Wie spezifiziert man Vorhangfassaden für Projekte in kalten Klimazonen Zentralasiens?

Die Kondensation ist maßgebend, nicht die Energieberechnung.

Genau das ist der Fehler, den die meisten Fassadenspezifikationen für Astana, Almaty, Taschkent oder Bischkek machen. Ein Planungsteam legt einen U-Wert-Zielwert gemäß der Energiebauordnung fest, wählt ein System, das diesen Wert erfüllt, und entdeckt dann im Januar, wenn die Außentemperaturen unter minus 25 Grad Celsius liegen, dass Wasser an den Pfosten herunterläuft.

Der U-Wert war erfüllt. Die Innenoberflächentemperatur war es nicht, und das sind unterschiedliche Berechnungen, die unterschiedliche Fragen beantworten.

Die Winter in Zentralasien sind wirklich streng. In Astana werden regelmäßig Temperaturen von minus 30 Grad Celsius und darunter gemessen, wobei kontinentale Extreme jährliche Temperaturschwankungen von über 70 Grad verursachen. Eine Fassadenkonstruktion, die in Westeuropa funktioniert, lässt sich nicht ohne Weiteres übertragen. PRANCE produziert Glasfassaden- und Vorhangfassadensysteme Für diese Bedingungen entwickelt.

U-Wert von Vorhangfassaden für kalte Klimazonen

Entscheidend ist der U-Wert der gesamten Konstruktion, nicht der Wert in der Mitte des Glases, und das ist es, was die Normen überprüfen.

• Standard-Gewerbebereich, gemäßigte Zone: 1,4 bis 2,0 W/m²K

• Gewerbliche Nutzung in kalten Klimazonen: 0,9 bis 1,5 W/m²K

• Extreme Kälte, kontinentale Extreme: 0,7 bis 1,1 W/m²K

• Leistungsstark und passiv ausgerichtet: unter 0,8 W/m²K

Regionale Normen basieren auf dem sowjetischen SNiP-Rahmenwerk, das mittlerweile zu nationalen Standards wie der SP-Reihe in Kasachstan und entsprechenden Dokumenten in Usbekistan und Kirgisistan weiterentwickelt wurde. Die Anforderungen werden anhand des Wärmedurchgangswiderstands ausgedrückt und variieren innerhalb jedes Landes regional. Daher sollte für die jeweilige Stadt das geltende Dokument geprüft werden.

Um einen Wärmedurchgangskoeffizienten von unter 1,0 W/m²K auf Systemebene zu erreichen, sind in der Regel Dreifachverglasung, eine tiefe Wärmebrücke und Warme-Kante-Abstandhalter erforderlich, die optimal zusammenwirken. Keine einzelne Modernisierungsmaßnahme allein reicht dafür aus.

Kondensation an Vorhangfassaden, Kaltklimakontrolle

Die maßgebliche Anforderung, die die Spezifikation über das hinaus vorantreibt, was die Energieberechnung erfordern würde.

Warum entsteht Kondensation?

Kondensation entsteht, wenn die Temperatur einer Innenfläche unter den Taupunkt der Raumluft sinkt. In einem beheizten Gebäude mit 21 Grad Celsius und 40 % relativer Luftfeuchtigkeit liegt der Taupunkt bei etwa 7 Grad Celsius. Bei 50 % relativer Luftfeuchtigkeit steigt er auf ungefähr 10 Grad.

Bei Außentemperaturen von minus 30 Grad Celsius kann eine schlecht gebrochene Aluminium-Sprossleiste die Innentemperatur leicht unter diesen Wert senken. Wasser bildet sich, läuft ab, sammelt sich auf den Fensterbänken und beschädigt mit der Zeit die Oberflächen und begünstigt Schimmelbildung.

Wie wird es gemessen?

Zwei Kennzahlen, je nach Praxis.

• Der nach AAMA 1503 gemessene Kondensationswiderstandsfaktor beschreibt das Verhältnis zwischen der Innenoberflächentemperatur und der Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Außenbereich. Höhere Werte weisen auf einen besseren Widerstand hin.
• Der in Europa und zunehmend auch in regionalen Verfahren verwendete Temperaturfaktor fRsi gibt das Verhältnis der höchsten Innenoberflächentemperatur über der Außenlufttemperatur zur gesamten Temperaturdifferenz an. Ein höherer Wert bedeutet eine wärmere Innenoberfläche.

Die thermische Modellierung nach EN ISO 10077-2 oder einer gleichwertigen Norm liefert diese Werte, und ein Hersteller, der eine solche Analyse durchführen kann, gehört einer anderen Kategorie an als ein Hersteller, der Katalog-U-Werte angibt.

Wodurch wird es gesteuert?

• Die thermische Trenntiefe ist der wichtigste Faktor am Rahmen.

• Warme Randabstandhalter , die die Oberflächentemperatur am Glasrand erheblich anheben

• Ablagerungen in der Verglasung , da eine dritte Scheibe die Temperatur der Innenfläche erhöht

• Die Luftzirkulation im Innenraum ist wichtig, da stehende Luft an der Glasfront kälter ist. Deshalb spielt die Platzierung der Außenheizung eine Rolle.

• Die Luftfeuchtigkeit im Innenraum , da sich der Taupunkt mit ihr ändert.

Dieser letzte Punkt verdient besondere Beachtung bei Gebäuden mit hoher interner Feuchtigkeitserzeugung, wie z. B. Hotels, Wohngebäuden und Freizeiteinrichtungen, wo der Taupunkt höher liegt und die Anforderungen an die Fassade entsprechend steigen.

Thermische Trennung von Vorhangfassaden – Anforderungen an kalte Klimazonen

Tiefer als die gemäßigte Praxis, und eher aus Kondensationsgründen als aus Energiegründen.

• 20 bis 28 mm: Standardgröße für den Handel, im Allgemeinen unzureichend bei starker Kälte

• 30 bis 40 mm: typische Spezifikation für kalte Klimazonen

• Ab 40 mm, Mehrkammersystem mit Schaumstoffeinlagen: extreme kontinentale Bedingungen

Polyamid 6.6 mit einer Glasfaserverstärkung von ca. 25 % bleibt der Standardwerkstoff mit einer Wärmeleitfähigkeit von ca. 0,3 W/mK gegenüber ca. 160 W/mK bei Aluminium.

Mehrkammer-Bremsen mit isolierenden Schaumstoffeinlagen im Hohlraum sind effektiver als massive Polyamid-Bremsen gleicher Tiefe, da sie die Konvektion innerhalb der Bremse selbst unterbrechen. Verbesserung des Rahmens und des Glases umfasst die Montagelogik.

Verglasung für extreme Kälte

Dreifachverglasung wird zum Standard und nicht mehr zur Sonderausstattung.

Ein typischer Aufbau für kalte Klimazonen besteht aus zwei Hohlräumen, zwei Low-E-Beschichtungen, Argon- oder Kryptonfüllung und durchgehenden Warmrandabstandhaltern. U-Werte in der Glasmitte unter 0,7 W/m²K sind erreichbar, wodurch Baugruppenwerte unter 1,0 möglich werden.

Beschichtungsposition

Oberfläche 3 bei einer Doppelverglasung oder Oberflächen 2 und 5 bei einer Dreifachverglasung. Welche beschichtete Oberfläche eignet sich für ein Heizklima? ist die Entscheidung, die zwischen den Regionen umgekehrt wird, und hier einen Fehler zu machen, ist ein echter Spezifikationsfehler und keine Präferenz.

In einem Klima, in dem viel geheizt wird, sollte die Beschichtung die Wärme aus dem Innenraum zurück in den Raum reflektieren. Dies steht im Gegensatz zur Praxis in der Golfregion, wo die Beschichtung auf der zweiten Oberfläche angebracht ist, um die Sonneneinstrahlung bereits vor dem Eindringen abzuweisen.

Solarkontrolle in kühlungsdominierten Regionen Diese Inversion erklärt sich dadurch. Die Verwendung der falschen Oberfläche in Zentralasien führt zu höheren Heizenergiekosten und einer niedrigeren Innenoberflächentemperatur, wodurch das Kondensationsrisiko steigt.

Solarenergie ist hier nützlich.

Es ist erwähnenswert, weil es eine Gewohnheit umkehrt.

In einem Klima mit hohem Heizbedarf gleicht die Sonneneinstrahlung durch nach Süden ausgerichtete Verglasung den Heizbedarf aus. Ein sehr niedriger g-Wert reduziert die vom Gebäude benötigte Energie. Typische Zielwerte in kalten Klimazonen liegen bei etwa 0,40 bis 0,55 und damit deutlich höher als in warmen Klimazonen.

Die Überhitzung im Sommer muss weiterhin berücksichtigt werden, insbesondere in Taschkent und Almaty, wo die Sommer wirklich heiß sind. Daher ist die Abwägung eher eine saisonale Berechnung als eine Optimierung für eine einzelne Jahreszeit.

Tankfüllung

Argon ist Standard. Krypton eignet sich besser für enge Hohlräume, ist aber deutlich teurer, weshalb es sich nur dann lohnt, es in Betracht zu ziehen, wenn die Hohlraumbreite durch die Rahmentiefe begrenzt ist.

Wärmebrücken an Verbindungsstellen

Strenge Kälte legt Schwächen offen, die in gemäßigten Klimazonen toleriert werden.

Plattenkanten. Dort, wo die Bodenplatte an die Fassade grenzt, leitet Beton die Wärme über seine gesamte Länge nach außen. Die durchgehende Dämmung an dieser Stelle ist bei minus 30 Grad wesentlich wichtiger als bei Null Grad.

Anker und Halterungen. Stahlanker durchdringen die Dämmschicht. Strukturelle Wärmebrücken zwischen Halterung und Konstruktion unterbrechen diesen Wärmepfad.

Bereiche zwischen den Brüstungsplatten. Unregelmäßige Dämmung oder unversiegelte Rückwände ermöglichen eine Luftzirkulation, die die Dämmwirkung vollständig zunichtemacht, und die Folge ist bei starker Kälte ein Kältepunkt, der Kondenswasserbildung begünstigt.

Anschlüsse am Gebäuderand. Details an Sturz, Schwelle und Laibung, wo die Fassade auf das Tragwerk trifft. Durch Luftundichtigkeiten dringt Feuchtigkeit in das Gebäude ein, wo sie gefriert und wieder auftaut.

Diese Verbindungen erfordern eine abgestimmte Detailplanung und idealerweise eine thermische Modellierung bereits in der Entwurfsphase, da eine nachträgliche Korrektur in der Regel einen Kompromiss bedeutet.

Installation bei Minustemperaturen

Bauarbeiten im Winter sind in der Region eher die Regel als die Ausnahme, und die Bauweise muss dies berücksichtigen.

Anwendung von Dichtstoffen. Die meisten Struktur- und Wetterdichtstoffe haben Mindestverarbeitungstemperaturen um 5 Grad Celsius, wobei die Aushärtungszeiten deutlich darunter liegen. Die Oberflächen müssen trocken und frostfrei sein, was in der Praxis eine temporäre Einhausung und Beheizung erfordert.

Verhalten der Dichtung. Elastomerdichtungen versteifen sich bei extremer Kälte, was das korrekte Einsetzen erschwert und das Risiko des Einklemmens beim Zusammenbau erhöht.

Handhabung und Anheben. Windbedingte Einschränkungen beim Anheben von Paneelen führen in Verbindung mit Kälte zu engen Arbeitsfenstern.

Programmablauf. Arbeiten, die Dichtmittel erfordern, sollten nach Möglichkeit in wärmeren Perioden geplant werden, wobei der Montageablauf darum herum und nicht dagegen geplant wird.

Installation bei Minustemperaturen ist ebenso sehr ein Planungsproblem wie ein technisches und sollte im Ausschreibungsprogramm berücksichtigt werden, anstatt erst vor Ort entdeckt zu werden.

Materielle Erwägungen

Eigenschaften von Aluminium. Aluminium bleibt auch bei niedrigen Temperaturen duktil und neigt nicht zur Sprödigkeit, die bei manchen Stählen auftritt, daher ist die Wahl der Legierung an sich kein Problem im Hinblick auf kalte Witterungsbedingungen.

Thermische Ausdehnung. Jährliche Temperaturschwankungen von über 70 Grad Celsius verursachen erhebliche Bewegungen. Aluminium dehnt sich mit etwa 23,6 × 10⁻⁶ pro Grad Celsius aus, sodass sich ein 4 Meter langes Bauteil in diesem Bereich um etwa 6,6 mm bewegt. Dehnungsfugen müssen daher für die gesamte jährliche Temperaturschwankung und nicht nur für die typische tägliche Schwankung dimensioniert werden.

Thermische Spannungen im Glas. Große Temperaturunterschiede innerhalb einer Glasscheibe, insbesondere dort, wo innenliegende Jalousien die Wärme am Glas stauen, erzeugen Spannungen, denen normales Glas möglicherweise nicht standhält. Daher wird üblicherweise thermisch vorgespanntes Glas verwendet.

Die in unterschiedlichen Klimazonen durchgeführten Arbeiten sind in unserem Dokument festgehalten. Projektgalerie Die

Häufig gestellte Fragen

1. Welchen U-Wert sollte eine Vorhangfassade in Zentralasien erreichen?

Üblicherweise werden für Gebäude mit starker kontinentaler Beanspruchung 0,7 bis 1,1 W/m²K empfohlen, in gemäßigteren Regionen reichen 0,9 bis 1,5 W/m²K aus. Die verbindlichen Anforderungen werden durch regionale Normen festgelegt, die auf dem SNiP-Rahmenwerk basieren und je nach Stadt variieren. Daher sollte für jedes Projekt das jeweils geltende Dokument geprüft werden.

2. Warum ist die Kondensationskontrolle in kalten Klimazonen wichtiger als der U-Wert?

Weil sie unterschiedliche Dinge messen. Der U-Wert beschreibt den Wärmedurchgang durch das gesamte Bauteil, während die Kondensation von der Temperatur der kältesten Innenfläche abhängt. Eine Fassade kann zwar ein Energieziel erreichen, aber dennoch die Temperatur einer Pfostenfläche unter den Taupunkt im Innenraum senken, wodurch sichtbares Kondenswasser entsteht.

3. Wie tief sollte die thermische Trennung bei extremer Kälte sein?

Üblicherweise beträgt die Tiefe 30 bis 40 mm, bei Mehrkammerkonstruktionen und Schaumstoffeinlagen unter extremsten Bedingungen auch über 40 mm. Standardmäßige handelsübliche Tiefen von 20 bis 28 mm reichen in der Regel nicht aus, wenn die Außentemperaturen minus 30 Grad Celsius erreichen.

4. Sollte der solare Wärmegewinn in kalten Klimazonen minimiert werden?

Nein. In Klimazonen mit hohem Heizbedarf gleicht der solare Wärmegewinn durch nach Süden ausgerichtete Verglasung den Heizbedarf aus, sodass die SHGC-Zielwerte bei etwa 0,40 bis 0,55 liegen und damit deutlich höher als in heißen Klimazonen üblich. In Städten wie Taschkent muss die Bilanz im Sommer jedoch weiterhin saisonal berechnet werden.

5. Können Vorhangfassaden während eines zentralasiatischen Winters installiert werden?

Ja, mit entsprechender Planung. Dichtstoffe benötigen Mindestverarbeitungstemperaturen um 5 Grad Celsius und härten darunter nur langsam aus. Dichtungen versteifen sich und lassen sich schlechter abdichten, und Hebevorgänge sind durch Wind und Kälte eingeschränkt. Temporäre Einhausungen und Heizungen sind üblich, und Arbeiten, die Dichtstoffe erfordern, sollten in wärmeren Perioden durchgeführt werden.

Spezifizierung für extreme Kälte

Führen Sie eine Kondensationsanalyse durch, anstatt sich allein auf den U-Wert zu verlassen, da die Oberflächentemperatur den Ausschlag gibt. Planen Sie eine ausreichend tiefe thermische Trennung für die Auslegungsbedingungen ein. Verwenden Sie durchgehend Dreifachverglasung mit Warme-Kante-Abstandhaltern. Bringen Sie die Low-E-Beschichtungen an den für Heizklimazonen geeigneten Oberflächen an. Berücksichtigen Sie die Dämmung von Plattenkanten, Verankerungen und Brüstungsflächen durch abgestimmte Details. Planen Sie anschließend das Installationsprogramm unter Berücksichtigung der tatsächlichen Leistungsfähigkeit der Dichtstoffe im Winter.

PRANCE fertigt thermisch getrennte Vorhangfassadensysteme mit Dreifachverglasung, tiefen Mehrkammer-Wärmebrücken, Kondensationsrisikomodellierung und Unterstützung bei der Installation in kalten Klimazonen. Senden Sie uns Ihren Projektstandort, die Auslegungstemperaturen im Winter und die baurechtlichen Anforderungen. Spezifikation für kaltes Klima anfordern Die