Bachelorarbeit, 2019
75 Seiten, Note: 1,0
1 Einleitung
1.1 Problemstellung
1.2 Zielsetzung der Arbeit
2 Grundlagen
2.1 Regelwerke
2.2 Physikalische Grundlagen
2.2.1 Wärmeübertragung
2.2.2 Strahlungsphysikalische Wirkungsweise
2.3 Einwirkung der Sonnenstrahlung auf Gebäude
2.4 Sommerlicher Wärmeschutz
2.4.1 Nachweisführung nach DIN 4108-2, Abschnitt 8
2.4.1.1 Verfahren der Sonneneintragskennwerte
2.4.1.1.1 Bestimmung des vorhandenen Sonneneintragskennwertes
2.4.1.1.2 Bestimmung des zulässigen Sonneneintragskennwertes
3 Sonnenschutzvorrichtungen
3.1 Anforderungen
3.2 Systemvielfalt
3.3 Bediensysteme
3.3.1 Manuelles Bediensystem
3.3.1.1 Zugsystem
3.3.1.2 Rotationssystem
3.3.2 Kraftbetätigte Systeme
3.3.2.1 Handsteuerung
3.3.2.2 Automatische Steuerung
3.4 Einflussgrößen auf die Wirksamkeit
3.4.1 Art der Verglasung
3.4.1.1 Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung
3.4.2 Positionen des Sonnenschutzes
3.4.2.1 Außenliegende Sonnenschutzvorrichtung
3.4.2.2 Innenliegende Sonnenschutzvorrichtung
3.4.2.3 Zwischen den Scheiben liegende Sonnenschutzvorrichtung
3.4.3 Hinterlüftung des Sonnenschutzes
4 Parameterstudie gemäß des vereinfachten Verfahrens nach DIN 4108-2
4.1 Grundlagen
4.1.1 Vorhandener Sonneneintragskennwert
4.1.1.1 Prüfraum
4.1.1.2 Referenzverglasung
4.1.1.3 Gesamtenergiedurchlassgrad
4.1.2 Zulässiger Sonneneintragskennwert
4.1.2.1 Gebäudestandort
4.1.2.2 Bauart
4.1.2.3 Referenzwerte des zulässigen Sonneneintragskennwertes
4.2 Parametrisierung
5 Katalogisierte Sonnenschutzvorrichtung
5.1 Außenliegende Sonnenschutzsysteme
5.2 Innenliegende Sonnenschutzsysteme
5.3 Zwischen den Scheiben liegende Sonnenschutzsysteme
5.4 Sonnenschutzverglasung
6 Zusammenfassung
Die Bachelorarbeit hat zum Ziel, Anwendern fundierte Einblicke in den sommerlichen Wärmeschutz zu gewähren und als praktische Hilfestellung bei der Auswahl geeigneter Sonnenschutzvorrichtungen zu dienen. Hierzu wird eine Parametrisierung eines definierten Prüfraums vorgenommen, um die Wirksamkeit verschiedener Systeme unter Berücksichtigung von Gebäude- und Standorteigenschaften zu bewerten und katalogisieren.
3.4 Einflussgrößen auf die Wirksamkeit
Der Energieabminderungsfaktor Fc charakterisiert die Wirksamkeit einer Sonnenschutzvorrichtung, ist der Einbausituation zuzuordnen und mindert die Größe des Gesamtenergiedurchlassgrades gtot bei Vorhandensein einer Sonnenschutzvorrichtung ab [1], [10].
Der Sonnenenergiedurchlass wird durch den Abminderungsfaktor Fc dargestellt, je niedriger der Fc-Wert einer Sonnenschutzvorrichtung ist, desto weniger Sonnenenergie gelangt in das betrachtete Gebäude. Ein Verschattungskoeffizient Fc von 1,0 würde einen 100 prozentigen Sonnenenergiedurchlass ins Gebäudeinnere bedeuten, ein Wert von 0,25 einen 25 prozentigen Durchlass der ursprünglichen 100 Prozent. Je schlechter der Wärmedurchgangskoeffizient einer Vergasung ist, desto besser wird der Abminderungsfaktor Fc mit einem guten Sonnenschutzsystem.
Die Größenordnung des Abminderungsfaktors Fc hängt von der Position der Sonnenschutzvorrichtung, der Art und dem Aufbau der korrespondierenden Verglasung und einer möglichen Hinterlüftung der Sonnenschutzvorrichtung ab [10].
Die Bestimmung des Gesamtenergiedurchlassgrades gtot wird nach DIN EN ISO 52022-1:2018-01 in einem vereinfachten Verfahren ermöglicht. Das detaillierte Verfahren nach DIN EN ISO 52202-3:2018-01 wird im weiteren Verlauf nicht betrachtet.
Folgende Eingangsgrößen sind notwendig:
der U-Wert der Verglasung Ug,
der Gesamtenergiedurchlassgrad g der Verglasung,
der Strahlungstransmissionsgrad te,B der Sonnenschutzvorrichtung und
der Strahlungsreflexionsgrad pe,B der Sonnenschutzvorrichtung [10], [17].
1 Einleitung: Diese Einleitung erläutert den Zusammenhang zwischen globaler Erderwärmung, dem architektonischen Wunsch nach großen Glasflächen und der Notwendigkeit eines sommerlichen Wärmeschutzes.
2 Grundlagen: Das Kapitel definiert wesentliche Begriffe des sommerlichen Wärmeschutzes, physikalische Grundlagen der Wärmeübertragung und stellt die relevanten nationalen und internationalen Regelwerke vor.
3 Sonnenschutzvorrichtungen: Hier werden Anforderungen, die Vielfalt der Systemtypen (außen, innen, zwischen den Scheiben) sowie wesentliche Einflussgrößen auf die Wirksamkeit des Sonnenschutzes detailliert beschrieben.
4 Parameterstudie gemäß des vereinfachten Verfahrens nach DIN 4108-2: Es erfolgt eine wissenschaftliche Untersuchung anhand eines Prüfraums, um durch Parametrisierung ein Auswahlwerkzeug für Sonnenschutzsysteme zu schaffen.
5 Katalogisierte Sonnenschutzvorrichtung: Dieser Katalog listet diverse Sonnenschutzsysteme auf und bewertet diese hinsichtlich ihrer Effektivität, Vorteile, Grenzen der Anwendung und Lichtdurchlässigkeit.
6 Zusammenfassung: Der abschließende Teil fasst die wesentlichen Erkenntnisse der Arbeit zusammen, insbesondere den Einfluss der Farbe und der Anbringungsart auf die Wirksamkeit des Sonnenschutzes.
Sommerlicher Wärmeschutz, Sonnenschutzsysteme, DIN 4108-2, Gesamtenergiedurchlassgrad, Abminderungsfaktor, Gebäudeplanung, Energieeinsparung, Fassadengestaltung, Parameterstudie, Verglasung, Sonnenstrahlung, thermische Behaglichkeit, Innenjalousie, Außenjalousie, Sonnenschutzglas.
Die Arbeit befasst sich mit dem sommerlichen Wärmeschutz von Gebäuden und der systematischen Auswahl geeigneter Sonnenschutzvorrichtungen.
Die zentralen Themen sind die physikalischen Grundlagen der Wärmeübertragung, die geltenden Normen für den sommerlichen Wärmeschutz sowie die Kategorisierung und Wirksamkeitsanalyse verschiedener Sonnenschutzsysteme.
Das Ziel ist es, dem Anwender eine Hilfestellung bei der Auswahl eines passenden Sonnenschutzsystems zu geben, basierend auf einer Parametrisierung von Standardgeometrien nach DIN 4108-2.
Die Arbeit nutzt eine Parameterstudie gemäß dem vereinfachten Verfahren nach DIN 4108-2, um für verschiedene Verglasungs- und Systemkonfigurationen die Wirksamkeit des sommerlichen Wärmeschutzes zu bewerten.
Im Hauptteil werden neben den theoretischen physikalischen Grundlagen insbesondere die Einflussgrößen auf die Wirksamkeit, eine detaillierte Parameterstudie sowie ein umfassender Katalog zur Auswahl und Bewertung von Sonnenschutzvorrichtungen behandelt.
Die Arbeit lässt sich durch Begriffe wie sommerlicher Wärmeschutz, Sonnenschutzsysteme, DIN 4108-2, Gesamtenergiedurchlassgrad und Abminderungsfaktor charakterisieren.
Die Arbeit verdeutlicht, dass eine helle Farbe des Sonnenschutzes in der Regel eine bessere Wirksamkeit erzielt als eine dunkle Farbe, da sie mehr Sonnenstrahlung reflektiert.
Die Hinterlüftung ist entscheidend, um die angestaute warme Luftschicht zwischen Verglasung und Sonnenschutz abzuführen und so eine Erwärmung des Innenraums sowie möglichem Glasbruch vorzubeugen.
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