HomeKontaktSitemap Mitgliederbereich
Aktuelles
Publikationen und Bestellungen
Wir über uns
Rauchschutz
Tageslicht
Lüftung
Lichtkuppeln
Infos f¨ Dachdecker
Produktbeispiele
Formen und Abmessungen
Ausführungen
Zubehör
Projektierung
Pflege
Informationen zum Einbau
Einbau-Details
Literatur
Hersteller
Lichtbänder
RWA
Wärmeabzug
Eurolux
vfdb Ref. 14
Feuer und Rauch
   
  Ausführungen von Lichtkuppeln
  Materialien der Lichtkuppeln
  Thermoplaste (z. B. PC, PETG oder PMMA)
  Duromere bzw. Duroplaste (GF-UP)
  Glaskonstruktionen
  Dunkelkuppeln
  Technische Daten von Kunststoffverglasungen
  Technische Daten von Verglasungen aus Silikatglas
  Aufsetzkränze
  Beständigkeit von Dachoberlichtern
     
 

Mehrfachnutzen von Lichtkuppeln und Lichtbändern


Ausführungen von Lichtkuppeln

Es gibt:

  • starre und
  • öffenbare (lüftbare) Lichtkuppeln.

Bei starren Lichtkuppeln ist die Lichtkuppelschale fest mit dem Aufsetzkranz verbunden.

Bei lüftbaren Lichtkuppeln ist das Lichtkuppelelement durch ein Zwischenprofil, dem sogenannten Einfass- oder Lüfterrahmen, und Scharniere mit dem Aufsetzkranz beweglich verbunden.

Über Öffneraggregate kann die Lichtkuppel zu Lüftungszwecken angehoben werden. Unter Zubehör finden Sie weitere Angaben über die verschiedenen manuellen, elektrischen oder pneumatischen Öffneraggregate. Unter Lüftung finden Sie detallierte Informationen zur Wirkung und zum Nutzen der energiesparenden natürlichen (freien) Lüftung.

Für die Funktion des Dachausstieges wird auch eine öffenbare Lichtkuppel benötigt.

Mehr Informationen über Lichtkuppeln als Rauchabzugsgeräte gibt es unter RWA.

Daneben werden Lichtkuppeln nach der Anzahl der einzelnen Lichtkuppelschalen unterschieden in:

  • einschalige,
  • zweischalige,
  • dreischalige und
  • vierschalige Lichtkuppeln.

Einschalige Lichtkuppeln werden dort eingesetzt, wo ausschließlich die Versorgung mit Tageslicht im Vordergrund steht, z. B. bei Freiflächenüberdachungen oder Vordächern. Aufgrund der geringen Wärmedämmeigenschaften (Ut = 5,6 W/m²K nach DIN EN 1873) scheidet ein Einsatz in beheizten Gebäuden aus.

Jahrelang war die doppelschalige Lichtkuppel der Klassiker auf dem Dach. Mit einem Ut-Wert nach DIN EN 1873 von ca. 3,5 = W/m²K erfüllt sie aber nicht mehr die Ansprüche an eine moderne und energiesparende Bauweise.

Um Energie zu sparen, stellt heutzutage die dreischalige Lichtkuppel den Regelfall dar. Mit einem Ut-Wert von mindestens 2,5 W/m²K kann sie in fast allen Situationen eingebaut werden. Zu beachten sind dennoch Einbausituationen in Räumen mit erhöhter Temperatur sowie hoher Wasserdampfkonzentration, wie sie regelmäßig in Badezimmern oder Hallenbädern auftreten. Hier sind aus vorgenannten Gründen gegebenenfalls noch höhere Anforderungen an die Wärmedämmeigenschaften zu stellen.

Wenn erhöhte Anforderungen an den Wärmeschutz zu stellen sind, z. B. im Wohnbereich oder für Bäder, können sogar vierschalige Lichtkuppeln zum Einsatz kommen. Die Ut-Werte reichen dann bis zu 1,5 W/m²K hinab.

Eine Übersicht über die technischen Eigenschaften von verschiedenen mehrschaligen Lichtkuppelaufbauten finden Sie hier.

Zoom

Auf der Suche nach noch besseren wärmedämm-technischen Lösungen werden nun auch eine oder mehrere flach liegende Mehrkammer-Stegplatten oder Isolierglasscheiben (VSG) unter einer Kuppelschale im Einfaßrahmen angeordnet. Eine solche Bauweise ist oben zu sehen. Die Ut-Werte derartiger Konstruktionen liegen dann unter 1,0 W/m²K. Genauere Informationen und technische Daten liefern Ihnen die Hersteller.


 

Materialien der Lichtkuppeln

Für die Lichtkuppeln werden heute vornehmlich Kunststoffe verwendet. Daneben kommt vereinzelt auch Glas zum Einsatz. Zu unterscheiden sind bei Kunststoffen



Thermoplaste sind Chemiewerkstoffe, die sich oberhalb einer Temperatur verformen, schmelzen und schweißen lassen. Als gängige Thermoplaste sind zu nennen Polymethylmethacrylat (PMMA), besser bekannt als Acrylglas, ®Plexiglas oder Perspex®, und Polycarbonat (PC), bekannt als Makrolon® oder Lexan®. Als relativ neue Werkstoffe kommen zunehmend glykolisiertes Polyethylenterephthalat (PETG) und Styrol-Acrylnitril (SAN) zum Einsatz.

Die Verformbarkeit der Thermoplaste unter Wärme nutzt man aus, um das Rohgranulat durch Extrudieren zu Halbzeugen in Form von Massivplatten oder Hohlkammerprofilen (Bezeichnung Stegdoppel- oder Stegdreifachplatte) zu bringen.

PMMA ist ein hochwertiger Kunststoff, der sich vor allem durch seine hohe Lichtdurchlässigkeit und ausgezeichnete Bewitterungseigenschaften auszeichnet. Selbst nach langer Bewitterung ist kein nennenswerter Transmissionsverlust erkennbar. Ist das Material zu Massivplatten für Lichtkuppeln extrudiert worden, wird die Baustoffklasse B2 - normal entflammbar - erreicht.

Bei PMMA-Stegdoppelplatten mit einem Flächengewicht von ca. 5 kg/m2 und einer Dicke von 16 mm (SDP 16) wurde ein Ut-Wert nach DIN EN 1873 von 2,9 W/(m2.K) ermittelt, bei Stegdreifachplatten (S3P) gleicher Dicke verringerte er sich durch die zusätzliche Luftschicht auf 2,4 W/(m2.K). Für Anwendungen im Baubereich ist auch das Schalldämmverhalten wichtig. An den Platten SDP oder S3P wurde ein bewertetes Schalldämmmaß Rw von 23 dB festgestellt. Das Material PMMA splittert bei der mechanischen Bearbeitung leicht und ist stoßempfindlich. Der Be- und Verarbeitung ist deshalb besondere Sorgfalt zu widmen.

In klarer Ausführung ist kaum eine Streuung des Sonnenlichts vorhanden; es werden daher weiß eingefärbte, sogenannte opale Plattentypen empfohlen, um Blendungserscheinungen zu vermeiden.

PC ist ein Kunststoff mit sehr hoher Schlagzähigkeit, wodurch er gute Sicherheit gegen Hagelschlag und Steinwürfe bietet. Das Material ist relativ elastisch und lässt kleine Kaltverformungsradien (> 150 . d bei Stegplatten; d = Dicke) zu.
Die Lichtdurchlässigkeit ist ähnlich hoch wie bei PMMA, weshalb auch hier weiß eingefärbtes Material für die Verwendung in Kuppeln empfohlen wird. Die aus PC hergestellten Stegplatten sind aufgrund der geringen Gurt- und Stegdicke sehr leicht, haben aber dennoch ein ausreichendes Wärmedämmverhalten (z. B. Ut = 3,1 W/(m2.K) für eine 10 mm Stegdoppelplatte).
Allerdings schlägt sich das niedrige Gewicht in einem geringeren Schalldämmverhalten nieder, denn eine SDP 10 mit einem Flächengewicht von 2,1 kg/m2 erreicht ein Rw von 20 dB. Um die Witterungsbeständigkeit zu gewährleisten, werden oberflächenvergütete Platten, durch Coextrusion oder durch Lackierung hergestellt, angeboten. Beim Brandverhalten sind die dünnen Platten bis 10 mm Dicke und zwei S3P16 in klarer Ausführung in die Baustoffklasse B 1 - schwer entflammbar - eingestuft. Bauaufsichtlich zugelassene Konstruktionen aus PC-Stegplatten gelten in der Regel als „weiche Bedachung“ und können so als Wärmeabzug eingesetzt werden.

PETG ist ein schlagfester, optisch hochwertiger Kunststoff mit guten Verarbeitungsmöglichkeiten. Er ist besonders geeignet für industrielle Anwendungen wie Abdeckungen, Schutz- oder Sichtscheiben, schlagfeste Displays in der Werbung und wird auch in der Nahrungsmittelindustrie für Verpackungen oder Behälter (PET-Flaschen) eingesetzt. Auch im Baubereich findet er für Überdachungen oder Sichtverglasungen (UV-stabilisiertes Material) immer mehr Verwendung.

SAN ist ein transparenter und formstabiler Kunststoff mit leicht gelblicher Eigenfarbe, der zunehmend Verwendung für Lichtkuppelschalen findet. SAN ist weitgehend spülmaschinengeeignet, aber nur bedingt UV-resistent. Für besonders hohe Formstabilität sind auch glasfaserverstärkte Typen erhältlich. Für Anwendungen, bei denen eine hohe Schlagzähigkeit nötig ist, wird ein Butylkautschuk dazugegeben. Dieses Material heißt dann Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS).

Für eine Übersicht der technischen Daten von Kunststoffverglasungen hier klicken.

Duromere (auch als Duroplaste bezeichnet) hingegen sind Chemiewerkstoffe, die sich nach einem Aushärteprozess in der Wärme nicht mehr verformen lassen. Sie sind bis zum Erreichen der Zersetzungstemperatur nicht schmelz- oder schweißbar. Verwendung findet meist glasfaserverstärktes, ungesättigtes Polyesterharz (GF-UP oder kurz GfK). Die Kuppelschalen (Lichtelemente) werden dabei meistens im Handauflegeverfahren in Formen laminiert.

GF-UP hat den höchsten E-Modul der hier beschriebenen Kunststoffe, der natürlich vom Glasgehalt (Flächenglasgewicht) abhängig ist. Wegen der hohen Festigkeit bieten diese Bauweisen bei entsprechender Materialdicke eine gleich gute Sicherheit gegen Hagelschlag und Steinwurf wie PC-Platten. Flachplatten aus Polyester können mit einer sehr hohen Transparenz - allerdings ohne klare Durchsicht - hergestellt werden. Durch die eingebetteten Glasfasern haben GF-UP-Platten ein gutes Lichtstreuverhalten. Für Lichtkuppeln werden, wie bei den Thermoplasten, auch weiß eingefärbte Platten empfohlen. GF-UP erweicht und schmilzt unter Wärmeeinwirkung nicht, ebenso tropft es im Brandfalle nicht ab. Das Material ist in der Regel in die Baustoffklasse B 2 - normal entflammbar - eingestuft. Spezielle Konstruktionen aus GF-UP können die Prüfung nach DIN 4102 Teil 7 bzw. DIN CEN/TS 1187; DIN SPEC 91187:2012-03 („harte Bedachung“) bestehen . Es werden doppel- und dreischalige Konstruktionen angeboten, deren Ut-Werte nach DIN EN 1873 bis zu 1,2 W/(m2.K) reichen können.

Den u. a. von einfachem Wellpolyester her bekannten Negativerscheinungen „Vergilben“ und „Freiliegen von Glasfasern“ mit einhergehender starker Schmutzansammlung begegnet man heute erfolgreich durch Verwendung von hochwertigen Harzen mit UV- Absorbern, Acrylatbeimengungen und zusätzlichen Oberflächenschutzschichten aus Reinharz (Gelcoat). Auch hat sich die Vergütung der Oberfläche durch eine PVF-Folie seit Jahren bewährt.


Für architektonisch gestaltete Oberlichter werden auch Glaskonstruktionen eingesetzt, die bei raumabschließenden Bauteilen aus tragenden Sprossen aus Stahl oder Aluminium und Verscheibungen aus Isolierglas bestehen können.
Das dabei verwendete Mehrscheiben-Isolierglas ist eine Verglasungseinheit aus mehreren Glasscheiben, die durch luft- oder gasgefüllte Zwischenräume getrennt sind. Mit Mehrscheiben-Isolierglas (MIG) kann eine bessere Wärmeisolation erreicht werden als mit Einfachscheiben. Aus diesem Grund ist heute in Deutschland i.d.R. der Einsatz von MIG vorgeschrieben (früher Wärmeschutzverordnung, jetzt Energieeinsparverordnung).

Die Innenscheibe von Verglasungen bei schrägem Einbau, Shed-Dächern usw. muss splitterbindend sein (Überkopf-Verglasungen). Deshalb kommen nur Verbund-Sicherheitsgläser (VSG) oder Gläser mit Drahtnetzeinlage (Drahtglas) hierfür in Betracht.

Splitterbindende Verglasungen schützen Personen, die sich unter ihnen befinden, vor Verletzungen durch herabfallende Glassplitter. Mit dem Erscheinen der „Technischen Regeln für die Verwendung von linienförmig gelagerten Überkopf-Verglasungen“ des Deutschen Institutes für Bautechnik (DIBt) ist die Verwendung splitterbindender Gläser verbindlich geworden.

Dunkelkuppeln

Für spezielle Anwendungen bei denen die Funktion der "Lichtkuppel" als Tageslichtspender nicht benötigt wird, hingegen aber z. B. die Funktion als RWA-Gerät benötigt wird, sind lichtundurchlässige Dunkelkuppeln erhältlich. Diese werden entweder aus flachen mehrschalig wärmegedämmten Kunststoffkonstruktionen (pigmentiertes GF- UP oder schwarz eingefärbtes PMMA) oder wärmegedämmten Blechhauben hergestellt.

Wärmeschutz

DIN EN 1873:2014 „Vorgefertigte Zubehörteile für Dachdeckungen - Lichtkuppeln aus Kunststoff - Produktspezifikation und Prüfverfahren“ hat die Bestimmung des U-Wertes von Lichtkuppeln (Kuppelschale und gegebenenfalls Einfassrahmen) und Lichtkuppeln mit Aufsetzkranz neu geregelt. Wesentlicher Grund hierfür ist die besondere räumliche Geometrie dieser Bauteile. Dies bedingt, dass zukünftig zum U-Wert auch die zugehörige Abwicklungsfläche angegeben werden muss. Neu ist ebenfalls die Festlegung einer Referenzgröße, um die Produkte verschiedener Hersteller miteinander vergleichen zu können.

DIN EN 1873 definiert folgende U-Werte:
Ut        Wärmedurchgangskoeffizient des lichtdurchlässigen Teils einer Lichtkuppel, in
            W/(m² × K) (kurz: U-Wert des transparenten Teils einer Lichtkuppel)
At         Flächeninhalt der vom Umfang des lichtdurchlässigen Teils begrenzten,
            beanspruchten Außenfläche des lichtdurchlässigen Teils, in m²
Ur        Gesamtwärmedurchgangskoeffizient einer Lichtkuppel einschließlich des
            Einfassrahmens, sofern vorhanden, in W/(m² × K)
Ar         Oberfläche der Lichtkuppel ohne Aufsetzkranz, in m²
Ur,ref   U-Wert der Lichtkuppel (ohne Aufsetzkranz) bestehend aus Kuppelschale und
            gegebenenfalls einem Einfassrahmen) für die Referenzgröße, in W/(m² × K)
Urc      Gesamtwärmedurchgangskoeffizient einer Lichtkuppel einschließlich des
            Einfassrahmens, sofern vorhanden, sowie des Aufsetzkranzes, in W/(m² × K)
Arc       Oberfläche der Lichtkuppel mit Aufsetzkranz, in m²
Urc,ref300              
            Gesamtwärmedurchgangskoeffizient einer Lichtkuppel mit Aufsetzkranz (300 mm Höhe,
            Referenzmodell), in W/(m2 × K)
Arc,ref300
            Oberfläche der Lichtkuppel mit Aufsetzkranz des Referenzmodells, in m²

Referenzgrößen Lichtkuppel:
Typ A (Lichtkuppel-Produktfamilie mit ausschließlich einem lichtdurchlässigen Teil):
Nennweite der Dachöffnung 1,20 m x 1,20 m
Typ B (Lichtkuppel-Produktfamilie mit zwei oder mehr lichtdurchlässigen Teilen):
Nennweite der Dachöffnung 1,50 m x 1,50 m
Kenngrößen: Ur,ref und Ar,ref

Referenzgrößen Lichtkuppel mit Aufsetzkranz:
Höhe des Aufsetzkranzes: 300 mm
Typ A (Lichtkuppel-Produktfamilie mit ausschließlich einem lichtdurchlässigen Teil):
Nennweite der Dachöffnung 1,20 m x 1,20 m
Typ B (Lichtkuppel-Produktfamilie mit zwei oder mehr lichtdurchlässigen Teilen):
Nennweite der Dachöffnung 1,50 m x 1,50 m
Kenngrößen: Urc,ref300 und Arc,ref300

Die Hersteller sollten demnach folgende Daten für ihre Produkte angeben:

  • die Wertekombination Ur,ref - Ar,ref oder Urc,ref300 - Arc,ref300 des Referenzmodells (Typ A oder Typ B) oder
  • den Wertekombination Ur - Ar oder Urc - Arc für die jeweilige Nennweite.

Mit Herausgabe der DIN 4108-4 im Februar 2013 ist die Möglichkeit eines pauschalen Nachweises des U-Wertes für Lichtkuppeln (Tabellenwerte für 2-schalig und 3-schalig) entfallen. In Abschnitt 6 ist jetzt für Dachoberlichter (Lichtkuppeln/Lichtbänder/Glasdächer) geregelt, wie der U-Wert zu bestimmen ist. Zudem sind in der Tabelle 13 der DIN 4108-4 für eine Reihe gängiger Schalenaufbauten Anhaltswerte dargestellt.
Die meisten Verglasungslösungen haben hingegen bessere Wärmedurchgangskoeffizienten als die aktuell in der o. g. DIN 4108 angegebenen Anhaltswerte. Höhere Werte können die Mitgliedsunternehmen des FVLR anhand von Prüfzeugnissen nachweisen.

Zu den Mitgliedern hier klicken.

Technische Daten von Kunststoffverglasungen

Klicken Sie hier, um sich eine Übersicht der wesentlichen technischen Daten von verschiedenen Kunststoffverglasungen anzusehen (Auszug aus DIN V 18599-4).

Technische Daten von Verglasungen aus Silikatglas

Klicken Sie hier, um sich eine Übersicht der wesentlichen technischen Daten von verschiedenen Verglasungen aus Silikatglas anzusehen (Quelle: DIN EN 15193).

Aufsetzkränze

Materialien der Aufsetzkränze

Für die Aufsetzkränze der Lichtkuppeln kommen verschiedene Werkstoffe zum Einsatz.

Die Aufsetzkränze für die Lichtkuppen, die keine tragende oder aussteifende Funktion für die übrige Dachfläche haben, werden überwiegend aus:

GFK
(glasfaserverstärkter Kunststoff / GF-UP) oder PVC hergestellt.
Seit einiger Zeit werden speziell für Stahltrapezdächer und Dächer mit Metalldeckungen Lösungen in Form aus:

Stahlblech (z.T. kombiniert mit GF-UP)

Aluminium
oder Stahlblech-Aluminium-Verbund-Konstruktionen von unseren Mitgliederfirmen angeboten.
   
 

Aufsetzkranztypen für Lichtkuppeln

Die Aufsetzkränze werden nach der Art der Fußflanschausführung (flach und profiliert), nach dem Werkstoff und nach der Höhe eingeteilt.

Aufsetzkränze mit flachem Flansch aus Kunststoff:

  • GF- UP, wärmegedämmt, 15, 30 und 50 cm hoch,
  • GF -UP, wärmegedämmt, 30 und 50 cm hoch, mit Warmflanschausführung in verschiedenen Höhen,
  • PVC, wärmegedämmt, 15 und 30 cm hoch.

Aufsetzkränze mit flachem Flansch aus Metall:

  • Stahlblech-Aufsetzkränze, wärmegedämmt, 30 oder 40 cm hoch, WD 30 bis 60 mm,
  • Stahl-Alu-Verbund-Aufsetzkränze, 30 oder 40 cm hoch.

Aufsetzkränze mit profiliertem Flansch:

  • für Faserzementwell-Deckungen (FZW 5/8) aus GF-UP,
  • für ein- bzw. zweischalige Stahl- oder Alu-Trapezblechdächer aus GF-UP ohne/mit wärmegedämmen Fußflansch oder Aluminium,
  • für Stehfalzdeckungen (z. B. Kalzip) aus einer GF-UP-Alu- Verbundskonstruktion,
  • für ISO-/Thermo-Dächer aus Aluminium.

Für den sach- und fachgerechten Anschluss der Aufsetzkränze an die unterschiedlichen Dachdeckungen und -abdichtungen (bituminöse, hochpolymere oder metallene) bieten unsere Mitgliedsfirmen diverse Anschluss-Systeme in Form von

  • Dachbahnen-Anschluss-Systemen (Überhangstreifen /Schienen, Klemmleisten Anschlusskragen) oder
  • einlaminierten Anschlusstreifen (z. B. aus PVC)

an.

Speziell für Sanierungen sind Aufstockelemnte, z. B. aus PVC, in den Höhen von 10, 15 oder 30 cm erhältlich, die auf die vorhandenen Aufsetzkränze gestülpt werden, um die Lichtkuppelkonstruktion auch nach der Sanierung aus der Dachebene herauszuheben. Zum Maßausgleich zwischen einem vorhandenen alten
Aufsetzkranz und einer neuen Lichtkuppelschale sind Anpassrahmen oder Stufenlüfterrrahmen lieferbar. Da die Lichtkuppel- und Aufsetzkranztypen von Hersteller zu Hersteller differieren - die Nenngröße als unteres lichtes Maß des Aufsetzkranzes ist zwar einheitlich, die oberen Abmessungen unterscheiden sich aber - ist es ratsam, bereits vor Beginn von Sanierungsmaßnahmen die fachkundige Hilfe einer unserer Mitgliedsfirmen in Anspruch zu nehmen.

 

Zu unseren Mitgliedern hier klicken.


Beständigkeit von Dachoberlichtkonstruktionen

Dachoberlichtkonstruktionen sind erwartungsgemäß so auszubilden, dass
- sie den üblichen äußeren atmosphärischen Beanspruchungen widerstehen und
- es während der üblichen Produktlebensdauer zu keinen wesentlichen Schäden an den verwendeten Materialien/Baustoffen kommt, die die Funktionsfähigkeit beeinträchtigen.

Das FVLR-Merkblatt 02 "Beständigkeit von Dachoberlichtkonstruktionen in normaler Atmosphäre ", das Sie hier downloaden können, zeigt dem Planer/Bauherrn/Nutzer/Anwender die Verwendungsbereiche für Dachlichtbandkonstruktionen auf, bei denen erfahrungsgemäß keine Beeinträchtigung der Gebrauchstauglichkeit durch äußere und innere Umwelteinflüsse zu erwarten ist.