Wussten Sie, dass die Aufwertung des Gebäudebestands mit Hochleistungsisolierfenstern den Gesamtenergieverbrauch des Bausektors bis 2050 um 40% senken wird? Insbesondere die Technologie der vakuumisolierten Verglasung (VIG) kann dank ihres dünnen Profils und ihrer geringen Wärmeleitfähigkeit den Gebäudebestand der EU revolutionieren. In diesem Blog gehen wir auf die Herausforderungen im Zusammenhang mit VIG ein und stellen eine analytische Lösung vor, die unser Verständnis der thermomechanischen Leistung von VIG verbessert.

Die Europäische Union hat das transformative Potenzial des Einsatzes von Hochleistungsisolierfenstern in Gebäuden erkannt, um Städte energieeffizienter zu machen. VIG ist eine besonders revolutionäre Technologie, die eine weitaus bessere thermische Leistung als herkömmliche Verglasungssysteme bietet. Heute spielt VIG eine wichtige Rolle bei Projekten, bei denen die Erhaltung der ursprünglichen Ästhetik bei gleichzeitiger Verbesserung der Energieeffizienz von größter Bedeutung ist.

Bei VIG handelt es sich im Wesentlichen um eine Glasstruktur, die aus zwei Glasscheiben besteht, die durch einen Vakuumhohlraum getrennt sind. Dieser Vakuumzwischenraum ist der Schlüssel zur Verbesserung der thermischen Leistung des Verglasungssystems, da er die Wärmeübertragung erheblich reduziert.

Neuer und vereinfachter Ansatz zur Bewertung der Belastung

Das Hauptaugenmerk bei VIG liegt auf seiner Fähigkeit, thermomechanischen Belastungen standzuhalten. Wenn die Temperatur der Glasscheiben schwankt, dehnt sich die heiße Scheibe aus und die kalte Scheibe schrumpft.

VIG steht unter Spannung, was zu Biegung und Verformung führt. Dies beeinträchtigt die Festigkeit und Langlebigkeit der gesamten Glasstruktur.

Traditionell wurden diese Belastungen mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) gemessen und simuliert. FEM-Simulationen sind jedoch recht zeitaufwändig und kostspielig. Vor kurzem wurde eine analytische Alternative zu Berechnungsmethoden und Messungen entwickelt, um Spannungen und Verformungen in VIG schneller und kostengünstiger abzuschätzen.

Vorteile der analytischen Lösung

Das neue analytische Modell bietet ein schnelles, unkompliziertes Mittel zur Bestimmung der Auswirkungen verschiedener VIG-Designs auf die thermomechanische Belastung.

Obwohl das Modell nur eine begrenzte Anzahl von Fällen abdeckt, bietet es Ingenieuren und Architekten wertvolle Einblicke in die Belastungsbereiche und die Auswirkungen von Größen- und Dickenvariationen bei VIG. Es ermöglicht ein umfassendes Verständnis des VIG-Verhaltens und vereinfacht die Bewertung von VIG-Design und -Leistung erheblich.

Das analytische Modell wurde mit Hilfe der FEM validiert. Es bietet eine größere Genauigkeit als andere bestehende Modelle.

Lösung für eine grünere Zukunft

Vakuum-Isolierverglasung ist ein vielversprechender Weg zu energieeffizienten Gebäuden. Durch den Einsatz eines verbesserten analytischen Modells können Ingenieure und Architekten ein tieferes Verständnis der thermomechanischen Leistung von VIG gewinnen, besser optimierte Konstruktionsentscheidungen treffen und zu einer nachhaltigen und zuverlässigen Baupraxis beitragen.

Die analytische Lösung mit detaillierten Berechnungsbeispielen wird in der folgenden Präsentation vorgestellt. Die Studie enthält Ergebnisse für freie, einfach gestützte und randfeste Randbedingungen.

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