V zu- resp. abströmendes Luftvolumen m 3 a Luftdurchlässigkeitskoeffizient
/h
m 3 /h*m*Pa 2/3
l Fugenlänge m
�p Druckdifferenz Pa
2. Luftwechsel
Der Luftwechsel n zeigt das Verhältnis zwischen dem abströmenden Luftvolumen V und dem
zugehörenden Raumvolumen VR .
V
V
n � oder nL50 � [h
VR
VR
-1 ]
nL50 Luftwechsel bei einer Druckdifferenz von 50 PA
Luftdichtigkeitsprüfung.
3. Wärmeverlust infolge Luftwechsel
oder
QL � n �V
� p � c p � ( �i ��
a ) [W]
oder
Wärmeverluste infolge Luftwechsel Q . L
Leer lassen
Leer lassen Leer lassen
strom [m³/h] [m³/m·h·Pa ]
Vorfenster
Originalzustand
(aussen)
Fenster
abgedichtet
11.5
6.3 0.7
1.3
3
2
Originalzustand Fenster 11.5 1.3 2
Innenfenster Vorfenster (aussen) abgedichtet abgedichtet 4.4 6.3 0.5 0.7 3
Vorfenster (aussen) abgedichtet 6.3 0.7 3
Vor-
Innenfenster
und Innenfenster
abgedichtet
abgedichtet 3.0
4.4
0.3
0.5
4
3
Innenfenster abgedichtet 4.4 0.5 3
Vor- und Innenfenster abgedichtet 3.0 0.3 4
Tabelle Vor- und 2: Volumenstrombestimmung Innenfenster abgedichtet über Lochblende 3.0 0.3 4
14000
Situation 12000
2 Volumenstrom
[m³/h]
10000
4000
Vorfenster (aussen) abgedichtet 4
3 6,3 1,2 0,7 0,1 3 11 028 167
2000
0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 a- W ert
Raumfläche: 15.4 m^2 Raumfläche: 10.4 m^2
1
a-Wert
[m³/mhPa n ]
6|11 a+t Bauphysik bei der Fenstersanierung | Technik | 83
Diagramm 3: Wärmeverluste infolge Luftwechsel
Klasse
4–1
Wärmeverlust
[kWh]
8000
50 Pa 4 Pa 50 Pa 4 Pa QL50 QL4 Originalzustand Fenster 6000
11,5 4,7 1,3 0,5 2 20 481 655
Innenfenster abgedichtet 4,4 0,9 0,5 0,1 3 7877 125
Vor- und Innenfenster abgedichtet 3 0,6 0,3 0,1 4 4726 84