Europa-Normen bezüglich Wärmebrücken
Seit Anfang 1996 ist die Europa-Norm "Wärmebrücken im Hochbau Wärmeströme und
Oberflächentemperaturen - Teil 1: Allgemeine Berechnungsverfahren" (EN ISO
10211-1) in Kraft. EN ISO 10211:2007 "Wärmebrücken im Hochbau - Wärmeströme und
Oberflächentemperaturen - Detaillierte Berechnungen" stellt eine
Weiterentwicklung dieser Standardisierung dar. Die Europanorm "Bauteile - Wärmedurchlasswiderstand und
Wärmedurchgangskoeffizient - Berechnungsverfahren" (EN ISO 6946) liegt auch vor.
Für Rahmenbauteile ist die EN ISO 10077-2:2003 "Wärmetechnisches Verhalten von
Fenstern, Türen und Abschlüssen – Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten -
Teil 2: Numerisches Verfahren für Rahmen" zu beachten.
Damit ist der Inhalt der neuen Aufgaben für Planer, Hersteller,
Bauausführende sowie für die Qualitätskontrolle erkennbar, die mit dem
Wirksamwerden der Europa-Normen auf dem Gebiet des Wärmeschutzes verbunden sind.
Im Abschnitt "Anwendungsbereich" der EN ISO 10211 wird als Zweck der Norm
festgelegt:
- die Berechnung der minimalen (niedrigsten) Oberflächentemperatur zur Abschätzung des
Risikos von Oberflächenkondensation (Tauwasserbildung)
und
- die Berechnung der Wärmeströme zur Abschätzung der Gesamtwärmeverluste
eines Gebäudes (im stationären Fall, d.h. zeitunabhängiger
Temperaturverteilung)
und
- auch die Ermittlung von längenbezogenen und punktbezogenen
Wärmedurchgangskoeffizienten und Oberflächentemperaturkennzahlen (von
Wärmebrücken).
Zur Berechnung der Temperaturverteilung wird gefordert,
"präzise"
Rechenverfahren anzuwenden, wobei die Norm die Anforderungen festlegt, bei deren
Erfüllung ein Rechenverfahren als
"präzise" (high precision) zu bezeichnen ist.
Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten von oberflächenparallelen
Bauteilen aus thermisch homogenen Schichten wird gemäß EN ISO 6946 natürlich
unter Zugrundelegung 1 dimensionaler Modelle durchgeführt. Bei
oberflächenparallelen Bauteilen mit thermisch homogenen und inhomogenen
Schichten kann die Berechnung des (flächenbezogenen) thermischen Widerstandes
entsprechend einem bekannten Näherungsverfahren (ISO-Verfahren) erfolgen, sofern
der maximale relative Fehler "klein" bleibt.
In allen anderen Fällen von mehrdimensionalen Wärmeströmen, insbesondere
beim Vorliegen von Wärmebrücken, sind numerische Verfahren gemäß EN ISO 10211
heranzuziehen.
Weitere zu berücksichtigenden Standards (exemplarisch):
- ISO 7345 "Wärmeschutz - Physikalische Größen und
Definitionen"
- ISO 10456 "Baustoffe und Bauprodukte - Wärme- und
feuchtetechnische Eigenschaften - Tabellierte Bemessungswerte
und Verfahren zur Bestimmung der wärmeschutztechnischen Nenn-
und Bemessungswerte"
- ISO 13370 "Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden -
Wärmeübertragung über das Erdreich - Berechnungsverfahren"
- ISO 13786 "Wärmetechnisches Verhalten von Bauteilen -
Dynamisch-thermische Kenngrößen - Berechnungsverfahren"
- ISO 13788 "Wärme- und feuchtetechnisches Verhalten von
Bauteilen und Bauelementen - Raumseitige Oberflächentemperatur
zur Vermeidung kritischer Oberflächenfeuchte und
Tauwasserbildung im Bauteilinneren - Berechnungsverfahren"
- ISO 13789 "Wärmetechnisches Verhalten von Gebäuden -
Spezifischer Transmissions- und
Lüftungswärmedurchgangskoeffizient - Berechnungsverfahren"
- ISO 14683 "Wärmebrücken im Hochbau - Längenbezogener
Wärmedurchgangskoeffizient - Vereinfachte Verfahren und
Anhaltswerte"
- etc.
Ein Rechenprogramm als Werkzeug
Um diese Aufgaben praktisch ausführen zu können, muss dem kompetenten Planer,
Konstrukteur oder Gutachter ein Rechenprogramm zur Verfügung stehen, das
- den Anforderungen der Europanorm bezüglich Eingabe- und insbesondere
Ausgabedarstellung voll entspricht,
- die numerische Berechnung mit hoher Genauigkeit auszuführen vermag und
- entsprechenden Benutzerkomfort (gute Handhabbarkeit, Übersichtlichkeit,
Schnelligkeit etc.) bietet.
Diesen Werkzeugcharakter besitzt AnTherm® in hohem Maß.
- Das Programm unterstützt die Eingabe durch graphische
Baukonstruktionsdarstellungen und durch ein von der Bauteileingabe vollständig
unabhängiges vollautomatisches Diskretisierungsverfahren, welches dem Benutzer
über Änderung von Parametern jedoch auch Eingriffsmöglichkeiten bietet.
- Das Programm liefert auf Wunsch eine vollständige Eingabendokumentation
(Geometrie der Baustoff-Elemente, Wärmeleitfähigkeit,
Wärmeübergangskoeffizienten...)
- Die Genauigkeit der numerischen Berechnung kann vom Benutzer beeinflusst
und kontrolliert werden.
- Das Programm gibt die Ergebnisse EU-normgerecht aus:
- in genereller Form als Tabelle der Temperaturgewichtungsfaktoren und Matrix der
thermischen Leitwerte mit normgemäßen Hinweisen auf die
Rechengenauigkeit,
- in spezieller Form bei aktuellen Randbedingungen für die durch den
betrachteten Bauteil thermisch verkoppelten Räume, als tiefste und höchste
Oberflächentemperaturen der betrachteten Räume und die zugehörigen
Grenzfeuchtigkeiten.
- Das Programm ermöglicht die graphische Ausgabe von Isothermen,
Kantentemperaturen und (nicht nur für 2D-Fälle aber auch in 3D) der
Wärmestromlinien.
- Die vorliegende Version des Programmpakets AnTherm
entspricht allen
Anforderungen, die gemäß EN ISO 10211 an ein Rechenprogramm zu stellen
sind, um als zwei- und dreidimensionales, stationäres Präzisionsverfahren
(„Klasse A – Verfahren“) eingestuft werden zu können.
Siehe auch: Validierung
nach EN ISO 10211:2007,
Validierung nach EN ISO
10077-2:2003, Aufbau
des Programms
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