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ecoINOX – optimierter Wärmeübergang

 

Vergleichsuntersuchungen zu Wärmebrücken

Besser schlank mit Duplex Rostfrei Stahl konstruieren, als zur thermischen Trennung zu greifen!

Mit steigenden Anforderungen für energieeffizientes Bauen besteht bei den Fassadenplanern immer mehr Informationsbedarf bezüglich der metallischen Befestigung, die beim zweischaligen Wandaufbau das Risiko der Wärmebrücke bilden. Immer häufiger werden wir daher von Fachplanern mit Anfragen zu thermischer Trennung konfrontiert. Untersuchungen beim Fraunhofer-Institut für Bauphysik in Stuttgart zeigen, dass funktionierende Systeme, die einen nennenswerten Einfluss auf die Reduzierung des Wärmedurchflusses ermöglichen, erst bei mehreren Zentimetern Dämmstoffdicke zu erwarten sind.

Fa. Modersohn hat dazu mit dem Dämmstoff „MOSOTHERM“, ein spezielles Harz mit Glashohlkugeln, zahlreiche Untersuchungen beim Fraunhofer Institut in Stuttgart unternommen. Selbst bei Dämmdicken über 30 mm konnten trotz eines λ (W/m*K) von ca. 0,1 keine nennenswerten Wärmedurchgangsreduzierungen erzielt werden. Obwohl das Harz als einziges Material von Seiten der Dauerhaftigkeit (ähnliche Harze mit bauaufsichtlicher Zulassung bei Klebedübeln) und der Temperaturbeständigkeit (bis über 90°C) und guten Kriecheigenschaften, für den langjährigen Einsatz, sehr geeignet erschien.

Daher zeigt sich, daß derzeit kein geeigneter druckübertragender Dämmstoff für die Mauerwerks- und Betonfassadenbefestigungen zur Verfügung steht, der die Chance besitzt auch die notwendige bauaufsichtliche Zulassung zu erlangen! Außerdem ist eine zusätzliche Biegebeanspruchung der Befestigung bei Einsatz eines thermischen Trennelementes zu berücksichtigen.

Diese ungünstige Lasteinleitung kann zu einem höheren Materialaufwand und dadurch zu einem negativen Einfluss auf die thermische Trennung führen. Wesentlich erfolgversprechender ist es, materialsparend mit hochfestem Stahl zu konstruieren. Grundsätzlich ist hier die Verwendung von Edelstahl Rostfrei aus austenitischem Gefüge (1.4401/1.4404/1.4571) oder Duplex Rostfrei Stahl (1.4362/1.4062) vorteilhaft, da diese beiden Gefügearten eine sehr niedrige Wärmeleitfähigkeit besitzen. Eine sehr schlanke Konstruktionsart ermöglicht es gerade bei höheren Traglasten den χ-Wert mit dem Einsatz von Lean Duplex gegenüber Normalstahl um ca. das 2,5-fache zu reduzieren.

Beispiele

Folgendes Beispiel soll die Möglichkeiten aufzeigen

Berechnung des U-Wertes einer Wand mit punktbezogenem Wärmedurchgangskoeffizienten χ (Chi)

Bei einem Einfamilienhaus wird der Klinker der Vormauerschale im Sockel mit Winkelkonsolankern abgefangen. Vereinfacht hat das Haus eine ungestörte Wandlänge von 40 m und eine Wandhöhe von 6m bei einem Schalenabstand von 20 cm. Das ergibt eine Wandfläche von AWand = 240 m2. Bei der Belastung werden im Durchschnitt alle 0,5m Konsolen gesetzt. Das ergibt eine Konsolenanzahl von n = 80 Konsolen.

Bei Bild 1 und 2 liegt der Wärmedurchgangskoeffizient des Regelquerschnitts der Wand ohne Wärmebrücken für Uungest bei U = 0,161 W / (m2K).

In die Beispielrechnung werden die o.g. Werte für das EFH und der punktbezogene Wärmedurchgangskoeffizient aus BILD 2 eingesetzt.

Technische Daten

LaststufeK (mm)E (mm)X* (W/K)X* (W/K)X* (W/K)X* (W/K)X* (W/K)
„WK-D“„WK-N“„WK-K“ „WK-O“ „WK-M“
3,5170800,0260,0240,0240,0290,036
7,0170800,0210,0260,0250,0320,040
10,5170800,0210,0300,0250,031
3,51901000,0240,022
7,01901000,0180,024
10,51901000,0200,028
3,52101200,0220,020
7,02101200,0180,027
10,52101200,0180,028
3,52301400,0220,0200,0200,0280,031
7,02301400,0150,0270,0250,0340,036
10,52301400,0170,0280,0270,034
3,52501600,0210,019
7,02501600,0140,026
10,52501600,0200,028
3,52701800,0200,022
7,02701800,0150,025
10,52701800,0210,031
3,52902000,0220,0210,0210,0250,026
7,02902000,0150,0250,0220,0320,031
10,52902000,0190,0310,0240,039
3,53102200,0230,020
7,03102200,0130,025
10,53102200,0190,032
3,53302400,0220,019
7,03302400,0170,025
10,53302400,0170,031
3,53502600,0230,020
7,03502600,0170,027

10,5

3502600,0180,033

Fazit

Die Differenz zwischen dem ungestörten U-Wert UUngest. = 0,161 W / (m2K) und dem resultierenden U-Wert UGes = 0,1693 W / (m2K) liegt bei 0,0083. Laut dem Fraunhofer-Institut für Bauphysik in Stuttgart, sind Änderungen des Wärmedurchgangskoeffizienten in der dritten Nachkommastelle nicht entscheidend.

Wird für hochgedämmte Fassaden ein besseres Ergebnis benötigt, empfehlen wir den Einsatz eines MOSO Traganker mit einer verstellbaren Druckschraube (Bild1).

Der punktbezogene Wärmedurchgangskoeffizient der WK-D-290-7,0 (Bild1) ist mit 0,015 (W/K) um 66 % besser als die WK-N-290-7,0 (Bild2).

Aufgestellte Berechnungen haben ergeben, dass nach aktuellem Stand der Technik eine so hohe Verbesserung des punktbezogenen Wärmedurchgangskoeffizienten, durch den Einsatz von thermischen Trennelementen, nicht erreicht werden kann.

Dieses Ergebnis zeigt, dass die Wahl der schlankeren Konstruktion einen stärkeren Effekt hat, als der Einsatz von hochwertigem Dämmmaterial. Die effektivste Lösung zur Reduzierung des Wärmeverlustes durch Konsolen ist es, MOSO Traganker mit einer verstellbaren Druckschraube mit einer Laststufe > 7,0KN einzusetzen (Bild 1).

Daher empfehlen wir: Erstens unsere MOSO Traganker mit verstellbarer Druckschraube um den Wärmeverlust pro Konsole zu minimieren und zweitens eine Fachplanung um die Anzahl der Traganker auf ein Minimum zu reduzieren.

Konsolen mit Druckschraube sind in unserem Katalog mit unserem ecoINOX Symbol gekennzeichnet.

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