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Neue Algorithmen zur Bestimmung von Uf-Werten nach ISO 10077-2: 2017 erfordern neue Software

Neue Algorithmen zur Bestimmung von Uf-Werten nach ISO10077-2:2017 erfordern neue Software. Die Berechnung von bauphysikalischen Rechenwerten ist seit vielen Jahren anerkannter Stand der Technik. Die angewandten Verfahren sind unterschiedlich in nationalen und internationalen Normen definiert. Die ISO 10077-2 wurde neu gefasst, was insbesondere bei der Bestimmung der Rahmen-U-Werte, durch die Verwendung des Radiositymodells zu neuen Ergebnissen führt.

Das Rosenheimer Softwarehaus Sommer Informatik GmbH, Marktführer im Bereich
bauphysikalischer Anwendungen, hat das zum Anlass genommen, sein etabliertes Produkt WinIso2D komplett neu zu entwickeln. Das neue WinIso® setzt die Anforderungen der neuen Norm entsprechend um und ist validiert durch das ift-Rosenheim.

Steigende Anforderungen des Gesetzgebers an den Wärmeschutz im Bauwesen machen die stetige Weiterentwicklung von Verglasungen und Rahmenkonstruktionen nötig. Es ist ein technologisches Niveau erreicht, in dem der Rechnereinsatz aus der Entwicklung nicht mehr wegzudenken ist. Insbesondere werden die Wärmedämmeigenschaften von Rahmenprofilen stetig verbessert und sind zunehmend von Form und Anordnung der Hohlräume im Inneren bestimmt.

Auf normativer Seite trägt die DIN EN ISO 10077-2 diesem Umstand Rechnung und gibt ein Verfahren vor, mit dem die thermischen Eigenschaften von Fensterkonstruktionen numerisch nachgewiesen werden können. In ihrer neuen Fassung, die 2017 in Kraft tritt, wurde insbesondere das Rechenverfahren für Rahmenhohlräume stark überarbeitet und optimiert.

Des Weiteren wurde für die Fassung von 2017 die Rechenvorschrift für an den inneren oder äußeren Rand grenzende leicht belüftete Hohlräume überarbeitet. Sie werden nun nicht mehr als eigenständiger Hohlraum, sondern als Rand mit den für innen oder außen geltenden Randbedingungen modelliert.

In der Fassung von 2012 wurden Rahmenhohlräume anhand eines an der Zeichenebene ausgerichteten äquivalenten Rechtecks bewertet, mit einem einzigen Äquivalentleitwert für Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung je Hauptwärmestromrichtung. Für die Abbildung moderner Profilkonstruktionen mit komplexen Hohlraumprofilen ist dieses Verfahren nicht mehr genau genug. Insbesondere Profile mit integrierten Fächern zur Strahlungstrennung werden ungenügend wiedergegeben und die Wärmeleitung je nach Konstruktion deutlich überschätzt.

Das neue Rechenverfahren sieht eine getrennte Auswertung von Strahlungswärmeübergang und luftgebundenem Wärmeübergang durch Leitung und Konvektion vor. Für Wärmeleitung und Konvektion wird ein äquivalentes Rechteck ausgewertet, das nun aber an der tatsächlichen Wärmestromrichtung im Profil ausgerichtet ist.

Zur Auswertung der Wärmeübertragung durch Strahlung wurde mit dem Radiosity-Verfahren ein völlig neuer Ansatz in die Norm eingeführt. Der Strahlungsaustausch wird nicht mehr pauschalisiert, sondern im Detail für einzelne Paare von Teilflächen im Hohlraum ermittelt, abhängig von lokalen Sichtfaktoren und lokalen Temperaturen. Durch geeignete feine Elementierung kann die Strahlungswärmeübertragung so auch für komplexe Strukturen sehr genau modelliert werden.

In WinIso® wurden die Vorgaben der DIN EN ISO 10077-2:2017 umgesetzt und das neue Rechenverfahren vom Institut für Fenstertechnik in Rosenheim validiert. Die aus bisherigen Versionen bekannte Rechtecksvernetzung wurde durch eine Finite-Elemente Dreiecksvernetzung abgelöst. So können nun beliebig geformte Geometriedetails mit hoher Genauigkeit abgebildet werden. Ergänzt wird das FE-Vernetzungsverfahren durch einen neu konzipierten leistungsstarken FE-Solver, der auch umfangreiche Rechenfälle zügig löst.

Für den Import, die Aufbereitung und die Anpassung von CAD-Daten steht ein leistungsfähiges und intuitives Paket an Tools zur Verfügung. Vernetzung und Berechnung lassen eine automatische stufenweise Netzverfeinerung zu und unterstützen den Nutzer bei der Genauigkeitsanalyse und Bewertung der Rechenergebnisse. Über die fensterspezifischen Auswertungen nach dem Uf- und fRsi-Wert hinaus, werden eine Reihe weiterer Auswertetools bereitgestellt, die WinIso® universell im Bereich der thermischen Baudetailbewertung einsetzbar machen.

Zur Dokumentation der Rechenergebnisse für das Zulassungsverfahren eines Fensterprodukts steht ein Protokoll-Ausgabetool mit individualisierbaren Vorlagen zur Verfügung. Mit WinIso® haben Fensterhersteller und Hersteller von Rahmenprofilen ein solides und effizientes Werkzeugfür Entwicklung und Bauzulassung auf aktuellstem Stand der Technik zur Hand.

Weitere Informationen:
Sommer Informatik GmbH
Sepp-Heindl-Str. 5
D-83026 Rosenheim
Tel.: 08031 - 24881
E-Mail: info@sommer-informatik.de
Internet: www.sommer-informatik.com/winiso

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Veröffentlicht am Kategorien News, Presse
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