Thermisch-hygrisches Verhalten von Glasdoppelfassaden unter solarer Einwirkung - Theorieevaluierung durch Vorortmessung

Status

abgeschlossen

Kurzfassung

Im Zuge des sprunghaften Anstiegs der "Glas-Architektur" werden seit über 10 Jahren sogenannte GlasDoppelFassaden (GDF) international äußerst kontroversiell diskutiert.

Abgesehen von ästhetischen Aspekten werden in der Diskussion neben energetischen insbesondere schall- und lüftungstechnische Vorteile hervorgehoben. Diesen stehen mögliche Nachteile wie erhöhte Investitions- und Erhaltungskosten, mögliche bauphysikalische Probleme und nicht zuletzt nach wie vor erhebliche Planungsunsicherheiten gegenüber.

Ziel dieses Forschungsvorhabens war es, instationäre thermische und fluidmechanische Simulationsmodelle durch Vorort-Messungen zu evaluieren, um Aufschlüsse über die Bedeutung der einzelnen äußerst wichtigen Ausgangsparameter dieser sehr komplexen Rechenmodelle zu erhalten. Die umfangreiche Literaturrecherche hat gezeigt, dass in den letzten Jahren international verstärkt Forschungsprojekte zu diesem Thema durchgeführt werden - was die Aktualität der gegenständlichen Forschungsaufgabe unterstreicht. Dennoch sind lückenlos dokumentierte Messergebnisse an realen, insbesondere kleineren und mittleren, Fassaden selten.

Von Oktober 2001 bis September 2002 wurden die Klima- und Strömungsverhältnisse an und in der Glasfassade des 1998 fertiggestellten Neubaues des Bundesinstituts für Sozialpädagogik in Baden bei Wien messtechnisch erfasst und auf ihre Korrelation mit den Ergebnissen der parallel durchgeführten numerischen Simulationsberechnungen untersucht. Dabei wurden zwei Extremfälle eines Fassadenzwischenraumes betrachtet: die freie, solar- und windinduzierte Strömung in dem ungestörten Spalt zwischen Primär- und vorgehängter Glasfassade und der Fall der komplex turbulenten Strömungsverhältnisse im Bereich der doppelten Glasflächen bzw. der im Fassadenzwischenraum eingebauten Fensterkästen.

Es konnte gezeigt werden, dass das Programmpaket TRYNSYS in seiner Basisversion gut geeignet ist, die thermische Situation im Fassadenzwischenraum zu beschreiben. Die gewonnenen Erkenntnisse können als Grundlage für die Weiterentwicklung des Rechenmodells für komplexere Fassadenkonstruktionen mit teiltransparenten Außenwänden (Doppelfassaden) herangezogen werden.

Die mit dem Programmpaket FLUENT durchgeführten CFD (Computational Fluid Dynamics) Berechnungen haben zum Teil ebenfalls gute Übereinstimmungen mit den Messergebnissen ergeben, empfehlen sich allerdings aufgrund des erheblichen Hardware- und Rechenzeitbedarfs eher für wissenschaftliche Anwendungen als für den baupraktischen Einsatz.

Kontakt

Ao.Univ.Prof.DDr.Peter Kautsch
Technische Universität Graz
Institut für Hochbau und Industriebau
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Dipl.-Ing. Herwig Hengsberger
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