Forschungsprojekt - Integrale Bewertung innovativer Gebäudehüllen Teilprojekt D

Dauerfunktionsfähigkeit integrierter Einbauten im Scheibenzwischenraum von Mehrscheiben-Isolierglas


Ausgangssituation

 

Zielsetzung

Zusammenfassend ist festzustellen, dass drei Systeme die Anforderungen an die Dauerfunktionsfähigkeit des Einbaus erfüllt haben. Als unproblematisch haben sich die beiden Systeme erwiesen, die nur eine Wendemöglichkeit der Lamellen vorsehen. Die Einbausituation geneigt oder vertikal hatte auf das Ergebnis dieser Prüfung keinen Einfluss. Beide mechanischen Ausführungen konnten die Anforderungen erfüllen.

Ein System mit integriertem Lamellenraffstore konnte die Anzahl der geforderten Funktionszyklen ohne Funktionsstörung durchlaufen. Bei der Bewertung hinsichtlich der visuellen Qualität mussten Einschränkungen vorgenommen werden.

An vier der geprüften Systeme traten Funktionsstörungen auf, so dass eine einwandfreie Betätigung des Einbaus nicht mehr möglich war. Die Funktionsstörungen lassen sich folgendermaßen zusammenfassen:
  • gerissene Leiterkordel
  • gerissener Quersteg der Leiterkordel
  • Ausfall des Getriebes
  • Schiefaufzug der Lamellen
  • Lamellen bleiben untereinander hängen
  • unvollständiges Wenden der Lamelle
  • Verfärbungen an Lamellenenden
  • Abriebspuren im SZR

Nachdem die Systeme analysiert wurden, konnten die aufgetretenen Funktionsstörungen in drei Gruppen eingeteilt werden.

Konstruktive Ursachen:
  • Verfärbung der Lamellen durch Kontakt am Abstandhalter
  • Abriebspuren im Scheibenzwischenraum
  • gerissene Leiterkordel: Unterdimensionierung der Kordelanzahl
  • abgeschertes Zugseil des Folienrollos: Zugseil kann aus Führungsrolle herausspringen und sich im Getriebe verklemmen.

Qualitative Ursachen:
  • Schiefaufzug der Lamellen war von Beginn an vorhanden und hat sich im Verlauf der Prüfung nur geringfügig geändert.

Materialfehler:
  • Materialfehler können nicht ausgeschlossen werden. Abgescherte Getriebezahnräder und ein gerissener Quersteg der Leiterkordeln können auch aufgrund von Verarbeitungsmängeln mit verursacht worden sein.

Die Ergebnisse der Prüfungen haben gezeigt, dass die Systeme sensibel auf Schwankungen in der Verarbeitungsqualität reagieren. Drei der Sieben geprüften System waren nach Abschluss der Prüfungen voll funktionstüchtig. Es lässt sich aussagen, dass die Systeme die Anforderungen erfüllen können, wenn die konstruktiven Ursachen für Funktionsstörungen und die Verarbeitungsqualität verbessert werden.

Die Differenzklimabelastung ist nicht ausreichend, um ein Einbauchen der Scheiben praxisnah zu simulieren. Deshalb muss für ungünstige klimatische Verhältnisse die Durchbiegung der Scheiben berechnet werden. Um eine Funktionsstörung aufgrund der Scheibeneinbauchung auszuschließen, müssen für eine Berechnung der Durchbiegung die ungünstigsten Randbedingungen am Einbauort angenommen werden. Die Randbedingungen zur Berechnung der Scheibendicken sind in Kapitel 4 beschrieben. Es ist zu berücksichtigen, dass im eingefahrenen Zustand die Leiterkordeln zur Gesamtdicke des Lamellenpaketes beitragen. Eine Berührung der Leiterkordeln an den Glasoberflächen ist nicht zulässig. Eine Berechnung der Dicken ausschließlich nach statischen Erfordernissen ist für diese Systeme nicht ausreichend. Eine Berechnung der Glasdicken mit den erweiterten Randbedingungen sollte für jeden Einbauort durchgeführt werden.

Die Analyse der Bauteile hat gezeigt, dass die Temperaturen der Differenzklimabelastung nicht zu einer beschleunigten Alterung der Materialien geführt haben. Als größte Belastung hat sich der Bewegungszyklus herausgestellt, so dass es für zukünftige Prüfungen notwendig erscheint die Systeme in ihren Maximalabmessungen zu prüfen. In Kapitel 4 sind die Vorgaben zur Probekörperauswahl nach prEN 13527 beschrieben.

Im Rahmen der Untersuchung konnten die Auswirkungen der UV-Belastung nicht mit beurteilt werden. Es muss davon ausgegangen werden, dass die UVBelastung über den Nutzungszeitraum der Systeme einen wesentlichen Beitrag zum Alterungsverhalten hat. Zum Nachweis der Gebrauchstauglichkeit muss deshalb die UV-Einstrahlung im Rahmen einer zusätzlichen Prüfung berücksichtigtwerden. Es bietet sich an, in Anlehnung an DIN EN ISO 12543 Teil 4 „Verbundglas und Verbundsicherheitsglas" Abschnitt 6 das Alterungsverhalten von Mehrscheiben-Isolierglas mit Einbauten unter UV-Belastung zu beurteilen. Die Norm legt ein Prüfverfahren in Bezug auf die Beständigkeit von Verbundglas und Verbundsicherheitsglas im Bauwesen gegenüber hohen Temperaturen, Feuchtigkeit und Strahlung fest. Da die UV-Belastungen für Verbundglas und Mehrscheiben-Isolierglas im praktischen Anwendungsfall im Bauwesen vergleichbar sind, ist die Anlehnung an diese Norm gerechtfertigt. Die Norm sieht eine Dauerbestrahlung des Probekörpers für 2000 h bei einer Bestrahlungsintensität von 900 ± 100 W/m² vor. Zur Beurteilung der Dauerfunktion ist es notwendig, während der Bestrahlung den Behang zu bewegen. Um mit vertretbarem Aufwand ein homogenes Bestrahlungsspektrum zu erreichen, wird das Prüfformat gemäß Norm auf 1,0 x 1,0 m² festgelegt.

Es hat sich herausgestellt, dass die Einbauten anfällig auf die Verarbeitungsqualität und die Qualität der verwendeten Einzelkomponenten reagieren. Das komplexe Zusammenspiel der einzelnen Bauteile spielt hier eine wesentliche Rolle. Es besteht Handlungsbedarf, um den Herstellern die Möglichkeit zu geben die Eignung ihrer Produkte nachzuweisen. Darüber hinaus wird auch von Seiten der Planer und Architekten ein Nachweisverfahren für die Gebrauchstauglichkeit der Systeme gefordert.

Im Rahmen der Untersuchung wurde ein Prüfverfahren zur Beurteilung der Dauerfunktionsfähigkeit von Einbauten in Mehrscheiben-Isolierglas erarbeitet. Anhand der Ergebnisse und in Anlehnung an existierende Normen konnten Qualitätsanforderungen an die Systeme festgelegt werden. Es konnten ausreichend Erfahrungen bei der Prüfung von Mehrscheiben-Isolierglas mit integrierten Einbauten gesammelt werden, um die Gebrauchstauglichkeit hinsichtlich der Dauerfunktionsfähigkeit beurteilen zu können.

Der Nachweis der Gebrauchstauglichkeit des Systems muss im Zusammenhang zu der gültigen Normenreihe DIN EN 1279 „Glas im Bauwesen – Mehrscheiben-Isolierglas" gesehen werden. Im Rahmen von Teilprojekten wurden Untersuchungen an MIG mit erhöhten Scheibenzwischenraum zur Gasdichtheit und Feuchtigkeitsaufnahme und zur Temperaturbelastung durch solare Einstrahlung durchgeführt.

Die Erkenntnisse der Projekte dienen zur Erarbeitung einer Richtlinie zum Nachweis der Gebrauchstauglichkeit von Mehrscheiben-Isolierglas mit integrierten Einbauten. Zur Sicherstellung einer gleichbleibenden Produktqualität sollte über die Einführung eines Produktzertifizierungsprogramms nachgedacht werden.

Projektinformationen


Projektleiter:
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Projektmitarbeiter:
Dipl.-Ing. (FH) Michael Freinberger
Dr. Philipp Plathner

Projektlaufzeit:
Juli 2004

Förderstellen