10 Jahre simulationsgestützte Entwicklung von Fenstern mit Vakuumglas für neue und Bestandsfensterkonstruktionen

Abstract

Dieser Beitrag blickt auf 10 Jahre Forschungs- und Entwicklungsbemühungen im Bereich Vakuumglasintegration in zeitgenössische und historische Fensterkonstruktionen zurück und unterstreicht die Rolle von Simulation in diesen F&E-Prozessen. Der Forschungsbereich Bauphysik und Bauökologie hat gemeinsam mit der Holzforschung Austria im Jahr 2014 begonnen die Integration von damals vergleichsweise neuen Vakuumglasprodukten für verschiedene Fensterkonstruktionen zu untersuchen. Zunächst wurde im Rahmen von zwei Sondierungsprojekten die prinzipielle Tauglichkeit der verfügbaren Vakuumglasprodukte für Bestandsfenster (vor allem Kastenfenster) und innovative neue Fensterkonstruktionen untersucht. Dabei spielte numerische Wärmebrückensimulation eine wesentliche Rolle, da im Vergleich zu aufwendiger Mock-Up-Erstellung und Testung in Differenzklimakammern mit der Simulation rasch und vergleichsweise zuverlässig die thermische Performance kritischer Bereiche (Randverbund der Vakuumgläser als lineare Wärmebrücke, Abstandhalter im Vakuumglas als punktuelle Wärmebrücken) beurteilt werden konnte. Aufbauend auf den Sondierungsprojekten konnten mit namhaften VertreterInnen der Fenster- und Zulieferindustrie und des Fensterbauhandwerks kooperative Forschungsprojekte gestartet und durchgeführt werden, in welchen die auf Simulation basierenden Entwicklungsstände unterschiedlicher technologischer Integrationsvarianten in iterativen Prozessen unter Berücksichtigung fertigungstechnischer, montagetechnischer, materialtechnischer, sowie nutzungstechnischer Spezifika weiterentwickelt werden konnten, bis Funktionsprototypen bzw. Realisierungen in Realbauwerken erreicht wurden. Die Verwendung von numerischer Wärmebrückensimulation war hier auf der einen Seite weiterhin ein wesentliches Werkzeug, auf der anderen Seite konnten die Ergebnisse mit Realmessadten abgeglichen und hinsichtlich Ihrer Genauigkeit bewertet (und bestätigt) werden. Der Beitrag zieht nach 4 Projekten und 10 Jahren intensiver Bemühungen Bilanz über die erreichten Ergebnisse und diskutiert die Vorteile und Herausforderungen, die sich mit der Verwendung von Simulationswerkzeugen ergeben haben.