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TECHNISCHES GEBIET
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Die
Erfindung betrifft ein hochwärmedämmendes
Rund- oder Ovalschwingfenster nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1, das sich durch eine hohe ökologische
Verträglichkeit
auszeichnet. Es ist charakterisiert durch den vorwiegenden Einsatz
hochwertiger und natürlich
nachwachsender Werkstoffe. Sein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist
der Passivhaussektor.
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STAND DER TECHNIK
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Mit
einem zunehmenden Umweltbewusstsein in breiten Schichten der Bevölkerung
steigt auch die Nachfrage nach energieeffizienten und umweltschonenden
Lösungen
für den
Wohnbereich.
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Vom
Gesichtspunkt eines möglichst
effizienten Energieverbrauchs in Wohnräumen kommt den Fenstern ein
hoher Stellenwert zu. Sie stellten im Hinblick auf die Wärmedämmung häufig einen
Schwachpunkt dar.
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Zur
Erhöhung
der Wärmedämmwirkung
der Fenster wurden die Zwei- und die Mehrfachverglasung eingeführt, deren
Vorteile neben einer verbesserten thermischen auch in einer deutlich
verbesserten Schalldämmung
zu sehen sind.
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Zur
Erhöhung
der Dämmwirkung
des Fensterrahmens sind Ausführungsformen
in grosser Vielfalt bekannt worden. Sie alle beruhen auf der Kombination
einer Trag- und einer Dämmstruktur.
So besteht beispielsweise ein bekannter Rahmen aus einem Aluminium-
oder Kunststoffprofil mit einem Schaumstoffkern, vorzugsweise aus
Polyurethan.
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Obgleich
derartig aufgebaute Fensterrahmen einen deutlichen Zugewinn an Wärmedämmung versprechen,
so steht diesem Vorteil doch der Nachteil gegenüber, dass die Gewinnung und
Formgebung dieser Werkstoffe (Aluminium und Kunststoff) mit einem
hohen Energieeintrag verbunden ist, und deren Entsorgung ebenfalls
eines erheblichen Aufwands bedarf. Gerade auf dem sehr an ökologischen
Gesichtspunkten orientierten Passivhaussektor besteht ein Bedürfnis nach
alternativen, ökologisch
unbedenklichen Werkstoffen.
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In
diesem Zusammenhang ist schon vorgeschlagen worden, Holzrahmen mit
Naturfaser- oder Korkmaterial als Dämmstoff zu kombinieren. Häufig sind
die Dämmstoffe
in eigens ausgeformte Hohlräume
eingelegt. Diese bekannten Lösungen
befriedigen im Hinblick auf das Wärmedämmvermögen jedoch nur bedingt. Auch
sind sie aufgrund der zahlreichen Ausformungen zur Aufnahme des
Dämmstoffs
oder des Erfordernisses einer zusätzlichen Verkleidung zum Schutz
des Dämmstoffs
vor Witterungseinflüssen
relativ aufwändig
herzustellen. Im Hinblick auf statische Erfordernisse weisen Blendrahmen
und Flügelrahmen
eine unterschiedliche Schichtenstruktur auf, was zusätzlich den
Fertigungsaufwand erhöht.
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Eine
Ausführungsform
einer Struktur für
einen Fensterrahmen sowie einen dar auf basierenden Fensterrahmen
stellt
EP 12391094
A1 vor. Diese Veröffentlichung
regt eine Vielschichtstruktur aus tragenden Holz- und wärmedämmenden
Kork schichten an, dergestalt, dass letztere sandwichartig innerhalb
der Holzschichten angeordnet sind. Der sandwichartige Einschluss
der Wärmedämmschichten
dient deren Schutz vor Witterungs- und jeglichen anderen äusseren
Einflüssen.
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Mit
der Anzahl alternierend angeordneter Trag- und Dämmschichten nimmt das Wärmedämmvermögen des
Rahmens zu.
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Eine
Schwachstelle von mit derartigen Rahmen ausgerüsteten Fenstern stellen häufig die
Schliessspalte dar, da gerade diese als Wärmebrücken wirken und im Ergebnis
selbst gute Wärmedämmwerte
der Rahmen und der Verglasung in einer unerwünschten Weise wieder relativieren.
Eine optimale Wärmedämmung für ein Fenster
erfordert daher eine komplexe Betrachtung aller Einflussfaktoren.
Eine Lehre, wie Wärmebrücken im
Bereich des Schliessspalts entgegengewirkt werden kann, ist
EP 1239109 A1 nicht
zu entnehmen.
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Eine
alternative Ausführungsform
einer Fenstervorrichtung gemäss
der vorstehend beschriebenen Struktur, basierend auf einer Schichtenstruktur
aus tragenden Holz- und integrierten wärmedämmenden Korkschichten, offenbart
die Schrift
DE 10058639
A1 . Zur Erhöhung
des Wärmedämmvermögens sollen
Wärmebrücken im
Bereich des Schliessspalts weitgehend vermieden werden. Diese Aufgabe
wird gemäss
DE 10058639 A1 dadurch
gelöst
dass Blendrahmen und Flügelrahmen
in ihrem Randbereich mindestens eine, vorzugsweise drei jeweils
aneinander angepasste Abstufungen aufweisen, wobei in den Bereichen,
in denen bei geschlossenem Fenster eine Abstufung des Flügelrahmens
an eine Abstufung des Blendrahmens angrenzt jeweils eine Dichtungslippe
vorgesehen ist.
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Derartige
Ausführungen
verleihen zwar gute Wärmeisolationswerte.
Diese werden aber durch einen vergleichsweise hohen Fertigungsaufwand
und damit hohen Preis erkauft.
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Für einen
Einsatz auf dem Passivhaussektor ist gemäss den einschlägigen Normvorschriften
ein hohes Wärmedämmvermögen mit
einem Wärmedurchgangskoeffizienten
UW ≤ 0,8
W/m2K obligatorisch.
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Bei
modernen passivhaustauglichen Fenstern werden des weiteren eine
niedrige Luftdurchlässigkeit und
eine hohe Schlagregendichtheit vorausgesetzt, für deren Gewährleistung im Rahmenprofil
umlaufende Dichtungen verantwortlich sind. Gerade Rund- oder Ovalschwingfenster
stellen hohe Anforderungen an die Qualität der Dichtungen, da in der
Drehachse die Anschlags- und die Dichtungsebene wechseln. So ist
nach einer bekannten Lösung
des Standes der Technik oberhalb der Drehachse die Dichtung derart
in dem Blendrahmen fixiert, dass das Profil des Flügelrahmens
von innen an die Dichtung anschlägt,
während
unterhalb der Drehachse die Dichtung im Flügelrahmen fixiert ist und von
aussen am Blendrahmen anliegt. Die getrennten Anschlagdichtungen
im Bereich der Drehachse stellen eine Dichtungsschwachstelle dar.
Dieser Nachteil kann auch durch das von Fenstern mit rechteckiger
Geometrie her an sich bekannte Hintereinanderschalten einer Mehrzahl
angepasster Abstufungen der Profile, die jeweils mit einer Anschlagdichtung
ausgerüstet
sind, nicht abgefedert werden. Die Drehachse bleibt eine Schwachstelle
derartiger Anschlagdichtungssysteme. Die bekannten auf dem Markt
angebotenen Schwingflügelfenster
mit Anschlagdichtungen genügen
den hohen Anforderungen der Passivhaustechnologie in keiner Weise,
weder im Hinblick auf das Wärmedämmvermögen noch
hinsichtlich Luftdurchlässigkeit
und Schlagregendichtheit.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Ausgehend
von dem genannten Stand der Technik gemäß des
DE 10058639 A1 liegt der
Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein hochwärmedämmendes Rund- oder Ovalschwingfenster von
hoher ökologischer Verträglichkeit
bereitzustellen, das den Vorteil eines vergleichsweise geringen
Fertigungsaufwands mit ausgezeichneten Gebrauchseigenschaften verbindet
und die Anforderungen des Passivhausmarktes erfüllt.
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Erfindungsgemäss wird
die Aufgabe durch ein Rund- oder Ovalschwingfenster der in dem unabhängigen Anspruch
genannten Art gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen wiedergegeben.
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Der
Grundgedanke der Erfindung besteht darin, Flügel- und Blendrahmen eines
solchen Fensters in an sich bekannter Weise aus wenigstens zwei
Tragschichten aus einem Holzwerkstoff und wenigstens einer Dämmschicht
aus einem Korkwerkstoff, welche wechselweise zu einem Verbundkörper verleimt
sind zu konzipieren, und wobei zwischen Blend- und Flügelrahmen
ein gestuft ausgebildeter Schliessspalt mit mindestens zwei Dichtungen
ausgebildet ist, wobei die wenigstens zwei Tragschichten und die
wenigstens eine Dämmschicht
von Blend- und Flügelrahmen
radial durchgehend und im wesentlichen parallel angeordnet sind,
und Blendrahmen und Flügelrahmen
in Anordnung und Dimensionierung des Schichtenverbunds im wesentlichen übereinstimmen,
und die einzelnen Trag- und Dämmschichten,
wie auch die äusseren
Konturen der Rahmen, fluchtend zueinander ausgebildet sind, und
der Schliessspalt mit einem Dreifachdichtungssystem ausgerüstet ist,
bestehend aus einer Schleifdichtung und zwei Anschlagdichtungen,
wobei erstere wetterseitig angeordnet ist. Nach einer vorzugsweisen
Ausführungsart
sind die Rahmen fünfschichtig
durchgehend verleimt, umfassend drei durchgehende Trag- und zwei
durchgehende Dämmschichten.
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Eine
in einer Ausnehmung im äusseren
Bereich des Flügelrahmens
fixierte, in einer Ebene umlaufende, nicht getrennte Schlauchdichtung
hat sich in diesem Zusammenhang als äusserst effiziente Schleifdichtung
herausgestellt.
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Durch
die Ausrüstung
eines Schwingflügelfensters
mit der erfindungsgemässen
Querschnittskonstruktion von Blend- und Flügelrahmen sowie einer äusseren
umlaufenden Schleifdichtung gelingt es, die Vorgaben zur Herstellung
energiesparender und passivhaustauglicher Rund- oder Ovalschwingfenster
zu erfüllen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere
Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung seien nachfolgend
anhand der Zeichnungen näher
erläutert.
Es werden nur die für
die Erfindung wesentlichen Elemente dargestellt. Gleiche oder einander
entsprechende Elemente figurieren unter demselben Bezugszeichen.
Hierbei zeigen
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1 eine
schematische Darstellung eines gattungsgemässen Rundfensters
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2 eine
Schnittdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemässen Rund- oder
Ovalschwingfensters
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3 eine
Schnittdarstellung des Bereichs des äusseren Schliessspalts
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4 eine
Darstellung des Isothermenverlaufs bei einem erfindungsgemässen Schwingflügelfenster.
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WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER
ERFINDUNG
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Ein
Rundschwingfenster der nachfolgend beschriebenen Art, anhand deren
die Erfindung beispielhaft dargestellt wird, umfasst im wesentlichen
einen Blendrahmen (1) und einen Flügelrahmen (2), in
welchen dichtend eine Mehrfachglasscheibe (3) mit drei
Einzelscheiben eingebettet ist. Zwei in horizontaler Ebene diametral
gegenüberliegende
Scharniereinrichtungen (11) fixieren Blend- (1) und
Flügelrahmen
(2) in ihrer gegenseitigen Lage und erlauben eine Schwenkbewegung
des letzteren um nahezu 180° um
die horizontale Achse. Mittels eines betätigbaren Zentralverschlusses
(12) wird der Flügelrahmen
(2) in seiner Schwenkbewegung blockiert. Verstellbarer
Andruck, Bremseinstellung sowie mehrstufige Spaltlüftung sind
möglich.
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Es
ist ein wesentliches ökologisches
Merkmal des hier vorgestellten Schwingflügelfensters, dass die Rahmen
(1; 2) praktisch ausschliesslich auf den natürlichen
Werkstoffen Holz und Kork basieren. Holz und Kork sind äusserst
hochwertige und kontrolliert nachwachsende Werkstoffe, die auf eine
lange Tradition als Baustoffe zurückblicken. Sie sind äusserst
umweltverträglich
und bei entsprechender Behandlung, beispielsweise einer Oberflächenbehandlung
auf Acrylbasis, schadstofffrei.
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Die
Rahmen (1; 2) der erfindungsgemässen Schwingflügelfenster
zeichnen sich durch eine neuartige Kombination dieser beiden ökologisch
brillanten Werkstoffe in einem Verbundkörper aus, wobei innerhalb dieses
Verbundes dem Holz vorrangig eine tragende Funktion und dem Kork
vorrangig eine wärmedämmende Funktion
zugewiesen wird.
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Erfindungsgemäss sind
Blend- (1) und Flügelrahmen
(2) als ein Verbundkörper
von miteinander verleimten Trag- (5) und Dämmprofilen
(6) konzipiert. Dabei verlaufen alle Schichten (5; 6)
radial durchgehend in konstanter Schichtdicke zwischen Innen- und
Aussenradius sowohl des Blendrahmens (1) wie auch des Flügelrahmens
(2). Jede Dämmschicht
(6) ist sandwichartig von zwei Tragschichten (5)
begrenzt. So ist der Dämmwerkstoff
zuverlässig
vor Witterungseinflüssen
geschützt.
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Nach
einer bevorzugten in 2 dargestellten Ausführungsform
umfasst jeder Rahmen (1) und (2) ein inneres und
zwei äussere
Tragprofile (5) aus einem Nadelholz, wie Fichte, welche
Tragprofile (5) zwei Dämmschichten
(6) aus Kork einschliessen. Dabei ist zu erkennen, dass
Blendrahmen (1) und Flügelrahmen
(2) in Anordnung und Dimension des Schichtenverbunds übereinstimmen
und damit die einzelnen Trag- und Dämmschichten, wie auch die äusseren
Konturen der Rahmen (1) und (2), fluchtend zueinander
ausgebildet sind.
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Es
sei and dieser Stelle nochmals betont, dass die wirkungsbezogenen
Begriffe „Tragschicht" und „Dämmschicht" dabei so zu verstehen
sind, dass die Tragschicht vorrangig eine Tragfunktion und die Wärmedämmschicht
vorrangig eine Wärmedämmfunktion
erfüllt.
Dabei wird als selbstverständlich
unterstellt, dass die Tragschicht auch eine gewisse Wärmedämmwirkung
ausübt
und die Wärmedämmschicht
je nach Materialprovenienz auch einen mehr oder weniger ausgeprägten statischen
Beitrag liefert.
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Als
Verglasung (3) ist in an sich bekannter Weise ein Dreischeibenaufbau
mit Thermix-Abstandhaltern (4) und Argonfüllung gewählt.
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Die
Glasränder
sind dabei beidseitig umlaufend in Korkstreifen (7), vorzugsweise
in einer Dicke von 3–4
mm, eingebettet. Die Glashalteleisten (13) sind ebenfalls
aus Massivholz und als geschlossener Ring mit durchlaufenden Fugen
gefertigt. Im Hinblick auf mögliche
spätere
Reparaturverglasungen sind die Glashalteleisten (13) verschraubt
und somit herausnehmbar. Um die Wärmedämmung zusätzlich zu verbessern, hat es sich
als vorteilhaft erwiesen, auch an der Kontaktstelle der Verglasung
zu dem die Dämmprofile
(6) trennenden inneren Holzprofil (5) eine Korkeinlage
(14) einzulassen.
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Der
Schliessspalt (8) ist in an sich bekannter Weise gestuft
ausgebildet und mit einem Dreifach-Rundum-Dichtungssystem (9)
aus dauerelastischem Material ausgestattet. Diese Massnahme bildet
zwischen den einzelnen Abstufungen in sich abgeschlossene wärmeisolierende
Hohlräume
(10). Indem die wärmedämmenden
Korkschichten (6) durchgehend ausgebildet sind und bis
in den Bereich des Schliessspalts (8) hineinragen, resultiert
eine isoliertechnisch günstige
Kombination von Hohlräumen
(10) mit verminderter Wärmeströmung und
diese begrenzendem Wandmaterial (6) mit verminderter Wärmeleitung.
Als dem Zweck der Erreichung der Passivhaustauglichkeit besonders
nützlich
erweist es sich dabei, die der Wetterseite zugewandte Dichtung des
Dreifachdichtungssystems (9) als Schleifdichtung (15)
auszubilden. Die Schleifdichtung (15) ist vorzugsweise
als Schlauchdichtung konzipiert.
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Eine
besonders bevorzugte Ausführungsform
einer Schleifdichtung (15) ist dabei in 3 wiedergegeben.
In seinem äusseren,
sprich wetterseitigen, Bereich besitzt der Flügelrahmen (2) eine
Ausnehmung (16), welche der auszugsfesten Fixierung von
Haltestegen (18) eines umlaufenden, nicht getrennten schlauchförmigen Dichtkörpers (17)
dient. Der äussere
Durchmesser (D) des Dichtkörpers
(17) übersteigt
die Breite des Schliessspalts um etwa 10% bis 30%, vorzugsweise
um 25%. Bei einer Spaltbreite von 4 mm soll der Dichtkörper (17)
im entspannten Zustand demnach etwa 4,5 mm bis 6 mm, vorzugsweise
5,5 mm, über
die Stufenoberkante (20) des Flügelrahmens (2) hinausragen.
Sowohl Schleifdichtung (15) wie auch Anschlagdichtungen (19)
bestehen vorzugsweise aus einem elastomeren Werkstoff mit einer
Härte von
etwa 50 Shore A bis 60 Shore A. Es versteht sich von selbst, dass
dieser Werkstoff neben einem guten Rückstellvermögen schweissfähig sein
und über
eine gute Witterungsbeständigkeit,
nicht zuletzt UV-Beständigkeit,
verfügen
sollte.
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Ein
entsprechend den vorstehenden Ausführungen konzipiertes einflügeliges
Rundschwingfenster mit einem Rahmenaussendurchmesser von etwa 1100
mm und einer Rahmenstärke
von 86 mm erreicht in der Luftdurchlässigkeit gemäss DIN EN
12207 die Klasse 4 und in der Schlagregendichtheit nach DIN EN 12208 die
Klasse 8A. Sein Wärmedurchgangskoeffizient
unterschreitet mit 0,75 W/m2K markant die
anspruchsvollen Grenzwerte des Passivhaussektors.
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4 gibt
den Isothermenverlauf eindrucksvoll wieder. Die Tabellen 1 bis 5
zeigen die Ergebnisse der Prüfung
auf Luftdurchlässigkeit
und Schlagregendichtheit.
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Aus
diesen Informationen ist ohne weiteres zu erkennen, dass ein erfindungsgemäss konzipiertes Schwingflügelfenster
die Beanspruchungsgruppe C nach DIN 18055/1981-10 erfüllt.
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Diese
ausgezeichneten Referenzwerte weisen das erfindungsgemässe Fenster
somit als passivhaustauglich aus.
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- 1
- Blendrahmen
- 2
- Flügelrahmen
- 3
- Verglasung
- 4
- Abstandhalter
- 5
- Tragprofil,
-schicht
- 6
- Dämmprofil,
-schicht
- 7
- Korkstreifen
- 8
- Schliessspalt
- 9
- Dreifachdichtungssystem
- 10
- Hohlraum
- 11
- Horizontaler
Drehpunkt
- 12
- Zentralverschluss
- 13
- Glashalteleiste
- 14
- Korkeinlage
- 15
- Schleifdichtung
- 16
- Ausnehmung
im Rahmen
- 17
- Schlauchförmiges Dichtprofil
der Schleifdichtung (15)
- 18
- Haltesteg
der Schleifdichtung (15)
- 19
- Anschlagdichtung
- 20
- Stufenoberkante
des Flügelrahmens
im Bereich der Schleifdichtung (15)
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Luftdurchlässigkeit nach DIN EN 12207
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Referenzluftdurchlässigkeit bei 100 Pa und bei
maximalen Prüfdrücken, bezogen
auf die Gesamtfläche,
bei den Klassen 1 bis 4.
Klasse | Referenzluftdurchlässigkeit
bei 100 Pa m3/(h·m2) | Maximaler Prüfdruck Pa |
0 | nicht geprüft |
1 | 50 | 150 |
2 | 27 | 300 |
3 | 9 | 600 |
4 | 3 | 600 |
Gesamtfläche: 0,8 m
2.
Pa | 10 | 50 | 100 | 150 | 300 | 400 | 500 | 600 |
m3/h | - | - | - | - | - | 1,1 | 1,6 | 2,0 |
m3/hm2 | - | - | - | - | - | 1,4 | 2,0 | 2,5 |
Tabelle
1
-
Luftdurchlässigkeit nach DIN EN 12207
-
Referenzluftdurchlässigkeit bei 100 Pa und bei
maximalen Prüfdrücken, bezogen
auf die Fugenlänge,
bei den Klassen 1 bis 4.
Klasse | Referenzluftdurchlässigkeit
bei 100 Pa m3/(h·m) | Maximaler Prüfdruck Pa |
0 | nicht geprüft |
1 | 12,50 | 150 |
2 | 6,75 | 300 |
3 | 2,25 | 600 |
4 | 0,75 | 600 |
Fugenlänge:
3,0 m.
Pa | 10 | 50 | 100 | 150 | 300 | 400 | 500 | 600 |
m2/h | - | - | - | - | - | 1,1 | 1,6 | 2,0 |
m3/hm | - | - | - | - | - | 0,4 | 0,5 | 0,7 |
Tabelle
2 Luftdurchlässigkeit
nach DIN EN 12207
Tabelle
3 Luftdurchlässigkeit nach DIN EN 12207
Klassifizierung
nach DIN 18055 1981-10 Beanspruchungsgruppe | Mindestprüfdruck Pa | Referenzluftdurchlässigkeit
bei 100 Pa m3/(h × m2) | Klassifizierung nach DIN
EN 12207 |
A | - | nicht
geprüft | nicht
geprüft |
150 | 50 | 1 |
B | 300 | 27 | 2 |
C | 600 | 9 | 3 |
| 600 | 3 | 4 |
Tabelle
4
-
Schlagregendichtheit
nach DIN EN 12208
Tabelle
5