α = 0,6 erfolgreich in die EN 13561 eingebracht
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12<br />
ROLLLÄD<strong>EN</strong> UND SONN<strong>EN</strong>SCHUTZ<br />
Projekt W<strong>in</strong>dkanalversuche abgeschlossen<br />
� = 0,6 <strong>erfolgreich</strong> <strong>in</strong> <strong>die</strong> <strong>EN</strong> <strong>13561</strong><br />
e<strong>in</strong>gebracht<br />
Die heutige Befestigungstechnik<br />
von Markisen basiert auf re<strong>in</strong><br />
theoretischen Annahmen und<br />
daraus resultierende statische Berechnungen,<br />
da es bisher ke<strong>in</strong>e<br />
praktischen Grundlagen gab,<br />
auf <strong>die</strong> man sich sicher stützen<br />
konnte. Ziel der <strong>in</strong> e<strong>in</strong>em Treffen<br />
des BKTex und BV Rolladen+<br />
Sonnenschutz auf der R+T 2003<br />
vere<strong>in</strong>barten Untersuchung war<br />
es, <strong>die</strong> wirklich unter Last im<br />
W<strong>in</strong>d entstehenden Kräfte zu ermitteln<br />
und den daraus resultierenden<br />
�-Wert als verb<strong>in</strong>dliche<br />
und <strong>in</strong> der <strong>EN</strong> <strong>13561</strong> zu berücksichtigende<br />
Vorgabe durch Versuche<br />
<strong>in</strong> e<strong>in</strong>em W<strong>in</strong>dkanal zu<br />
bestimmen. Dramatische Bilder, aber letztendlich der Grund warum Markisen durch Energieaufnahme<br />
im Gelenkarm und der Tuchbespannung so flexibel auf auftretende W<strong>in</strong>dbelastungen<br />
reagieren können, und damit <strong>die</strong> e<strong>in</strong>geleiteten Kräfte auf <strong>die</strong> Konsolen<br />
reduziert werden. Foto: Vögele<br />
Neben der Ermittlung der tätsächlich<br />
auftretenden Kräfte sollten <strong>die</strong> Ergebnisse<br />
auch e<strong>in</strong>e e<strong>in</strong>deutige Grundlage schaffen,<br />
branchenweit jedem Hersteller <strong>die</strong><br />
Möglichkeit zu bieten, je nach Markisengröße<br />
produktspezifisch <strong>die</strong> Befestigungskräfte<br />
und resultierende Konsolengrößen<br />
und Lochabstände sowie <strong>die</strong> notwendige<br />
Konsolenanzahl zu ermitteln,<br />
um e<strong>in</strong>en e<strong>in</strong>heitlichen Standard zu<br />
schaffen. Natürlich sollte durch <strong>die</strong> Bestimmung<br />
der wirklich vorhandenen Auszugskräfte<br />
auch <strong>die</strong> Möglichkeit bestehen,<br />
wichtige Größen zur konstruktiven<br />
Schema Versuchsanordnung Skizze: Simon<br />
ROLLLAD<strong>EN</strong> ·TORE ·SONN<strong>EN</strong>SCHUTZSYSTEME 9/2004<br />
Auslegung des Gesamtproduktes abzuleiten<br />
und zukünftig zu berücksichtigen.<br />
Für <strong>die</strong> Untersuchung wurde der W<strong>in</strong>dkanal<br />
von der Universität Stuttgart genutzt,<br />
der mit e<strong>in</strong>em Durchmesser von<br />
sechs Meter und W<strong>in</strong>dgeschw<strong>in</strong>digkeiten<br />
von bis zu 20 Meter/Sekunde überhaupt<br />
<strong>die</strong> Grundlage bietet, mit realistischen<br />
Markisenabmessungen und W<strong>in</strong>dgeschw<strong>in</strong>digkeiten<br />
zu arbeiten. Da <strong>die</strong><br />
W<strong>in</strong>dgeschw<strong>in</strong>digkeit natürlich von den<br />
vorherrschenden Witterungsbed<strong>in</strong>gungen<br />
abhängig ist, (durch e<strong>in</strong>e hohe Luftfeuchtigkeit,<br />
hohe Viskosität der Luft, wird<br />
das Gebläse gebremst und somit <strong>die</strong><br />
W<strong>in</strong>dgeschw<strong>in</strong>digkeit gem<strong>in</strong>dert), ergab<br />
sich schon im Vorfeld <strong>die</strong> Festlegung, <strong>die</strong><br />
Durchführung der Versuche im Juli unter<br />
möglichst günstigen klimatischen Voraussetzungen<br />
stattf<strong>in</strong>den zu lassen.<br />
Um e<strong>in</strong>e möglichst realistische E<strong>in</strong>bausituation<br />
der Markisen sicherzustellen,<br />
wurde <strong>die</strong> Prüfwand bei e<strong>in</strong>er maximalen<br />
Breite der Markisen von 4,50 Meter<br />
idealerweise <strong>in</strong> e<strong>in</strong>er Breite von 5,50<br />
Meter hergestellt, um auch e<strong>in</strong>en seitlichen<br />
Wandüberstand zu erreichen. Um<br />
auch den E<strong>in</strong>fluss e<strong>in</strong>es Dachüberstandes<br />
zu überprüfen, stand während der Versu-<br />
che e<strong>in</strong> schnell de- und montierbarer<br />
Dachüberstand zur Verfügung.<br />
Die nachfolgenden Ausführungen und<br />
Abbildungen wurden zum Teil <strong>in</strong> gekürzter<br />
Form aus dem Prüfbericht der Projektgruppe<br />
übernommen, der den an der F<strong>in</strong>anzierung<br />
beteiligten Unternehmen ab<br />
August 2004 zur Verfügung steht. Es<br />
wird ausdrücklich darauf h<strong>in</strong>gewiesen,<br />
dass aus den abgebildeten Grafiken und<br />
sonstigen Ausführungen ke<strong>in</strong>e Schlussfolgerungen<br />
zur genauen Berechnung des<br />
�-Wertes getroffen werden können.<br />
Rahmenbed<strong>in</strong>gungen<br />
Um <strong>die</strong> maximal e<strong>in</strong>geleiteten Kräfte<br />
möglichst realistsch zu bestimmen, wurden<br />
<strong>die</strong> Gelenkarme so nah wie möglich<br />
an <strong>die</strong> Konsolen gesetzt. Konstruktiv unterschiedliche<br />
Beschaffenheiten der Markisen<br />
wie zum Beispiel durch <strong>die</strong> unterschiedlichen<br />
Armspannungen oder Konstruktionsformen<br />
(offene, Kassetten und<br />
Hülsenmarkisen) wurden genauso untersucht,<br />
wie <strong>die</strong> Lage der Markise zur<br />
W<strong>in</strong>drichtung. Die Prüfwand war zu <strong>die</strong>sem<br />
Zweck so konzipiert, dass sie problemlos<br />
um 45 Grad gedreht werden<br />
konnte. Alle Parameter und Zeitangaben
14<br />
ROLLLÄD<strong>EN</strong> UND SONN<strong>EN</strong>SCHUTZ<br />
Adapterplatte zur Aufnahme der verschiedenen<br />
Markisenkonsolen<br />
wurden durch e<strong>in</strong> speziell für <strong>die</strong>sen<br />
Zweck entwickeltes Softwareprogramm<br />
aufgezeichnet.<br />
Kraftmesssystem/Messwaage<br />
Zur Ermittlung der Richtungskomponenten<br />
f x , f z , m y , m z und m x (siehe Schema<br />
Seite 14) hatte das Ingenieurbüro Fischer<br />
e<strong>in</strong>e konstruktive Auslegung des<br />
Haltegestells und der Messwertaufnehmer<br />
mit e<strong>in</strong>em Messbalken hergestellt,<br />
<strong>die</strong> aus geme<strong>in</strong>samen Diskussionen der<br />
Projektgruppe und dem Institut für Aerodynamik<br />
der Universität Stuttgart entwickelt<br />
wurde.<br />
Auswahl der Markisen<br />
Durch <strong>die</strong> Größe des W<strong>in</strong>dkanals<br />
und der daraus resultierenden Größe der<br />
Kernströmung ergab sich e<strong>in</strong>e maximale<br />
Breite der Markisen von 4,5 Meter, <strong>die</strong><br />
je nach Untersuchung mit Ausfällen von<br />
1,50 Meter, 2,50 Meter beziehungs-<br />
Bei 150 Zentimeter Ausfall wirkt sich <strong>die</strong><br />
Armspannung deutlich aus<br />
Bei 45 Grad Neigung und 150 Zentimeter<br />
Ausfall geht <strong>die</strong> W<strong>in</strong>dkraft <strong>in</strong> <strong>die</strong><br />
Konstruktion<br />
ROLLLAD<strong>EN</strong> ·TORE ·SONN<strong>EN</strong>SCHUTZSYSTEME 9/2004<br />
weise 3,50 Meter und <strong>in</strong> der Konstruktionsweise<br />
offene Gelenkarm-, Kassettenund<br />
Hülsenmarkisen variiert wurden.<br />
Prüfprogramm<br />
Der Ablauf des Prüfprogramms wurde<br />
von der Projektgruppe während des ersten<br />
Treffens <strong>in</strong> Frankfurt mit 17 Markisen<br />
(verschiedene Größen und Typen sowie<br />
Hersteller) und 25 Prüfpunkten festgelegt.<br />
Nach e<strong>in</strong>em „Worst-Case”-Szenario erfolgte<br />
mit Markisen der gleichen Baureihe<br />
durch Versuche mit verschiedenen<br />
Neigungen von 0 Grad bis 45 Grad<br />
und Anströmungen von 0 Grad und 45<br />
Grad <strong>die</strong> Suche nach der kritischsten<br />
Montagesituation. Da <strong>in</strong>nerhalb <strong>die</strong>ser<br />
Versuchsreihe auch verschiedene Breiten<br />
(2,50 Meter, 3,50 Meter und 4,50 Meter)<br />
und Ausfälle (1,50 Meter, 2,50 Meter<br />
und 3,50 Meter) der Markisen <strong>die</strong>ser<br />
Baureihe geprüft wurden, konnten parallele<br />
Untersuchungen gestartet werden,<br />
ob <strong>die</strong> Kraftentwicklung l<strong>in</strong>ear erfolgt und<br />
damit auch auf <strong>die</strong> Auszugskräfte bei anderen<br />
hier nicht geprüften Abmessungen<br />
geschlossen werden kann.<br />
Auf Grundlage <strong>die</strong>ser Ergebnisse wurden<br />
dann jeweils fünf Markisen verschiedener<br />
Hersteller <strong>in</strong> den Gattungen offene<br />
Gelenkarm-, Kassetten- und Hülsenmarkisen<br />
bei W<strong>in</strong>dgeschw<strong>in</strong>digkeiten von 8<br />
Meter/Sekunde bis 15 Meter/Sekunde<br />
mit den Abmessungen 4,50 mal 3,50<br />
Meter geprüft.<br />
Analyse der Ergebnisse<br />
Als Grundlage zur Datenauswertung<br />
der Messergebnisse wurde im Projektteam<br />
festgelegt, mit dem M Y -Statistik-<br />
Wert zu arbeiten, da hierdurch sichergestellt<br />
war, dass aufgrund der Messtechnik<br />
bezogene Schwankungen nicht zu Fehlanalysen<br />
<strong>in</strong> der Berechnung des �-Wertes<br />
führen werden. Die Auswertung der<br />
Messergebnisse erfolgte <strong>in</strong> e<strong>in</strong>er speziell<br />
erstellten Exceltabelle, <strong>in</strong> der es auch<br />
möglich war, auffällige Messergebnisse<br />
Prüfwand gegen W<strong>in</strong>kanal? Fotos: Vögele<br />
beziehungsweise eventuelle Messfehler<br />
zu berücksichtigen.<br />
Fehlerbetrachtung<br />
E<strong>in</strong>e von Diplom-Ingenieur Detlef Bergmann,<br />
Institut für Aerodynamik und Gasdynamik<br />
der Universität Stuttgart, erstellte<br />
Wertetabelle, gab e<strong>in</strong>e zusätzliche Abschätzung,<br />
der durch <strong>die</strong> Messtechnik<br />
und den Prüfaufbau (Prüfwand) entstehenden<br />
Fehler (Messtoleranzen) wieder, um<br />
<strong>die</strong> E<strong>in</strong>flussgrößen bei der Berechnung<br />
des �-Wertes abzusichern. Konstruktionsbed<strong>in</strong>gt<br />
hatten <strong>die</strong> für <strong>die</strong> Berechnung<br />
des �-Wertes nicht relevanten Komponenten<br />
F x und M z <strong>die</strong> größten Fehler. Wie<br />
bei den Messungen zu beobachten war,<br />
lies <strong>die</strong> Aufhängung um <strong>die</strong> Hochachse<br />
(z-Achse) leichte Schw<strong>in</strong>gungen zu. Da<br />
<strong>die</strong> Schw<strong>in</strong>gungsamplitude aber weit unter<br />
1 Grad bleibt und <strong>die</strong> Differenz der Eigenfrequenzen<br />
von Waagensystem und<br />
Markisenprüfl<strong>in</strong>g groß ist, war e<strong>in</strong>e Bee<strong>in</strong>flussung<br />
der Messgenauigkeit durch<br />
<strong>die</strong>se Schw<strong>in</strong>gungen ausgeschlossen.<br />
Der E<strong>in</strong>fluss der Luftdichte auf <strong>die</strong> Messer-<br />
Schematische Darstellung der Meßgrößen Quelle: Warema
gebnisse war ebenfalls zu vernachlässigen,<br />
da der Luftdruck, <strong>die</strong> Luftfeuchte und<br />
<strong>die</strong> Temperatur vor Ort während der Versuchsreihe<br />
kont<strong>in</strong>uierlich aufgezeichnet<br />
wurden und sich daraus während der gesamten<br />
Messungen <strong>in</strong> der Dichte der Luft<br />
e<strong>in</strong>e Schwankung zwischen 1,14 und<br />
1,21 Kilogramm/Kubikmeter ergab, und<br />
der E<strong>in</strong>fluss auf den �-Wert damit im absoluten<br />
nur zirka 0,02 Prozent betragen<br />
hat.<br />
Def<strong>in</strong>ition des �-Wertes<br />
Nach der europäischen Norm <strong>EN</strong><br />
<strong>13561</strong> „Markisen-Leistungs- und Sicherheitsanforderungen“<br />
wird der �-Wert<br />
wie folgt def<strong>in</strong>iert:<br />
� = C Pe - C Pi (1)<br />
wobei C Pe den Druckkoeffizienten an<br />
der Markisenaußenfläche und C Pi den<br />
Druckkoeffizienten an der Markisen<strong>in</strong>nenfläche<br />
beschreibt.<br />
Demzufolge ist der Koeffizient � vom<br />
Markisentyp und der W<strong>in</strong>dbeaufschlagung<br />
abhängig. Der Koeffizient � wird<br />
im Rahmen der <strong>EN</strong> <strong>13561</strong> genutzt, um<br />
den Zusammenhang zwischen Prüfdruck<br />
p und den durch W<strong>in</strong>d erzeugten Druck<br />
q zu berücksichtigen.<br />
p = � x q (2)<br />
mit p Prüfdruck Koeffizient nach der<br />
Gleichung (1) und q Staudruck/Dynamischer<br />
Druck bei maximal zugelassener<br />
W<strong>in</strong>dgeschw<strong>in</strong>digkeit.<br />
Die Klassifizierung der W<strong>in</strong>dklassen<br />
ist <strong>in</strong> der DIN <strong>13561</strong> wie folgt festgelegt:<br />
W<strong>in</strong>dklasse 1:<br />
q = 40 Newton/Quadratmeter<br />
W<strong>in</strong>dklasse 2:<br />
q = 70 Newton/Quadratmeter<br />
W<strong>in</strong>dklasse 3:<br />
q = 110 Newton/Quadratmeter<br />
Der Koeffizient � wird <strong>in</strong> Bezug auf<br />
<strong>die</strong> W<strong>in</strong>dkanaluntersuchungen also wie<br />
folgt def<strong>in</strong>iert werden:<br />
� = M y<br />
M st<br />
(3)<br />
M y ist dabei der gemessene Wert. M st<br />
entspricht dem aus e<strong>in</strong>er statischen Belastung<br />
abgeleiteten Drehmoment nach folgender<br />
Beziehung:<br />
M st = F x q m x L (4)<br />
2<br />
q m ist der tatsächlich aufgetretene<br />
Staudruck beim W<strong>in</strong>dkanal def<strong>in</strong>iert<br />
nach der Gleichung (4a) mit F für <strong>die</strong><br />
Fläche des Markisentuches und mit L für<br />
den Ausfall der Markise (gemäß <strong>EN</strong><br />
1932)<br />
q n = p Luft v 2 (4 a)<br />
2<br />
v steht für W<strong>in</strong>dgeschw<strong>in</strong>digkeit <strong>in</strong><br />
Meter/Sekunde<br />
p Luft für <strong>die</strong> Dichte der Luft<br />
M y nach Gleichung (3) beschreibt das<br />
ermittelte Moment, re<strong>in</strong> bed<strong>in</strong>gt durch<br />
<strong>die</strong> W<strong>in</strong>dlast. Das durch das Eigengewicht<br />
erzeugte Moment der Markise ist<br />
hier nicht betrachtet.<br />
Die Gleichung (5) beschreibt das <strong>in</strong><br />
der Summe vorhandene Moment (M y , ges ),<br />
das sich aus M y und M Eigen zusammensetzt.<br />
M y , ges = M y + M Eigen<br />
� <strong>in</strong> Abhängigkeit von W<strong>in</strong>dgeschw<strong>in</strong>digkeit und Markisengröße Grafik: Prüfbericht<br />
(5)
16<br />
ROLLLÄD<strong>EN</strong> UND SONN<strong>EN</strong>SCHUTZ<br />
Diese Tabelle zeigt Auszüge aus den ermittelten Werten des Prüfprogramms Quelle: Prüfbericht<br />
Hier gilt M y als ermitteltes Moment bed<strong>in</strong>gt<br />
durch <strong>die</strong> W<strong>in</strong>dlast, und M Eigen als<br />
das Moment, das aus dem Eigengewicht<br />
der Markise resultiert.<br />
Als Wert für <strong>die</strong> W<strong>in</strong>dgeschw<strong>in</strong>digkeit<br />
wurde der vom W<strong>in</strong>dkanal e<strong>in</strong>gestellte<br />
Wert genutzt, um sicherzustellen,<br />
dass der Messwert der W<strong>in</strong>dgeschw<strong>in</strong>digkeit<br />
bei möglichen Turbulenzen durch<br />
<strong>die</strong> Prüfwand und den Markisenaufbau<br />
nicht bee<strong>in</strong>flusst wurde. An <strong>die</strong>ser Stelle<br />
ist natürlich auch anzumerken, dass<br />
nach der <strong>EN</strong> <strong>13561</strong> Gelenkarm- und<br />
Kassettenmarkisen <strong>in</strong> ihren Maximalabmessungen<br />
höchstens für <strong>die</strong> W<strong>in</strong>dwiderstandsklasse<br />
2 vorzusehen s<strong>in</strong>d, <strong>die</strong><br />
e<strong>in</strong>er mittleren W<strong>in</strong>dgeschw<strong>in</strong>digkeit<br />
von zirka 10,5 Meter/Sekunde entspricht.<br />
Abhängigkeiten des �-Wertes<br />
Festgelegt werden kann, dass der<br />
Wert � sich <strong>in</strong> Abhängigkeit von der<br />
W<strong>in</strong>dgeschw<strong>in</strong>digkeit und der Markisengröße<br />
(Fläche) bef<strong>in</strong>det.<br />
� = f (v, L x B)<br />
Zur Ermittlung der Abhängigkeit des<br />
�-Wertes von der Markisengröße und<br />
der W<strong>in</strong>dgeschw<strong>in</strong>digkeit wurden wie<br />
ROLLLAD<strong>EN</strong> ·TORE ·SONN<strong>EN</strong>SCHUTZSYSTEME 9/2004<br />
zuvor beschrieben nur Markisen der gleichen<br />
Baureihe genutzt.<br />
In e<strong>in</strong>em der im Rahmen der Versuchsreihe<br />
ermittelten Diagramme ist<br />
zum Beispiel der �-Wert als Funktion<br />
von der W<strong>in</strong>dgeschw<strong>in</strong>digkeit enthalten.<br />
Die drei unterschiedlichen Graphen<br />
für <strong>die</strong> e<strong>in</strong>zelnen Markisengrößen las-<br />
E<strong>in</strong> prüfender Blick nach der W<strong>in</strong>dbelastung,<br />
von Horst Rödelbronn Foto: Kröner<br />
sen den E<strong>in</strong>fluss der Markisengröße auf<br />
den �-Wert deutlich erkennen. Die dargestellten<br />
positiven �-Werte entstehen,<br />
wenn <strong>die</strong> Markise durch den W<strong>in</strong>d<br />
nach oben angehoben wird und <strong>die</strong> negativen<br />
�-Werte, wenn <strong>die</strong> Markise von<br />
dem W<strong>in</strong>d nach unten gedrückt wird.<br />
Dementsprechend bedeutet <strong>die</strong> � = 0<br />
� <strong>in</strong> Abhängigkeit von W<strong>in</strong>dgeschw<strong>in</strong>digkeit und Markisengröße Grafik: Prüfbericht<br />
L<strong>in</strong>ie, dass sich <strong>die</strong> W<strong>in</strong>dkräfte, resultierend<br />
durch den W<strong>in</strong>ddruck an der<br />
Ober- und Unterseite der Markise, gegenseitig<br />
aufheben.<br />
In e<strong>in</strong>em zweiten Diagramm ist <strong>die</strong><br />
gleiche Darstellung enthalten, nur mit<br />
dem Unterschied, dass <strong>die</strong> Markisenneigung<br />
von 5 Grad auf 15 Grad verändert<br />
wurde. Bei <strong>die</strong>ser Untersuchung zeigen<br />
sich <strong>die</strong> gleichen Abhängigkeiten,<br />
allerd<strong>in</strong>gs auf e<strong>in</strong>em anderen Niveau.<br />
Aus den Werten des Diagramms ist deutlich<br />
abzuleiten, dass <strong>in</strong>sbesondere bei<br />
der großen Markise, das heißt 4,50 Meter<br />
mal 3,50 Meter, <strong>die</strong> W<strong>in</strong>dlast sehr<br />
stark auf das Tuch drückt und sich demzufolge<br />
M y entsprechend erhöht.<br />
E<strong>in</strong>e Hauptursache für <strong>die</strong>sen E<strong>in</strong>fluss<br />
hat der durchgeführte Prüfaufbau. Wie<br />
auf dem Schema der Versuchsanordnung<br />
(Seite 12) zu erkennen, ist bei den<br />
großen Markisen, <strong>in</strong>sbesondere bei denen<br />
mit erhöhter Neigung (siehe Abbildung<br />
Seite unten), <strong>die</strong> Markise nicht mehr<br />
im Kernstrom der W<strong>in</strong>dkanalströmung.<br />
E<strong>in</strong>e Stabilisierung der Markise ist hier<br />
durch den mangelnden W<strong>in</strong>ddruck auf<br />
der Unterseite nicht mehr möglich, da <strong>die</strong><br />
so genannte Unterströmung fehlt. Aus<br />
<strong>die</strong>ser Tatsache heraus wurde festgelegt,<br />
dass der E<strong>in</strong>fluss des Neigungsw<strong>in</strong>kels<br />
auf den �-Wert nur bei der kle<strong>in</strong>sten zur<br />
Verfügung stehenden Markise ermittelt<br />
werden kann.<br />
Zusammenfassung:<br />
� ist stark abhängig von der Markisengröße<br />
(Tuchfläche).<br />
� ist weitgehend konstant <strong>in</strong> Abhängigkeit<br />
zur W<strong>in</strong>dgeschw<strong>in</strong>digkeit.<br />
� ist abhängig von der Markisenneigung.<br />
In e<strong>in</strong>em weiteren Diagramm ist für e<strong>in</strong>en<br />
Markisentyp <strong>in</strong> der kle<strong>in</strong>sten gemessenen<br />
Größe (2,50 Meter Breite mal 1,50<br />
Meter Ausfall) und e<strong>in</strong>er Anströmung von<br />
90 Grad der E<strong>in</strong>fluss des Neigungsw<strong>in</strong>kels<br />
erkennbar. Auch hierbei ist festzuhalten,<br />
dass der �-Wert im Bereich von 8 bis<br />
15 Meter/Sekunde weitgehend konstant<br />
bleibt. Auch <strong>die</strong> Differenz zwischen C pe<br />
und C pi bleibt dabei nahezu konstant.
18<br />
ROLLLÄD<strong>EN</strong> UND SONN<strong>EN</strong>SCHUTZ<br />
In dem Neigungsbereich zwischen<br />
5 Grad und 45 Grad trat der maximale<br />
�-Wert nach den durchgeführten Untersuchungen<br />
bei e<strong>in</strong>er Neigung von 5 Grad<br />
auf. Aus <strong>die</strong>ser Tatsache heraus wurden<br />
<strong>die</strong> nachfolgenden Abhängigkeiten auch<br />
nur noch bei 5 Grad Neigung analysiert.<br />
Zusammenfassung:<br />
� ist relativ konstant zur W<strong>in</strong>dgeschw<strong>in</strong>digkeit.<br />
� ist abhängig von der Neigung a max<br />
bei 5 Grad Neigung.<br />
Die Abhängigkeit des �-Wertes von<br />
der Tuchfläche wurde auch unter weiteren<br />
Randbed<strong>in</strong>gungen mit e<strong>in</strong>er Neigung<br />
von 5 Grad und e<strong>in</strong>er Anströmung von<br />
90 Grad dargestellt. Wie bei den vorher<br />
betrachteten Diagrammen geht auch hier<br />
hervor, dass <strong>die</strong> Tuchfläche e<strong>in</strong>en großen<br />
E<strong>in</strong>fluss auf den �-Wert ausübt.<br />
ROLLLAD<strong>EN</strong> ·TORE ·SONN<strong>EN</strong>SCHUTZSYSTEME 9/2004<br />
Bei den großflächigen Produkten ist<br />
<strong>die</strong> Bandbreite am größten, <strong>die</strong> �-Werte<br />
können bei e<strong>in</strong>er Tuchfläche von zirka<br />
15 Quadratmetern je nach Markisentyp<br />
um den Faktor 3 schwanken. Der E<strong>in</strong>fluss<br />
der Armspannung, des Ausfallprofils, der<br />
Gesamtkonstruktion ist jeweils höher als<br />
bei kle<strong>in</strong>eren Produkten. Die Bewegungsmöglichkeiten,<br />
das heißt <strong>die</strong> Möglichkeit,<br />
W<strong>in</strong>dlasten <strong>in</strong> der Konstruktion aufzunehmen,<br />
ist bei größeren Markisen<br />
e<strong>in</strong>facher als bei kle<strong>in</strong>eren.<br />
E<strong>in</strong> weiteres Diagramm zeigt unter<br />
den gleichen Voraussetzungen <strong>die</strong> Abhängigkeit<br />
vom Ausfall. Hier besteht<br />
zwar auch <strong>die</strong> Möglichkeit, e<strong>in</strong>e Kurve<br />
durch <strong>die</strong> ermittelten Messwerte zu legen,<br />
wenn allerd<strong>in</strong>gs dann über <strong>die</strong><br />
Gleichung der Wert für e<strong>in</strong>en 4,0-Meter-<br />
Ausfall berechnet wird, wird e<strong>in</strong> Wert ermittelt,<br />
der nicht mehr der Hochrechnung<br />
M<strong>in</strong>imal- und Maximalwerte bei 15 Meter/Sekunde Grafik: Prüfbericht<br />
Darstellung von � <strong>in</strong> der Abhängigkeit von der Tuchfläche. Grafik: Prüfbericht<br />
für e<strong>in</strong>e 6,0 mal 4,0 Meter große Markise<br />
entspricht. Da <strong>die</strong> W<strong>in</strong>dlast auf das<br />
gesamte Tuch wirkt, ist davon auszugehen,<br />
dass weitere Diagramme zur weiteren<br />
Betrachtung herangezogen werden<br />
müssen und <strong>die</strong> �-Abhängigkeit vom Ausfall<br />
nicht weiter zu diskutieren ist.<br />
Um e<strong>in</strong>e e<strong>in</strong>deutige Abhängigkeit<br />
des �-Wertes bei e<strong>in</strong>em Markisentyp<br />
vom Ausfall zu erhalten, müsste <strong>die</strong>se<br />
entsprechend messtechnisch ermittelt<br />
werden. Die Breite der Markise ist jedenfalls<br />
bei der Veränderung des Ausfalles<br />
gleichzuhalten. Der �-Wert ist<br />
stark abhängig von der Tuchfläche, e<strong>in</strong>e<br />
Abhängigkeit des �-Wertes vom<br />
Ausfall her, kann anhand der vorliegenden<br />
Untersuchungen nicht abgeleitet<br />
werden. Je größer das Tuch ist, desto<br />
größer ist <strong>die</strong> E<strong>in</strong>flussnahme der Markisenkonstruktion<br />
auf den �-Wert. E<strong>in</strong>e �-<br />
Wert-Berechnung aufgrund e<strong>in</strong>er Interpolation<br />
der Messwerte ist hier nur bed<strong>in</strong>gt<br />
möglich.<br />
� <strong>in</strong> Abhängigkeit von der<br />
Anströmung � = f Anströmung<br />
Aus weiteren Diagrammwerten geht<br />
<strong>die</strong> Abhängigkeit des �-Wertes von der<br />
Anströmung hervor. Für <strong>die</strong>se Versuche<br />
wurde e<strong>in</strong> Markisentyp mit den Abmessungen<br />
2,50 mal 1,50 Meter und 3,50<br />
mal 2,50 Meter und e<strong>in</strong> weiterer Typ mit<br />
4,50 mal 3,50 Meter, mit 90-Grad-Anströmung<br />
(frontal) und 45-Grad-Anströmung<br />
(schräg zum W<strong>in</strong>dkanal) untersucht.<br />
Verwertbare Ergebnisse lieferten allerd<strong>in</strong>gs<br />
nur <strong>die</strong> Versuche mit 2,50 mal<br />
1,50 Meter großen Markisen, da <strong>die</strong><br />
größeren Abmessungen sich bei 45-<br />
Grad-Anströmung nicht mehr im Kernstrom<br />
des W<strong>in</strong>dkanals befanden. Da bei<br />
den Markisen mit e<strong>in</strong>er Größe von 2,50<br />
mal 1,50 Meter der absolute �-Wert bei<br />
45-Grad-Anströmung immer deutlich kle<strong>in</strong>er<br />
war als bei 90-Grad-Anströmung,<br />
wurde von der Projektgruppe festgelegt,<br />
<strong>die</strong> Untersuchungen nur noch bei 90-<br />
Grad-Anströmung weiterzuführen.<br />
� <strong>in</strong> Abhängigkeit von der<br />
Armspannung<br />
Da <strong>die</strong>se Untersuchungen mit Markisentypen<br />
gleicher Armkonstruktion durchgeführt<br />
wurde, wurden auch Untersuchungen<br />
über <strong>die</strong> Abhängigkeiten des<br />
�-Wertes von der Armspannung im Auslieferungszustand<br />
durchgeführt.<br />
Diese ergaben, dass <strong>die</strong> Werte zwischen<br />
den unterschiedlichen Baureihen<br />
leicht schwanken, und <strong>die</strong> Abhängigkeiten<br />
zum Teil gegenläufig s<strong>in</strong>d. Der Absolutbetrag<br />
des �-Wertes bei größer werdender<br />
Armspannung steigt bei verschiedenen<br />
Markisentypen mit zunehmender
20<br />
ROLLLÄD<strong>EN</strong> UND SONN<strong>EN</strong>SCHUTZ<br />
Armspannung genauso wie er bei anderen<br />
Typen s<strong>in</strong>kt. Demzufolge ist der E<strong>in</strong>fluss<br />
der Gelenkarmspannung auf den<br />
�-Wert sehr stark abhängig vom Konstruktionsaufbau<br />
des Gelenkarmes und<br />
des Ausfallprofiles und lässt somit ke<strong>in</strong>e<br />
allgeme<strong>in</strong>e Aussage zu, dass e<strong>in</strong>e höhere<br />
Armspannung den �-Wert begünstigt<br />
oder verschlechtert.<br />
� <strong>in</strong> Abhängigkeit vom Anbr<strong>in</strong>gungsort<br />
(Dachvorsprung)<br />
Durch <strong>die</strong> im Rahmen der Untersuchungen<br />
mit Dachüberstand gewonnenen Ergebnisse<br />
wurde festgelegt, das Prüfprogramm<br />
ohne Dachüberstand durchzuführen.<br />
Allgeme<strong>in</strong>e Betrachtung des<br />
�-Wertes<br />
Um hier e<strong>in</strong>e allgeme<strong>in</strong>e Betrachtung<br />
vornehmen zu können wurden alle ermittelten<br />
�-Werte als Funktion der W<strong>in</strong>dgeschw<strong>in</strong>digkeit<br />
unter Berücksichtigung der<br />
unterschiedlichsten Markisentypen und<br />
-größen <strong>in</strong> e<strong>in</strong>em Diagramm aufgetragen.<br />
Die bei 5 Grad Neigung und e<strong>in</strong>er<br />
Anströmung von 90 Grad ermittelten<br />
Werte lassen e<strong>in</strong>e deutliche Schwankungsbreite<br />
des �-Wertes über alle Typen<br />
und Größen h<strong>in</strong>weg erkennen.<br />
Reduziert man <strong>die</strong>se Ergebnisse auf<br />
<strong>die</strong> W<strong>in</strong>dgeschw<strong>in</strong>digkeiten bei 10 Meter/Sekunde<br />
und 12 Meter/Sekunde, da<br />
<strong>die</strong> Europäische Norm <strong>EN</strong> <strong>13561</strong> e<strong>in</strong>e<br />
Nutzung der Gelenkarm- und Kassettenmarkisen<br />
bis zur W<strong>in</strong>dklasse 2 (W<strong>in</strong>dgeschw<strong>in</strong>digkeit<br />
10,5 Meter/Sekunde) vorsieht,<br />
könnte unabhängig von der Konstruktion<br />
und der Größe der Markisen e<strong>in</strong><br />
mittlerer �-Wert von 0,45 zur weiteren<br />
Betrachtung berücksichtigt werden.<br />
Um aber e<strong>in</strong>e ausreichende Sicherheit<br />
der Ergebnisse aus den W<strong>in</strong>dkanalversuchen<br />
zu erreichen und auszuschließen,<br />
dass andere hier nicht untersuchte Markisentypen<br />
nicht unter <strong>die</strong>se Festlegungen<br />
fallen, wurde e<strong>in</strong> Wert von � = 0,60<br />
festgelegt.<br />
Weitere E<strong>in</strong>flüsse auf <strong>die</strong> Höhe des<br />
�-Wertes, wie zum Beispeil:<br />
Versuche mit simuliertem Dachüberstand<br />
ROLLLAD<strong>EN</strong> ·TORE ·SONN<strong>EN</strong>SCHUTZSYSTEME 9/2004<br />
Bei großen Neigungsw<strong>in</strong>keln wird M y entsprechend erhöht. Die Markisenkonstruktion<br />
muss e<strong>in</strong>en großen Anteil der W<strong>in</strong>dbelastung über das Gestell aufnehmen.<br />
Fotos: Kröner<br />
• Geometrie des Ausfallprofil<br />
• Gewicht des Ausfallprofils<br />
• Konsolensitz<br />
• Zuordnung Gelenkarm zur Konsole<br />
• Bauart der Markise<br />
s<strong>in</strong>d sicherlich vorhanden und auch<br />
e<strong>in</strong>zeln auswertbar, <strong>die</strong>nten aber nicht<br />
als Ziel <strong>die</strong>ser Untersuchungen.<br />
Fazit<br />
Die Projektgruppe ist sich e<strong>in</strong>ig, dass<br />
der �-Wert nur zur konkreten Anwendung<br />
der Europäischen Norm <strong>EN</strong><br />
<strong>13561</strong> <strong>die</strong>nen darf und <strong>die</strong> Untersuchungen<br />
nur aus <strong>die</strong>sem Grund durchgeführt<br />
worden s<strong>in</strong>d. Der �-Wert ist ke<strong>in</strong>e<br />
Kenngröße, um eventuelle Wettbewerbsvorteile<br />
durch <strong>die</strong> Angabe oder besondere<br />
Herausstellung des �-Wertes darstellen<br />
zu können, sondern der Beweis,<br />
dass nur 60 Prozent der auftretenden<br />
W<strong>in</strong>dkräfte an der Befestigung der Markise<br />
ankommen. Diese Kenngröße sollte<br />
zukünftig e<strong>in</strong>heitlich <strong>in</strong> <strong>die</strong> Berechnungen<br />
der Hersteller e<strong>in</strong>gehen, um bei der Beurteilung<br />
des Montageuntergrundes und<br />
der Auswahl der Montagemittel e<strong>in</strong>e sichere<br />
Grundlage für den Fachbetrieb<br />
und damit letztendlich für den Kunden zu<br />
schaffen.<br />
Was bleibt?<br />
Der komplette Prüfbericht mit allen<br />
Grafiken und Diagrammen steht den Unternehmen,<br />
<strong>die</strong> sich an der F<strong>in</strong>anzierung<br />
des Projekt W<strong>in</strong>dkanal beteiligt haben,<br />
ab August <strong>in</strong> schriftlicher Form zusammen<br />
mit e<strong>in</strong>er DVD zur Verfügung. Die DVD,<br />
auf der <strong>die</strong> W<strong>in</strong>dkanalversuche von Juli<br />
2003 als Video dokumentiert worden<br />
s<strong>in</strong>d, kann ab September gegen e<strong>in</strong>e<br />
Schutzgebühr von 50,00 Euro beim Bundesverband<br />
Konfektion Technischer Textilien<br />
(BKTex) unter der Telefonnummer<br />
+49(0)21 61/2 94 18 10 oder <strong>in</strong>fo@<br />
bktex.de bestellt werden. Ansprechpartner<br />
ist <strong>die</strong> Geschäftsführer<strong>in</strong> Gertrud<br />
Müller.<br />
Nicht unerwähnt bleiben sollte an <strong>die</strong>ser<br />
Stelle der persönliche und f<strong>in</strong>anzielle<br />
E<strong>in</strong>satz der Firmen, Verbände und deren<br />
Mitarbeiter als Mitglieder der Projektgruppe,<br />
<strong>die</strong> <strong>in</strong> mehreren über ganz<br />
Deutschland verteilten Arbeitstreffen von<br />
April 2003 bis Juni 2004 Stück für Stück<br />
<strong>die</strong> E<strong>in</strong>br<strong>in</strong>gung des �-Wertes <strong>in</strong> <strong>die</strong> <strong>EN</strong><br />
<strong>13561</strong> erreicht haben.<br />
Hans Albrecht Kohlmann von Warema<br />
als Leiter und Dieter Rott von<br />
We<strong>in</strong>or als stellvertetender Leiter sowie<br />
Heiko Coldewey von Hüppe Form, Gerhard<br />
Rommel vom Bundesverband Rolladen<br />
+ Sonnenschutz, Bernhard Wessels<br />
und Sven Kröner von den Schmitz-Werken,<br />
Ralf Simon von Warema, Achim<br />
Reuster von MHZ Sonnenschutztechnik,<br />
Olaf Vögele vom Kleffmann Verlag,<br />
Horst Rödelbronn und Gertrud Müller<br />
vom BKTex haben mit viel Engagement<br />
letztendlich den Erfolg der Untersuchungen<br />
sichergestellt.<br />
Auch <strong>die</strong> Sponsoren zeigten starkes<br />
Interesse an den W<strong>in</strong>dkanaluntersuchungen<br />
im Juli 2003 <strong>in</strong> der Universität
Auch bei W<strong>in</strong>dgeschw<strong>in</strong>digkeiten von bis zu 15 Meter/Sekunde kam es während<br />
der gesamten Testreihen zu ke<strong>in</strong>en Materialbrüchen oder fliegenden Teilen.<br />
Foto: Vögele<br />
ROLLLÄD<strong>EN</strong> UND SONN<strong>EN</strong>SCHUTZ 21<br />
Stuttgart teilzunehmen und nutzten <strong>die</strong><br />
Gelegenheit <strong>die</strong> Durchführung der Versuche<br />
selbst <strong>in</strong> Augensche<strong>in</strong> zu nehmen,<br />
um sich e<strong>in</strong>en eigenen E<strong>in</strong>druck zu machen.<br />
Die Durchführung und F<strong>in</strong>anzierung<br />
des Projektes mit e<strong>in</strong>em Gesamtvolumen<br />
von zirka 130 000 Euro war natürlich<br />
auch erst durch <strong>die</strong> Sponsoren aus<br />
Deutschland, Österreich, der Schweiz<br />
und Spanien möglich. Hier haben Verbände<br />
und Firmen wie <strong>die</strong> Arbeitsgeme<strong>in</strong>schaft<br />
Sonnenschutztechnik, Bremetall<br />
Sonnenschutz GmbH und Wo&Wo<br />
Grün GmbH aus Östereich, Stobag Textile<br />
Sonnenschutzsysteme, der Verband<br />
Schweizer Anbieter von Sonnen- und<br />
Wetterschutz sowie Schenker Storen AG<br />
aus der Schweiz, Llaza S. A aus Spanien,<br />
Erhardt Markisenbau GmbH, Erwilo<br />
Sonnenschutz GmbH, Hüppe Form<br />
GmbH, F. H. Kleffmann Verlag GmbH,<br />
KMH Sonnenschutz GmbH, Le<strong>in</strong>er<br />
GmbH, Lucas Fenster- und Sonnenschutzsysteme<br />
GmbH, MHZ Sonnenschutztechnik<br />
GmbH, Rödelbronn<br />
GmbH, Schmitz-Werke GmbH + Co.,<br />
Paul Voss GmbH & Co., Warema Renkhoff<br />
GmbH, We<strong>in</strong>or Dieter Weiermann<br />
GmbH & Co. und nicht zuletzt der BK-<br />
Tex mit der Koord<strong>in</strong>ierung und Ausführung<br />
der Arbeitssitzungen durch ihr<br />
f<strong>in</strong>anzielles Engagement <strong>die</strong> Durchführung<br />
maßgeblich unterstützt.<br />
Mit der Durchführung der W<strong>in</strong>dkanalversuche<br />
hat sich im Ergebnis deutlich<br />
gezeigt, dass durch <strong>die</strong> Zusammenarbeit<br />
verschiedener Hersteller neue Wege bei<br />
der Entwicklung von Markisen und sonstigen<br />
Sonnenschutzanlagen möglich s<strong>in</strong>d<br />
und hier e<strong>in</strong> erstes wichtiges Ergebniss,<br />
nämlich <strong>die</strong> E<strong>in</strong>br<strong>in</strong>gung des �-Wertes <strong>in</strong><br />
<strong>die</strong> <strong>EN</strong> <strong>13561</strong>, hervorgebracht haben.<br />
E<strong>in</strong> erster deutlicher Schritt nach vorne<br />
und <strong>die</strong> Grundlage für weitere wichtige<br />
Vorhaben <strong>in</strong> der Branche …<br />
Olaf Vögele