Читать книгу Bauphysik-Kalender 2022 - Nabil Fouad A., Nabil A. Fouad - Страница 70

Bei der Berechnung von Bauteilen, in der Regel bei Flachdächern, kommt es immer wieder vor, dass die Verschattung berücksichtigt werden muss. Diese verursacht niedrigere Oberflächentemperaturen und damit eine geringe Rücktrocknung des Bauteilaufbaus. Die Verschattung kann man durch entsprechende Werkzeuge [58, 59] detailliert oder nach WTA-Merkblatt 6-8 [62] mit einem pauschalen Ansatz berücksichtigen.

Bei der detaillierten Betrachtung erhält man eine Klimadatei, die die reduzierte Diffus- und Direktstrahlung enthält. Bei dem vereinfachten Ansatz, werden hingegen die Strahlungsparameter der Oberfläche (Absorptionskoeffizient und Emissionskoeffizient) durch Verschattungsfaktoren angepasst, je nachdem ob nur eine vertikale (nebenstehendes Gebäude, Bäume usw.) oder horizontale Verschattung (z. B. geschlossener Terrassenbelag) vorliegt (Tabelle 5). Das Resultat beider Ansätze ist eine reduzierte Oberflächentemperatur.

Im Fall der vertikalen Verschattung wird die kurzwellige Einstrahlung (Absorption) reduziert, die langwellige Abstrahlung (Emission) allerdings kaum verändert, da die Oberfläche trotz eines nebenstehenden Gebäudes weitestgehend mit dem Himmel im Strahlungsaustausch steht.

Zum Zeitpunkt der Erstellung des Merkblatts lagen zur Größenordnung der Verschattungsfaktoren kaum Messungen vor, sodass ein ingenieurmäßiger Ansatz gesucht werden musste. Dabei bot sich an, die eintreffende Strahlung auf die Nordseite eines Gebäudes (weitestgehend diffuse Strahlung) ins Verhältnis zur Gesamtstrahlung auf eine horizontale Fläche (diffuse und direkte Strahlung) zu setzen. Dabei ist festzustellen, dass die Verhältniszahl bei vielen Standorten im deutschsprachigen Raum bei ca. 0,4 (0,37–0,41) liegt. Der Wert wurde abgerundet und somit die auftreffende Gesamtstrahlung auf 35 % reduziert.

Bei einer horizontalen Verschattung durch einen geschlossenen Terrassenbelag wird hingegen davon ausgegangen, dass die Oberfläche der Abdichtung bei der nächtlichen Abstrahlung nicht so stark unterkühlt wie der darüber liegende Belag. Auch staut sich ggf. die Wärme unter dem Belag. Daher wird der Emissionskoeffizient auf 45 % reduziert, sodass die Abstrahlung in den freien Himmel geringer ausfällt. Messungen und Nachberechnungen [63] zeigen auch weitere Ansätze. Hier wird im Gegensatz zur WTA-Annahme der Absorptionskoeffizient auf 60 % reduziert, wohingegen der Emissionskoeffizient unverändert bleibt. Beide Ansätze kommen zu ähnlichen Ergebnissen.

Tabelle 5. Vorschläge effektiver Strahlungsparameter für die Berücksichtigung von verschatteten Flachdächern in hygrothermischen Simulationen nach WTA 6-8

	Effektiver kurzwelliger Absorptionsgrad (ae)	Effektiver langwelliger Emissionsgrad (εe)
vertikale Verschattung: z. B. durch Häuser, Bäume, Balkonbrüstung, Attika	0,35 ⋅ aAbdichtung	1,00 ⋅ εAbdichtung
Verschattung durch aufgeständerte PV-Module	0,30 ⋅ aAbdichtung	0,50 ⋅ εAbdichtung
Horizontale Verschattung (u. a. Terrassenbelag)	0,35 ⋅ aBelag	0,45 ⋅ εAbdichtung