Rolladenkasten - U-Wert oder psi-Wert

Mal einlesen...

www.hermes-bauphysik.de/neuigkeiten/a-s-ausgabe-3-2007/hermes_fachartikel-a-s-3_2007.pdf/download

wobei mich mal interessiert, in wieweit ö-norm mit din über das Vehicel en in diesem Falle eine Anwendung (der da oben getroffenen) zulässt. Frage ist wahrscheinlich, was ist 4108-2 in ö-norm?

 

Erst mal der Einwand, dass man U-Wert und Psi-Wert nicht vergleichen darf. Der Begriff "linearer U-Wert" für Psi in dem verlinkten Artikel verwirrt da nur.

Der U-Wert gibt den Wärmeverlust pro m² Fläche eines Bauteils an. Der Psi-Wert gibt einen Wert an, der zu dem normalen Wärmeverlust noch addiert werden muss, und zwar pro m Länge einer linearen Wärmebrücke.

Der U-Wert ist eine Konstante eines homogenen flächigen Bauteils. Der Psi-Wert kommt ins Spiel, wenn - wie hier - zwei homogene Bauteile mit bekanntem U-Wert nebeneinander liegen und an der Grenzlinie Querleitungseffekte auftreten.

Ich rechne später ein Beispiel, an dem der Unterschied deutlich wird.

 

Morgen..

Bruno, wenn Du denn Zeit zum Rechnen hast kannste versuchen mir das dann nochmal auf Volkshochschulniveau zu erklären?
Ich gehe ja mit psi für den Randverbund des Glases um, um zum Uw (Ug,Uf und eben psi) zu kommen. Funktioniert das "hier" so ähnlich? Muss ich als Länge den Umfang des Kastens berücksichtigen?

Olaf

 

Hier das Ergebnis einer Simulation. Ich hoffe, die Erklärung kommt verständlich rüber.

Hier ein Schnitt durch eine 30 cm Wand, 100 cm hoch, darunter ein stark schematisierter Rollladenkasten, 24 cm hoch.

Links sieht man das vereinfachte Denkmodell: jedes Bauteil wird für sich betrachtet, Wärme fließt nur senkrecht zur Wand. Rechts sieht man, was tatsächlich passiert: es fließt Wärme quer, hier von der Wand in den Rollladenkasten. Die Pfeile verdeutlichen es.

Zwei Bilder des selben Sachverhalts, erst die Wärmeströme (dunkel = gering, violett = mittel, blau = hoch), dann das Temperaturfeld (von blau = kalt bis rot = warm)

Wärmeströme


Temperaturfeld


Jetzt wird es kompliziert. Ich quantifiziere nämlich den Querleitungseffekt. Hierzu eine Tabelle:



In der oberen Hälfte (Variante 1) tue ich das für ein Mauerwerk mit Lamda 0,15. Das entspricht einem Porenbeton Planstein 400.

Zeile für Zeile erklärt:

gesamt gemäß Simulation ergibt sich ein mittlerer U-Wert einschl. Rollladenkasten von 0,521.

In den beiden nächsten Zeilen stehen die einzelnen U-Werte (simpel 1-dimensional gedacht, jedes Bauteil für sich, ohne Querleitung):

U1 der Wand 0,461,
U2 des Rollladenkastens 0,683. Diese 0,683 würde der Hersteller angeben.

Addiert man die Wärmeströme der beiden Einzelbauteile (letzte Spalte der Tabelle, jeweils Produkt aus Länge und U), hier 0,461+0,164, erhält man 0,625 [W/mK] (grün markiert). Tatsächlich fließen aber 0,647 [W/mK], also 0,022 [W/mK] mehr (blau markiert).

Diese Differenz ist der Psi-Wert, wie er nach EN ISO 10211 zu errechnen ist (tatsächlicher Wärmestrom abzüglich der 1-dimensional ermittelten Wärmeströme der einzelnen Bauteile).

Nun zur Begründung, warum der Hersteller nur den U-Wert angibt:

Der Psi-Wert hängt nicht vom Rollladenkasten ab, sondern vom Wandbaustoff. Setzt man in der Simulation einen anderen Stein ein, ergibt sich ein anderer Psi-Wert.

Dies kann in der unteren Hälfte der Tabelle (Variante 2) nachvollzogen werden. Bei ansonsten gleichem Modell, also gleichem Rollladenkasten, wird ein Stein mit Lamda 0,27 verwendet. Das entspricht einem Porenbeton Planstein 800.

Der Psi-Wert ist jetzt 0,024 (rot markiert).

Allgemein: je schlechter der Stein, umso mehr Querleitungseffekt. Sitzt über dem Rollladen ein Betonsturz, wird die Querleitung noch stärker.

-------------------------

Für alle, die noch folgen können: noch heftiger wird es, wenn man den Psi-Wert nach der Methode berechnet, die das Beiblatt 2 zur DIN 4108 anwendet. Dort wird der Rollladenkasten-U-Wert völlig ignoriert. Es wird nur der U-Wert der Wand angesetzt (orange markiert), wobei der Rollladenkasten einfach übermessen wird. In der Simulation kommt natürlich der selbe Gesamtwärmestrom heraus. Aber der Psi-Wert enthält jetzt zusätzlich die U-Wert-Differenz zwischen Stein und Rollladenkasten.

Das hat folgende Auswirkung auf das Ergebnis: der Psi-Wert kann wesentlich größer werden und er schwankt in Abhängigkeit vom Wandbaustoff sehr stark.

In der folgenden Tabelle sieht man für den besseren Stein ein Psi von 0,075, für den schlechteren ein Psi von 0,000. In diesem Psi stecken nicht nur die Querleitungseffekte, sondern die U-Wert-Differenzen zwischen Stein und Rollladenkasten. Denn in Variante 1 wird der RoKa mit U = 0,461, in Variante 2 genau der selbe Kasten mit U = 0,781 eingesetzt. Das muss natürlich der Psi-Wert gegenkompensieren.

Im Ergebnis: je schlechter der Stein (= je ähnlicher ist er dem Rollladenkasten), umso besser (= niedriger) der Psi-Wert. Der Rollladenkasten fällt dann nicht so weit "aus dem Rahmen".



Ein Hinweis zum Schluss: da ich den Rollladenkasten einfach mit 6 cm Dämmstoff Lamda 0,50 idealisiert habe, haben die von mir errechneten Werte nichts mit Hersteller- oder Beiblattwerten zu tun. Es ging mir ums Prinzip.

 

bis auf den Teil "Beiblatt 2 zur DIN 4108", bzw. denn Sinn dieser Methode hab ich's verstanden
War sehr interessant!
Danke!

 

so...

und was macht Ihr nun mit dem, was ich glaube verstanden zu haben?

Ich betätige mich mal als Vermuter: Wenn mich nicht alles deuscht, muss in der EnEV-Berechnung der U-Wert MW pauschal um 0,1 nach oben korrigiert werden, wenn man keinen Einzelnachweis der Wärmebrücken führt. Richtig
Mit der Berechnung darf dann also der tatsächlich (niedriger liegende Wert) angesetzt werden - wird der dann auch quantifiziert (soundsoviel Meter Wärmebrücke oder so)?

Meine Zusammenfassung: der ROKA-Hersteller kann Klimmzüge machen wie er will um einen tollen U zu erreichen - wenn ein MW mit hohem Lamda verwendet wird war alles für die Katz.

Wirtschaftlich betrachtet: Es ist Unfug mehr Geld für einen Supi-Dupi-ROKA einzusetzen wenn nicht gleichzeitig ein sehr guter Stein eingesetzt wird.

Geht die Betrachtung so bei Dir durch?

Olaf

 

@Uwe:

Die Rechenmethode des Beiblatts 2 zur DIN 4108 hat ihren Sinn. Erstens machen sich die Normierer frei von Hersteller-U-Werten, zweitens ist der Lamda-Wert des Mauerwerks beim Gleichwertigkeitsnachweis normiert. Er ist mit < 0,21 anzusetzen (vgl. Bild 60 Beiblatt 2). Ein Hersteller, der mit einem Psi-Wert für seinen Kasten werben will, kann also den Lamda-Wert des Mauerwerks nicht beliebig schlecht (= hoch) ansetzen, um seinen Kasten relativ zum Mauerwerk zu verbessern und zu einem niedrigen Psi-Wert zu kommen. Im Psi-Wert steckt somit bei allen Herstellern die U-Wert-Differenz zu einem Mauerwerk mit Lamda 0,21 zuzüglich der Querleitungseffekte.

zur Info: Lamda 0,21 entspricht bei einem 30er Mauerwerk einem U-Wert von 0,63, wenn man den Putz unberücksichtigt lässt (0,62 mit Putz).

 

Um zum Ausgangsthema zurückzukommen:

Wie aussagekräftig ist der U-Wert des Rollladenkastens, der im Labor ermittelt bzw. 1-dimensional errechnet wurde?

Ich habe gezeigt, dass darin die Querleitungseffekte nicht enthalten sind. Würde man die in den U-Wert hineinstecken, käme in meinem Beispiel (Variante 1 ganz oben) nicht U = 0,683 heraus, sondern U = 0,774. In Variante 2 käme ein U-Wert von 0,781 heraus.



Der effektive U-Wert des Rollladenkastens im Einbauzustand ist also in meinem Beispiel 13-14% schlechter als der 1-dimensional ermittelte und noch dazu ist er abhängig vom Mauerstein.

Das Werben mit dem Psi-Wert ist allerdings auch nicht sinnvoller. Mit dem beworbenen Psi-Wert bekomme ich zwar eine Aussage für den Einbauzustand, allerdings nur für einen Einbauzustand in ein normiertes Mauerwerk, nicht in das, das am Bau tatsächlich vorhanden ist. Dann kann ich auch gleich die U-Werte vergleichen.

 

Richtig. Es werden alle Wärmebrücken mit Länge*Psi berechnet und aufaddiert. Die Summe wird in Relation zur Hüllfläche gesetzt (durch die m² der Hüllfläche dividiert). Damit weiß ich, welchen echten Aufschlag ich auf den mittleren U-Wert der Gebäudehülle machen muss.

Die EnEV (respektive die DIN 4108-2) lässt übrigens 2 Varianten der Berücksichtigung von Rollladenkästen im Nachweis zu (wenn Wärmebrücken einzeln nachgewiesen werden):

1. Berechnung der Psi-Werte wie Beiblatt 2 DIN 4108 (eine mathematisch einigermaßen korrekte Methode, wenn man 3D-Effekte wegdenkt)

2. ohne Psi-Wert-Berechnung, dafür als eigenes Bauteil mit seiner Fläche und dem (eigentlich zu guten) Hersteller-U-Wert.

In Variante 2 fallen die Querleitungseffekte unter den Tisch, das Gebäude wird scheinbar energetisch besser. Und man spart sich den Einzelnachweis einer Wärmebrücke.

 

ok, jetzt hab ich den Teil glaube ich auch verstanden
Ich würde als Häuselbauer dann aber trotzdem immer nur auf den U-Wert achten. Ein Kasten mit besserem U-Wert hat auch (in gleichem Mauerwerk verbaut) immer einen besseren Psi-Wert. Da ich als Hausbauer ja nur EIN Mauerwerk habe (im Regelfall jedenfalls) kann ich doch erst mal alleine anhand des U-Wertes entscheiden.

Was anderes ist dann die Frage: Lohnt sich dieser gute U-Wert des Kastens überhaupt bei dem schlechten U-Wert meiner Wand? Da würde der Psi-Wert helfen, aber nur wenn er für "meine" Wand berechnet wird.

Korrekt? (sonst hab ich'S doch noch nicht verstanden... )

Uwe

 

@ Bruno

Was macht die "London Academy of Music and Dramatic Art" ständig in Deinen Berechnungen...?

 

@Uwe:

Richtig verstanden. Das selbe Problem liegt auch bei jedem Fenster vor. Der Hersteller gibt mir einen U-Wert, z.B. U_W = 1,3. Im eingebauten Zustand habe ich - dank der rundum laufenden Wärmebrücken mit ihren Psi-Werten, die noch dazu je nach Mauerstein differieren - vielleicht einen resultierenden U-Wert von 1,7. Niemand wird damit rechnen oder gar werben. Der Fensterbauer wird nicht mal einen Psi-Wert liefern.

@Julius:

Ich kaufe ein

 

Wärmebrücken_U-Wert und Psi-Wert

Hallo Bruno,
Respekt und meine Hochachtung !
Soviel Fachkompetenz ist unter den vielen Halbwissenden und selbstgerechten Unwissenden die sich hier wichtig tun gar
nicht zu Vermuten.

gruß lupus

 

Was man daran sieht die Einbausituation von Fensterrahmen (Rolladenkästen) ist mindestens genauso entscheidend wie die eigentlich Ausführung des Bauteils. D.h. ein "ungünstig" eingebauter Passivhausrahmen hat u. U. eine schlechtere Gesamtbilanz als ein einfacher Holzrahmen der vernünftig "überdämmt" und positioniert eingesetzt wurde.

 

Wärmebrückenberechnung - Simulation

@BRUNO

Hallo Bruno,


das Thema Wärmebrücken beschäftigt aktuell nun auch mich. Könntest Du mir bitte mal wissen lasse, wie Du in Deinen unten dargestellten Berechnungen auf den "gesamt U-Wert !!! laut Simulation !!!" kommst.

Alle anderen Berechnungen und Übersichten waren mir klar und nachvollziehbar.

Vielen Dank vorab.

 

Hat Bruno schon mal hier erklärt: http://www.enev24.de/therm/