Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE| Laufzeit: | 10/2020 - 09/2022 |
| Auftraggeber / Zuwendungsgeber: |
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) |
| Kooperationspartner: | Technische Universität Darmstadt, Institut für Statik und Konstruktion, Interpane Entwicklungs- und Beratungsgesellschaft mbH, Sunovation Produktion GmbH Im Unterauftrag: RBGT Bauphysik und Glastechnik, Sommer Informatik GmbH |
| Projektfokus: |       |
Thermobruch – Verbundprojekt
Normentwurf zur Bestimmung der thermischen Beanspruchung von Glas- und Glas-Glas-PV-Modulen (BIPV) in der Bauindustrie
Dreifach-Wärmedämmglas (3IG) im Teststand mit halbseitiger horizontaler Abschattung auf der Vorderseite unten (außen), auf der Rückseite (Innenraum) war in derselben Höhe eine schwarze Polymerfolie aufgeklebt und zusätzlich eine Styroporplatte angeordnet (beides, um eine extreme Temperaturaufheizung zu erzielen, wie z.B. ein raumseitiges schwarzes Ledersofa oder eine Fassaden-Shadow box, hier ohne Luftspalt, hinter dem 3IG).
Thermischer Palmbruch auf der Rückseite des Isolierglases infolge erhöhter Temperaturbelastung (> 150 °C).
Fassaden- und Dachverglasungen sind thermisch induzierten Belastungen durch direkte Sonneneinstrahlung ausgesetzt. Diese Belastung ist allerdings bislang noch nicht ausreichend untersucht worden, ganz im Gegensatz zu Belastungsmessungen bei Eigengewicht, klimatischen Lasten (IGU - Druckdifferenzen) oder bei Wind und Schnee.
Ziel des Projektes ist es, das Auftreten von thermisch induziertem Glasbruch (thermischer Bruch) durch eine europäische Normung zu reduzieren oder zu verhindern.
Fassaden- und Dachverglasungen sind thermisch induzierten Belastungen durch direkte Sonneneinstrahlung ausgesetzt. Diese Belastung ist allerdings bislang noch nicht ausreichend untersucht worden, ganz im Gegensatz zu Belastungsmessungen bei Eigengewicht, klimatischen Lasten (IGU - Druckdifferenzen) oder bei Wind und Schnee.
Die bisher verfügbaren Normen und Richtlinien, sowohl auf nationaler als auch auf europäischer Ebene, sind teilweise veraltet oder enthalten nur vereinfachte Hinweise und Vorgaben zur Berechnung der thermisch induzierten Spannungen von Fassaden- und Dachverglasungen. Im Rahmen des Forschungsvorhabens werden daher verschiedene Konfigurationen von Fassadenverglasungen untersucht. Dabei werden auch gebäudeintegrierte (BIPV) Glas-Glas-Photovoltaik-Module (beispielsweise als hinterlüftete Fassadenverkleidung) betrachtet. Untersucht wird mittels numerischer Simulation und anschließender experimenteller Validierung mit aktuellen deutschen meteorologischen Daten. Ziel des Projektes ist es, das Auftreten von thermisch induziertem Glasbruch (thermischer Bruch) durch eine europäische Normung zu reduzieren oder zu verhindern. Auf diese Weise können wirtschaftliche Schäden vermieden werden.
Weitere Ziele des Projektes sind:
- Entwicklung einer universell einsetzbaren Strahlungs-Temperatur-Karte mit Angaben von Maximalwerten in Abhängigkeit von der Orientierung und dem Standort (Deutschland / Unterteilung in Zonen)
- Kategorisierung von Parametern - wie z.B. meteorologische Daten, Verschattung, Konstruktion, Fassadenausrichtung, etc. (anhand einer Checkliste) -, die thermisch induzierten Bruch in Glaskonstruktionen und bei BIPV auslösen
- Entwicklung von vereinheitlichten, vereinfachten und numerischen Berechnungsmethoden
- Erarbeitung eines (europäischen) Vorschlag für einen Normentwurf zu thermisch induzierten Spannungen in Fassadenverglasungen und gebäudeintegrierten (Glas-Glas-) Photovoltaikmodulen, um eine wirtschaftliche Planung bzw. Bemessung besser zu ermöglichen und Schadensfälle zu vermeiden
- Schaffung von Grundlagen für die Entwicklung einer kommerziellen Berechnungssoftware