Große Glasflächen nach Süden und Westen decken im Winter einen Großteil des Heizwärmebedarfs über passive Solargewinne. Im Sommer jedoch führen sie ohne Schutz zu gravierender Überhitzung. Feststehende, auskragende Lamellensysteme (Brise-Soleil) bieten eine wartungsfreie und architektonisch elegante Lösung, die im Gegensatz zu Raffstores auch bei orkanartigen Winden nicht eingefahren werden muss. Diese Auskragungen wirken aerodynamisch jedoch wie Tragflächen: Windauftrieb, Wirbelablösungen und Windsog beanspruchen die Verankerung extrem. SerVilla dimensioniert Brise-Soleil-Systeme mittels CFD-Strömungssimulationen und verankert sie wärmebrückenfrei im Leichtstahltragwerk.
1. Solar-Trigonometrie & Dimensionierung nach Einstrahlungswinkeln
Die notwendige Auskragungstiefe (D) einer horizontalen Lamellenkonstruktion berechnet sich aus dem Sonnenhöhenwinkel (α):
Hierbei sind H die lichte Fensterhöhe, αsommer der maximale Sonnenstand zur Sommersonnenwende (in Mitteleuropa ca. 60° bis 65°), αwinter der flache Winter-Sonnenstand (ca. 15° bis 20°), γ das Azimut und θ die Fassadenausrichtung.
- 100 % sommerlicher Hitzeschutz: Bei steilem Sonnenstand (α ≥ 60°) liegt die Fensteröffnung komplett im Eigenschatten der Lamellen.
- Ungestörter winterlicher Wärmeeintrag: Bei flachem Einfallswinkel (α ≤ 22°) passieren die Sonnenstrahlen das System ungehindert und heizen den Estrich kostenlos auf.
2. Aerodynamische Windlasten & Wirbelabwurf nach DIN EN 1991-1-4
Kragarme an Fassaden sind starken dynamischen Kräften ausgesetzt. Der aerodynamische Auftrieb (FL) folgt dem Strömungsgesetz:
- Kármánsche Wirbelstraße & Pfeifgeräusche: An scharfen Kanten stumpfer Lamellen lösen sich periodische Wirbel ab, die das System bei Resonanz in zerstörerische Schwingungen versetzen und laute Pfeifgeräusche erzeugen. SerVilla verwendet aerodynamisch gerundete Flügelprofile (Airfoil-Lamellen), die den Strömungswiderstand um 40 % senken und geräuschlos im Wind liegen.
| Brise-Soleil Typ | Ideale Ausrichtung | Material & Profilform | Verschattungs-Wirkungsgrad | Statische Hauptlast |
|---|---|---|---|---|
| Horizontale Kraglamellen | Reine Südfassade | Stranggepresstes Aluminium-Hohlprofil | Sommer: 95 % Abhaltung, Winter: 0 % | Windsog nach oben & Schneelast |
| Vertikale Lamellenschwerter | Ost- und Westfassade | Faserverbundwerkstoff / Streckmetall | 90 % Reduktion tiefstehender Sonnenstrahlen | Querkraft durch seitliche Winde |
| PV-integriertes Vordach | Süd / Südwest | Glas-Glas-BIPV-Photovoltaikmodule | Doppelnutzen: Hitzeschutz & Solarstrom | Biegemomente an der Fassadenfuge |
| Kinetische Motor-Lamellen | Multidirektionale Fassaden | Stellmotoren mit KNX-Anbindung | Dynamische Nachführung nach Sonnenstand | Windsensorik zur Sturmsicherung |
3. Wärmebrückenfreie Koppelung an das CFS-Stahltragwerk
Eine statische Auskragung durch die Dämmebene stellt eine gravierende Kältebrücke dar. SerVilla verwendet thermisch getrennte Stahl-Kragarmanschlüsse (Typ Schöck Isokorb o. ä.), bei denen Edelstahllaschen und druckfeste Polyamid-Dämmkörper das Biegemoment in die Stahlständer übertragen, den Wärmestrom jedoch blockieren. Der punktbezogene Wärmedurchgangswert liegt bei unbedenklichen \chi ≤ 0.015 W/K.
