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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

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