Dieses FVLR-Fachwissen enthält detaillierte Information zu den üblichen Aufsetzkranzvarianten für Lichtkuppeln und Flachdachfenster.

Aufsetzkränze sind integraler Bestandteil von im Dach eingebauten Lichtkuppeln, da sie erforderlich sind, um die Lichtkuppelöffnung in einer ausreichenden Höhe über der wasserführenden Dachebene herzustellen und so den Wasserablauf von den Lichtkuppeln auf die Dachebene zu gewährleisten. In dieser Funktion müssen Aufsetzkränze also primär die passenden Öffnungsgrößen von Dachöffnung und Lichtkuppelöffnung besitzen sowie ausreichend hoch sein. Sie müssen auch ausreichend tragfähig sein, um die Lichtkuppel und sämtliches Lichtkuppelzubehör sicher zu befestigen. Weiterhin müssen die entsprechenden Außenflächen des Aufsetzkranzes für den dichten Anschluss der Dachabdichtung geeignet sein.

Die Mitglieder des Fachverbandes bieten Ihnen hierfür eine breite Auswahl an passenden Aufsetzkränzen, die all diese Funktionen zusammen mit den von ihnen gelieferten Lichtkuppeln hervorragend erfüllen.

Nach der Produktnorm EN 1873 für Lichtkuppeln wird zu den Aufsetzkränzen auch jegliche Form an vorhandenen Aufkantungen zum Beispiel aus Beton oder Holz verstanden, die diesem Zweck dienen und alle Anforderungen hierfür erfüllen. Die nachfolgenden Informationen beziehen sich aber vorwiegend auf die zusammen mit den Lichtkuppeln bei den Mitgliedern unseres Fachverbandes erhältlichen vorgefertigten Aufsetzkränze.

Vorgefertigte Lichtkuppelaufsetzkränze

Um den unterschiedlichen Einbau- und Anschlusssituationen gerecht zu werden, bieten die Hersteller der Lichtkuppeln vorgefertigte Aufsetzkränze aus verschiedenen Werkstoffen an. Die wichtigsten Arten von vorgefertigten Aufsetzkränzen sind:

Nachfolgend werden detaillierte Informationen zu diese Aufsetzkranzarten, insbesondere zu ihrer Herstellung und ihrer vorgesehenen Verwendung zusammengestellt.

PVC-Aufsetzkränze

Der thermoplastische Kunststoff Polyvinylchlorid (kurz PVC) wird als Hartkunststoffvariante (PVC-U) für verschiedenste, extrudierte Fenster- und Oberlichtprofile wie zu Beispiel Rahmen, Glasleisten, Adapter- und Anschlussprofile eingesetzt. PVC-Aufsetzkränze bestehen also aus PVC-Mehrkammerprofilen in der erforderlichen Form und Höhe, die zu einem Aufsetzkranz miteinander verschweißt werden. Für die Fertigung einer bestimmten Aufsetzkranzform muss also immer ein entsprechendes Extrusionswerkzeug vorliegen, damit sind die Aufsetzkranzformen und Abmessung des Aufsetzkranzquerschnittes wie beispielsweise die Höhe durch das Vorhandensein entsprechender Extrusionswerkzeuge abhängig. Da die Investitionskosten für solche Werkzeuge erheblich sind, können PVC-Aufsetzkränze nur in den vorhandenen Standardgrößen und -formen bestellt werden.

Übliche Standardhöhen von PVC-Aufsetzkränzen sind:

• 15 cm / 30 cm / 50 cm

PVC-Aufsetzkränze besitzen üblicherweise also sowohl innen als auch außen geschlossene Oberflächen aus Hart-PVC. In dessen Hohlkammern werden Dämmung und gegebenenfalls erforderliche Verstärkungsprofile zur Aussteifung oder zur Befestigung anderer Bauteile eingebracht. PVC-Aufsetzkränze werden also immer als komplett vorgefertigte Bauteile in ihrer vollen Größe ausgeliefert.

GF-UP-Aufsetzkränze

Glasfaserverstärktes Polyesterharz (kurz GF-UP) ist ein Verbundwerkstoff der mittels verschiedener Laminierverfahren gefertigt wird, bei denen Glasfasern durch Polyesterharz getränkt werden und dann aushärten. GF-UP-Aufsetzkränze werden meist in einem mehrlagigen Spritzverfahren hergestellt, bei dem die einzelnen Lagen nacheinander auf einer Spritzform in der spezifischen Aufsetzkranzgröße aufgetragen werden. Zwischen die einzelnen Lagen werden dabei auch Dämmungen sowie Verstärkungsbauteile zur Aussteifung oder zur Befestigung anderer Bauteile mit einlaminiert. Die Fertigung verschiedener Aufsetzkranzgrößen ist daher vom Vorhandensein einer entsprechenden Spritzform abhängig.

Übliche Standardgrößen von GF-UP-Aufsetzkränzen:

• die Aufsetzkranzhöhen 15 cm / 30 cm / 50 cm sind in den Standard-Lichtkuppelgrößen lieferbar
• auch Zwischenhöhen und größere Höhen bis 70 cm sind zum Teil lieferbar
• bei entsprechender Auftragsgröße sind Sondergrößen auf individuellen Spritzformen lieferbar

GF-UP-Aufsetzkränze sind also monolithische Bauteile, die standardmäßig sowohl innen als auch außen über geschlossene Oberflächen aus GF-UP verfügen. Sie werden daher immer als vollständig ausgestattete, gedämmte Bauteile ausgeliefert.

Stahlblech-Aufsetzkränze

Die üblichen Stahlblechaufsetzkränze mit flachen Anschlussflansch für den Einsatz mit rechteckigen oder quadratischen Lichtkuppeln bestehen aus 4 gekanteten Stahlblechsegmenten deren Längen passend zu den jeweiligen Lichtkuppelabmessungen gefertigt werden. Die Segmente werden zu einem Aufsetzkranz zusammengefügt und an den Ecken mechanisch verbunden. Der so entstandene Rahmen aus Stahlblechsegmenten bildet die im eingebauten Zustand sichtbare Innenschale des Aufsetzkranzes. Diese wird an ihren Verbindungsstellen dampfdicht versiegelt. Anschließend wird außen die erforderliche Dämmung vorgestellt. Komplettiert werden Stahlaufsatzkränze meist durch einen oben aufgesetzten Abschlussrahmen aus PVC oder GF-UP. Dieser dient erstens als umlaufende Auflage- und Dichtfläche der Lichtkuppel und zweitens dem Anschluss der Dachabdichtung am Aufsetzkranz. Da für die Herstellung anderer Größen der Stahlblechsegmente keinerlei Werkzeug- oder Formkosten nötig sind, ist diese Aufsetzkranzart auch gut für individuelle Anpassungen an besondere Einbausituationen nutzbar.

Übliche Standardhöhen von Stahlblech-Aufsetzkränzen sind:

• 30 cm / 40 cm / 50 cm
• auch höhere Aufsetzkränze oder Sonderformen sind im Regelfall auf Wunsch lieferbar

Stahlblechaufsetzkränze werden häufig komplett vormontiert auf die Baustellen geliefert, um den dortigen Verarbeitungsaufwand soweit wie möglich zu reduzieren. Bedingt durch ihren Aufbau aus fügbaren Einzelsegmenten bietet diese Art von Aufsetzkränzen aber auch die Möglichkeit der Baustellenanlieferung als Bausatz. Dies ist insbesondere bei großen Stückzahlen und große Transportstrecken zwischen Herstellungsort und Baustelle interessant, da der Transportaufwand stark reduziert werden kann.

Aluminium-Stahl-Verbundaufsetzkränze

Diese Art von Aufsetzkränzen wird vorrangig für Einbausituation verwendet, in denen ein dauerhaft dichter Dachanschluss mit den normalen Aufsetzkranzarten sehr schlecht oder gar nicht realisierbar ist. Hochwertiges Aluminiumblech hat hierbei den Vorteil, dass es sich sehr gut formgebend verarbeiten und dicht verschweißen lässt. Außerdem ist es auch ohne zusätzliche Beschichtung häufig für den Einbau im bewitterten Außenbereich geeignet. Das Aluminiumblech wird deshalb vor allem dann verwendet, wenn Aufsetzkränze für einen optimalen Dacheinbau über über Anschlussflansche mit komplizierten Geometrien verfügen sollen, da es hierfür am Besten geeignet ist. Die Aufsetzkranzinnenschale besteht häufig aus kostengünstigerem Stahl und ist durch entsprechende Zwischenlagen von der Außenschale thermisch entkoppelt.

Durch die individuell auftragsbezogene Herstellung können solche Aufsetzkränze also besonderes einfach an spezielle Baustellenerfordernisse angepasst werden. Eine kostengünstige Serienfertigung standardisierter Ausführungen mit besonders geringen Lieferzeiten entfällt dafür.

Weitere Aufsetzkranzvarianten

Die hier beschriebenen Arten sind die am weitest verbreiteten Ausführungsvarianten vorgefertigter Aufsetzkränze. Neben den handwerklich hergestellten Aufkantungen gibt es aber auch noch weitere vorgefertigte Varianten für bestimmte Anwendungen, beispielweise:

• für Faserzementwell-Deckungen (FZW 5/8): Aufsetzkränze mit profilierten Flanschen aus GF-UP,
• für Stehfalzdeckungen (z. B. Kalzip): Aufsetzkränze aus einer GF-UP-Alu-Verbundkonstruktion,
• für ISO-/Thermo-Dächer: Aufsetzkränze aus Aluminium.

Einbau vorgefertigter Aufsetzkränze

Die vorgefertigten Aufsetzkränze sind ausreichend tragfähig und ausgerüstet für die Befestigung der Lichtkuppeln und des mitgelieferten Lichtkuppelzubehörs. Sie haben aber keine tragende oder aussteifende Funktion für die übrige Dachkonstruktion auf der sie aufgesetzt und befestigt werden.

Beispielsweise bei Dachtragschalen aus Trapezblech oder Sandwichelementen muss daher die Öffnung in der Tragschale statisch ausgewechselt und so eingefasst werden, dass umlaufend eine ebene Auflage- und Befestigungsfläche für die Montage des Aufsetzkranzes entsteht. So ist sie optimal für den Einbau aller Aufsetzkranzarten vorbereitet. Werden auf der Dachtragschale weitere Lagen Dachaufbau aufgebracht, zum Beispiel Dämmung, Abdichtung, Belag etc., und die Höhe des bestellten Aufsetzkranzes ist nicht ausreichend für den erforderlichen Dachüberstand zuzüglich der Dicke dieses Dachaufbaus, so muss die Dachöffnung der Höhe des Dachaufbaus entsprechend durch ausreichend tragfähige Rahmen beispielsweise aus Holzbohlen aufgedoppelt werden.

In großflächigen Dächern von Industriegebäuden sind für die Ausführung der Lichtkuppelöffnungen und für den Einbau der Aufsetzkränze und Lichtkuppeln die Regeln der DIN 18234-Reihe, hier insbesondere des Teils 4, zu beachten um im Brandfall die freie Ausbreitung des Feuers innerhalb eines Brandabschnittes in beziehungsweise durch die Dachkonstruktion zu verhindern. Die resultierenden Maßnahmen für die Ausführung sind bereits bei der Detailplanung des Einbaus für die jeweilige Situation festzulegen.

Die Kunststoffaufsetzkränze aus PVC oder GF-UP bieten eine sehr wirtschaftliche Lösung um die heutigen Forderungen an den Wärmeschutz zu erfüllen und eignen sich dabei standardmäßig sehr gut für den einfachen und sicheren Anschluss der Dachabdichtungen von Flachdächern. Auch Stahlblechaufsetzkränze sind hierfür sehr gut geeignet, wenn die Dachbahn am Aufsetzkranz hochgeführt wird.

Eignung für den Anschluss von Bitumenabdichtungen

• Bei PVC-Aufsetzkränzen und GFUP-Aufsetzkränzen kann die Bitumenabdichtung direkt auf dem unteren Anschlussflansch des Aufsetzkranzes angeschlossen werden oder alternativ am Aufsetzkranz nach oben geführt und dort angeschlossen werden, wobei in diesem Fall zusätzlich eine mechanische Fixierung der Dachbahn im oberen Bereich erfolgen muss.
• Bei Stahlblech-Aufsetzkränzen wird die Bitumenabdichtung am Aufsetzkranz hochgeführt und im oberen Bereich mechanisch fixiert.

Eignung für den Anschluss verschweißbarer Dachbahnen aus PVC, PEC oder VAE

• Bei PVC-Aufsetzkränzen können Dachbahnabdichtungen aus PVC, PEC oder VAE direkt auf dem unteren Anschlussflansch des Aufsetzkranzes verschweißt werden, wenn die Freigabe des Dachbahnherstellers vorliegt. Alternativ können sie am Aufsetzkranz nach oben geführt und dort verschweißt werden.
• Bei GF-UP-Aufsetzkränzen die auf dem unteren Anschlussflansch über eine integrierte Hart-PVC-Anschlussschiene verfügen, können Dachbahnabdichtungen aus PVC, PEC oder VAE direkt auf dieser Schiene verschweißt werden, wenn die Freigabe des Dachbahnherstellers vorliegt.
• Bei Stahlblech-Aufsetzkränzen und GF-UP-Aufsetzkränzen ohne kunststoffschweißbare Anschlussflächen wird die Dachabdichtung am Aufsetzkranz hochgeführt und auf einer dort vorher befestigten Einfassung aus umlaufendem Folienverbundblech verschweißt.

Eignung für den Anschluss anderer hochpolymerer Dachbahnen

Insbesondere hochpolymere Dachbahnen aus PIB-, ECB- oder EPDM können nicht mit Hart-PVC verschweißt werden. Solche Dachbahnen sind an allen Aufsetzkranzarten am Aufsetzkranz hochzuführen. Stehen keine Folienanschlussbleche zur Verfügung, sind diese Dachbahnen dort nach den gültigen Regeln der Flachdachtechnik zu befestigen und abzudichten. Damit die Dachbahn nicht abrutscht oder abheben kann, ist sie beispielsweise mit einer am Aufsetzkranz zu verschraubenden Anpressschiene (Anschlussschiene) zu sichern und gegen Wasserhinterwanderung zu versiegeln.

Eignung für die Einbindung in Dachdeckungen aus Metall

Für leicht geneigte Dächer mit außenliegenden Stahltrapezprofilen oder anderen Metalldeckungen werden vorwiegend Stahlblech-Aufsetzkränzen sowie Aluminium-Stahl-Verbundaufsetzkränze mit profilierten Flaschen eingesetzt.

Durch die Fülle an Aufsetzkranzlösungen sind also auch sehr individuelle Dachanschlüsse möglich, die bei entsprechender Planung alle Anforderungen erfüllen und gleichzeitig besonders montagefreundlich sind. Beratung hierzu und auch zu anderen individuellen Ausführungsvarianten geben die Mitglieder unseres Fachverbandes. Die wichtigsten Arten spezifischer Aufsetzkränze für bestimmte Anwendungen sind nachfolgend näher beschrieben.

Besondere Aufsetzkränze für Flachdächer

Aufsetzkränze mit wärmegedämmtem Anschlussflansch

Besondere Aufsetzkränze für profilierte Dächer

Aufsetzkränze mit vollständig profilierten Flanschen

Die umlaufenden Anschlüsse der Aufsetzkränze sind in Profilgeometrie und –abmessungen auf die jeweils vorgesehene profilierte Dacheindeckung (Well- oder Trapezprofile) abgestimmt. Solche Aufsetzkränze können prinzipiell an beliebiger Stelle im gesamten Dachbereich eingesetzt werden, da sie im Zuge der eigentlichen Dacheindeckung mitverlegt werden. Aufsetzkränze mit profilierten Flanschen sind in einer Vielzahl von Typen verfügbar. Als klassische Typen sind hier z. B. die GF-UP-Aufsetzkränze für die Faserzementwellen 5 (177/51) oder 8 (130/30) zu nennen.

Damit die Profilierung vor Ort dann auch passt, sind für eine Bestellung unbedingt folgende Angaben notwendig:

Aufsetzkränze mit profilierten Flanschen aus GF-UP erfordern für jede Type und Größe ein spezielles Werkzeug. Aufgrund der Kosten und der Vielzahl der für Dacheindeckungen verwendeten Profilierungen werden GF-UP-Aufsetzkränze nur für gängige Abmessungen hergestellt. Alternativ bieten unsere Verbandsmitglieder auch individuell und auftragsbezogen gefertigte Schweiß- bzw. Abkantkonstruktionen aus Stahl- oder Aluminiumblech an, die dann auf die örtlichen Belange abgestimmt werden können.

Aufsetzkränze mit teilweise profilierten Flanschen

Aufsetzkranz mit Stülpflansch

Zubehör für Aufsetzkränze

Für Aufsetzkränze sind im Markt auch einige Zubehöroptionen erhältlich. Nachfolgend sind die meistverbreiteten Varianten mit ihren wichtigsten Merkmalen bzw. Auswahlkriterien aufgeführt.

Aufsetzkranzzubehör – Dachanschluss

Für den sach- und fachgerechten Anschluss der Aufsetzkränze an die unterschiedlichen Dachdeckungen und Dachabdichtungen (bituminös, hochpolymer oder metallen) bieten unsere Mitgliedsfirmen diverse Anschluss-Systeme an:

• Anschlussrahmen und Einbaurahmen zur Befestigung auf Aufsetzkränzen
• Anschlussschienen oder Klemmleisten zur mechanischen Fixierung and zum Andichten
• Überhangstreifen und Anschlusskragen zum Anschluss an die Dachabdichtung
• einlaminierte Dachbahnanschlusstreifen zum Beispiel aus PVC

Aufsetzkranzzubehör – Natürliche Lüftung

Bei Ausstattung von Aufsetzkränzen mit Ventilatoren ist die Höhe des Aufsetzkranzes so zu wählen, dass die Unterkante des Ventilators ausreichend hoch aus der wasserführenden Dachoberfläche herausgehoben wird!

Dieses FVLR-Fachwissen enthält detaillierte Information zu den üblichen Kunststoffverglasungen für Lichtkuppeln und Lichtbänder.

Die Kunststoffverglasungen von Lichtkuppeln und Lichtbändern wurden in den vergangenen 80 Jahre ständig weiterentwickelt. Aus einschaligen lichtdurchlässigen Abdeckungen, deren Hauptvorteile gegenüber Glas darin bestanden, dass sie formbar und billiger sind, haben sich hochfunktionale Verglasungen entwickelt, die durch entsprechende Materialauswahl und die Kombination verschiedener Schalen an verschiedenste Anwendungserfordernisse angepasst werden können.

Durch moderne Oberflächenvergütungen hat sich die Langlebigkeit vieler Kunststoffe stark erhöht. Dabei behalten sie ihr Aussehen und ihre Eigenschaften nahezu unverändert. Hierdurch wurden auch einige früher für Kunststoffverglasungen gebräuchliche Materialien wie zum Beispiel PVC durch andere Kunststoffe abgelöst.

Kunststoffverglasungen weisen einige Besonderheiten auf, die man bei ihrer Verwendung beachten bzw. für ihre Nutzung wissen sollte.

1. Kunststoff lässt sich gut umformen! Durch Warmumformen lassen sich die für Verglasungen üblichen Kunststoffplatten sehr gut dauerhaft verformen, wodurch die für Lichtkuppeln so typische Kuppelform erste ermöglicht wird. Der dadurch erzeugte Selbstreinigungseffekt der Lichtkuppelverglasungen selbst bei horizontalem Einbau ist wohl einer der wichtigsten Gründe für den Erfolg dieser Produkte. Dies trifft genauso auf die gebogenen Lichtbänder zu, wobei bei diesen die Kunststoffplatten üblicherweise kalt über eine vorgegeben Sprossenkonstruktion gebogen, also kaltumgeformt werden.
2. Kunststoff dehnt sich bei Wärme vergleichsweise stark aus! Deshalb werden die Kunststoffverglasungen in Lichtkuppeln und Lichtbändern üblicherweise schwimmend gelagert und nicht punktuell gehalten. So kann sich die Verglasungen in ihrer Lagerung frei ausdehnen ohne beschädigt zu werden.
3. Kunststoff lässt sich leicht einfärben! Deshalb haben sich bei den Kunststoffverglasungen Varianten mit mindestens einer im Regelfall opal eingefärbten Platte durchgesetzt. Die schützen vor direkter Blendung durch die Sonne und streuen das Licht im Innenraum besser als komplett klare Verglasungen. Außerdem sind leichte Oberflächenverschmutzungen der Platten kaum noch sichtbar.
4. Kunststoff ist diffusionsoffen! Das heißt in der Luft enthaltener Wasserdampf diffundiert durch den permanent wirkenden Dampfdruckausgleichseffekt durch die einzelnen Schalen der Verglasung so dass über einen längeren Zeitraum immer eine ausgeglichenes Klima in den Hohlkammern von Kunststoffverglasungen entsteht. Dadurch kann bei diesen Verglasungen auf die bei Isoliergläsern erforderliche dampfdichte Versiegelung der Scheiben zueinander verzichtet werden. Bei kurzzeitigen Änderungen der Umgebungstemperaturen, insbesondere bei schneller, starker Abkühlung kann dieses Verhalten dazu führen dass ausfallendes Kondensat sich auf den Plattenoberflächen in Luftzwischenräume der Verglasung sammelt. Dies lässt die Verglasung leicht weißer erscheinen hat aber keine weiteren Auswirkungen auf ihre Eigenschaften. Außerdem tritt der Effekt nur temporär solange auf bis die Tropfen und als Wasserdampf herausdiffundiert sind.
5. Kunststoffe können durch aggressive Chemikalien geschädigt werden! Dies gilt auch für hohe Konzentrationen von Chemikalien in der Umgebungsluft aber besonders beispielsweise für Reinigungsmittel die direkt in Kontakt mit den Kunststoffoberflächen kommen. Die Beständigkeit verschiedener Kunststoffe zu bestimmten Chemikalien kann auch unterschiedlich ausfallen. Listen zur chemischen Verträglichkeit einer bestimmten Kunststoffverglasung und Beratung hierzu bieten die Mitglieder unseres Fachverbandes.

Die Art der in einer Verglasung verwendeten Kunststoffe kann also wesentlichen Einfluss auf die Eignung einer Kunststoffverglasung für bestimmte Anwendungen haben. Zu den gebräuchlichsten Kunststoffe sind daher nachfolgend einige grundlegende Informationen zusammengestellt.

Materialien für Kunststoffverglasungen

Für die lichtdurchlässigen Teile der Lichtkuppeln werden heute vornehmlich Kunststoffe verwendet. Daneben kommt vereinzelt auch Glas zum Einsatz. Zu unterteilen sind die Kunststoffe in:

Herstellungsarten der Plattenmaterialien

Extrusion von thermoplastischen Massiv oder Stegplatten

Die Verformbarkeit von Thermoplaste unter Wärme nutzt man aus, um das Rohgranulat durch Extrudieren zu Halbzeugen in Form von Massivplatten oder Hohlkammerplatten (Bezeichnung Stegdoppelplatte, Stegdreifachplatte etc. je nach Anzahl der übereinander angeordneten Stege) zu verarbeiten.

Gießen von thermoplastischen Massivplatten

Neben der Herstellung im Extrusionsverfahren können Massivplatten aus thermoplastischen Kunststoffen auch gegossen werden.

Handlaminieren von GFUP Schalen

Lichtelemente aus GF-UP werden einzeln in Formen im Handauflegeverfahren hergestellt, dass heißt mehrere Lagen von Glasfasern werden von Hand aufeinander laminiert und mit Harz getränkt.

Kontinuierliches Laminieren von GFUP Platten

Ebene Massivplatten aus GF-UP werden auch in einem kontinuierlichen Laminierverfahren hergestellt.

Verwendung der Kunststofftypen

PMMA – Polymethylmethacrylat

PMMA ist ein Kunststoff, der sich vor allem durch seine hohe Lichtdurchlässigkeit und seine hervorragende Witterungsbeständigkeit auszeichnet. Selbst nach langer Bewitterung ist kein nennenswerter Transmissionsverlust erkennbar. Ist das Material zu Massivplatten für Lichtkuppeln extrudiert worden, wird das Brandverhalten – normal entflammbar – erreicht.

Bei PMMA-Stegdoppelplatten mit einem Flächengewicht von ca. 5 kg/m2 und einer Dicke von 16 mm (SDP 16) wurde ein U_t-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 R_w von bis zu 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 und deshalb wird die Verwendung von weiß eingefärbte, sogenannten opalen Plattentypen empfohlen, um Blendungserscheinungen zu vermeiden.

PC – Polycarbonat

PC ist ein Kunststoff mit sehr hoher Schlagzähigkeit, wodurch er gute Sicherheit gegen Hagelschlag und Steinwürfe bietet. Polycarbonat wird teilweise für Massivplatten in Lichtkuppeln für spezielle Anwendungen eingesetzt. Hauptsächliche bestehen daraus aber die Stegplatten von Lichtbändern und hierbei insbesondere gebogenen Lichtbändern, denn das Material ist relativ elastisch und lässt auch bei Stegplatten relativ kleine Kaltverformungsradien (üblicherweise > 150-fache Stegplattendicke) zu.
Die Lichtdurchlässigkeit ist ähnlich hoch wie bei PMMA, weshalb auch hier weiß eingefärbtes Material für die Verwendung in Verglasungen empfohlen wird. Die aus PC hergestellten Stegplatten sind aufgrund der geringen Gurt- und Stegdicke sehr leicht, haben aber in Abhängig der Anzahl übereinanderliegender Hohlkammern ein ausreichendes Wärmedämmverhalten, zum Beispiel U_t = 3,1 W/(m²·K) für eine 10 mm Stegdoppelplatte bzw. U_t = 2,5 W/(m²·K) für eine 10 mm Stegvierfachplatte.

Allerdings schlägt sich das niedrige Gewicht in einem geringeren Schalldämmvermögen nieder, denn eine Stegdoppelplatte 10 mm mit einem Flächengewicht von 2,1 kg/m² erreicht ein Schalldämmmaß R_w von 20 dB. Um die Witterungsbeständigkeit zu gewährleisten, werden oberflächenvergütete Platten, bei denen eine UV-Schutzschicht durch Coextrusion oder durch Lackierung aufgebracht wird, angeboten. Beim Brandverhalten der Stegplatten wird für die in gebogenen Lichtbändern verwendeten Dicken bis 20mm meist als – schwer entflammbar – eingestuft. Bauaufsichtlich zugelassene Lichtbänder aus PC-Stegplatten gelten in der Regel als „weiche Bedachung“ und können so als Wärmeabzug eingesetzt werden.

PETG – Polyethylenterephthalat

PETG ist ein schlagfester, sehr zäher und optisch hochwertiger Kunststoff mit guten Verarbeitungseigenschaften. Auch klare Platten aus PETG sind hochtransparent und haben eine hohe Lichtdurchlässigkeit. PETG Platten werden häufig als Außenschalen für verbesserten Hagelschutz eingesetzt und in diesen Fällen dann meist mit opal eingefärbten anderen Platten kombiniert. Alternative sind auch opal eingefärbte Platten zur Vermeidung von Blendung lieferbar.

Durch seine im Vergleich relativ niedrige Erweichungstemperatur lässt sich PETG sehr gut und mit geringem Energieverbrauch umformen. Aus gleichem Grund sind Verglasungen aus diesem Kunststoff aber nicht in besonders heißen Regionen oder für geschützte Einbausituationen geeignet. in denen Umgebungstemperaturen über 70°C zu erwarten sind. Für den Transport werden die Produkte so verpackt das Wärmestau in der Verpackung vermieden wird.

Um die Witterungsbeständigkeit zu gewährleisten, verfügen die Platten über einen UV-Schutzschicht als Oberflächenvergütung. Das Brandverhalten der Massivplatten wird für die üblicherweise verwendeten Dicken bis 6mm meist als – schwer entflammbar – eingestuft.

SAN – Styrol-Acrylnitril

SAN ist ein transparenter und formstabiler Kunststoff mit leicht gelblicher Eigenfarbe, der zunehmend Verwendung als Massivplatten in Kunststoffverglasungen findet. Sie zeichnen sich außerdem durch eine hohe Lichttransmission aus. SAN hat vergleichsweise eine hohe Steifigkeit und eine hohe chemische Widerstandsfähigkeit. Für besonders hohe Formstabilität sind auch glasfaserverstärkte Typen erhältlich.

Um die Witterungsbeständigkeit zu gewährleisten, werden üblicherweise SAN-Massivplatten mit einem zusätzlichen UV-Schutzschicht als Oberflächenvergütung in Verglasungen verwendet. Das Brandverhalten der Massivplatten wird meist als – normal entflammbar – eingestuft.

GF-UP – glasfaserverstärktes Polyesterharz

GF-UP besteht aus in Polyesterharz getränkten übereinander laminierten Glasfasermatten oder Glasfasergeweben. Es hat den höchsten E-Modul der hier beschriebenen Kunststoffe, der vom Glasgehalt (dem Glasanteil im Laminat) abhängig ist. Wegen der hohen Festigkeit bieten diese Bauweisen bei entsprechender Materialdicke eine gleich gute Sicherheit gegen Hagelschlag und Steinwurf wie PC-Platten. Kontinuierlich gefertigte 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 Kunststoffverglasungen wird, wie bei den Thermoplasten auch, die Verwendung eingefärbte Platten zur Vermeidung von Blendung empfohlen.

GF-UP erweicht und schmilzt unter Wärmeeinwirkung nicht und kann daher nicht umgeformt werden. Gewölbte Schalen für Lichtkuppelverglasungen werden deshalb mittels Einzelfertigung in entsprechenden Formen für die jeweilige Verglasungsgröße, üblicherweise als Handlaminat, hergestellt.

Das Material ist in die Baustoffklasse B 2 – normal entflammbar – eingestuft und tropft im Brandfall nicht ab. Lichtkuppelkonstruktionen mit GFUP-Verglasung bestehen häufig die Prüfung für Feuer von Außen und dürfen dann mit B_ROOF(t1) klassifiziert werden. Sie erfüllen dann die Anforderung an eine „harte Bedachung“. Es werden doppel- und dreischalige Verglasungen angeboten, deren U_t-Werte nach bis ca. 1,8 W/(m²·K) reichen können.

Den unter Anderem von einfachem Wellpolyester bekannten Negativerscheinungen „Vergilben“ und „Freiliegen von Glasfasern“ mit einhergehender starker Schmutzansammlung begegnet man heute erfolgreich mit der Verwendung von hochwertigen Harzen mit UV-Absorbern (Acrylat-Beimengungen) und zusätzlichen Oberflächenschutzschichten aus Reinharz (Gelcoat) auf den Oberflächen der Platten. Auch die Vergütung der Oberfläche durch PVF-Folien hat sich bewährt.

Kunststoffverglasungen von Lichtkuppeln

Lichtkuppeln wurden in der Vergangenheit nach der Anzahl der einzelnen Lichtkuppelschalen ihrer Verglasung unterschieden in:

• einschalige,
• zweischalige und
• dreischalige Lichtkuppeln.

Die Schalen bestanden dabei fast ausschließlich aus Kunststoffmassivplatten der oben aufgeführten Materialien. In den letzten Jahren wurde die Vielfalt an im Markt erhältlichen Verglasungen durch die steigenden Anforderungen an die Energieeffizienz stark erweitert. So sind heute auch Ausführungen der Lichtkuppelverglasung mit 4 und mehr Schalen aus Massivplatten als auch aus einer oder mehreren Mehrfachstegplatten sowie Kombinationen aus Lichtkuppelschalen und Mehrfachstegplatten üblich. Da die Kunststoffverglasungen mit Abstand den größten Flächenanteil an der wärmeübertragenden Außenfläche von Lichtkuppeln besitzen hat der Wärmedurchgangskoeffizient der Verglasung U_t sehr großen Einfluss auf den mittleren Wärmedurchgangskoeffizienten der Lichtkuppel U_r.

Einschalige Lichtkuppeln werden dort eingesetzt, wo ausschließlich die Versorgung mit Tageslicht im Vordergrund steht, z. B. bei Freiflächenüberdachungen oder Vordächern. Aufgrund der geringen Wärmedämmeigenschaften (U_t = ca. 5,4 W/m²K nach DIN EN 1873) scheidet ein Einsatz in beheizten Gebäuden aus.

Jahrelang war die doppelschalige Lichtkuppel der Klassiker auf dem Dach. Aber auch sie erfüllen heute nicht mehr die Ansprüche an moderne und energiesparende Bauprodukte für den Einbau in beheizte Gebäude im Sinne des aktuellen Gebäudeenergiegesetzes (GEG).

Um Energie zu sparen, stellt heutzutage die dreischalige Lichtkuppel den Regelfall dar. Mit einem U_r-Wert nach DIN EN 1873 von höchstens 2,5 W/m²K darf 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 höhere Anforderungen an den Wärmeschutz gestellt werden, können entweder Lichtkuppelverglasungen mit noch mehr Schalen, zum Beispiel vierschalige Lichtkuppeln mit U_r-Werten bis zu 1,5 W/m²K hinab gewählt werden.

Alternativ können bei Kombinationen von Lichtkuppelschalen mit einer oder mehreren darunter eingebauten, flachen Mehrkammer-Stegplatten oder Isolierglasscheiben auch U_r-Werte unter 1,0 W/m²K nach DIN EN 1873 erreicht werden. Eine solche Bauweise ist im Bild rechts zu sehen. Genauere Informationen und technische Daten liefern Ihnen die Hersteller.

Für den Einsatz von Isolierglasscheiben sind die Anforderungen an Sicherheitsverglasungen für Überkopfeinbau zu erfüllen.

Kunststoffverglasungen von Lichtbändern

Als grundlegende Verglasung von Lichtbändern haben sich Stegplatten ab ca. 10mm Dicke durchgesetzt, da diese im Vergleich zu Massivplatten eine deutlich höhere Steifigkeit bei geringem Materialeinsatz bieten. Anders als bei Lichtkuppeln, deren Tragverhalten auch bei Verwendung vergleichsweise dünner Massivplatten im Wesentlichen durch die 3-dimensionale Wölbung der Kuppelschalen bestimmt wird, müssen bei Lichtbändern alle Belastungen durch die Verglasung selbst oder genauer deren eigene Tragfähigkeit und Steifigkeit aufgenommen und in die Profilkonstruktion abgeleitet werden.

Die Tragfähigkeit und Steifigkeit der verwendeten Verglasungsmaterialien hat bei Lichtbändern also sehr großen Einfluss auf das Tragvermögen des damit hergestellten Lichtbandes. Da das Tragverhalten solcher Verglasungen aus Stegplatten nicht auf Basis eingeführter technischer Regelwerke rechnerisch beurteilt werden kann, wird in Deutschland für ebene Lichtbandverglasungen ab 1 m Spannweite und auch für gebogene Lichtbänder ab 2 m Spannweite ein baurechtlicher Verwendbarkeitsnachweis gefordert.

Die meisten Lichtbänder werden daher heute in Deutschland auf Grundlage einer allgemeinen Bauartgenehmigung verwendet. Solche Bauartgenehmigung werden meist auf Grundlage einer europäischen technischen Zulassung oder einer (deutschen) allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung für den Bausatz des Lichtbandsystems erteilt. Im Rahmen dieser Zulassung werden für spezifische Stegplattentypen bestimmter Plattenhersteller die Tragfähigkeiten der Verglasungen ermittelt und in der Zulassung mit allen erforderlichen Angaben zur Dimensionierung und zum Einbau des Lichtbandes festgelegt. Die Zulassungen enthalten dann auch weitere Angaben zu Eigenschaften des Lichtbandsystems, wie zum Beispiel dem Brandverhalten oder meist auch zum mittleren Wärmedurchgangskoeffizienten.

Um den gestiegenen Anforderungen an die Wärmedämmung beheizter Gebäude gerecht zu werden, haben sich auch bei den Lichtbändern die marktüblichen Verglasungen deutlich geändert. Während in der Vergangenheit überwiegend Stegdoppelplatten mit 10 mm Dicke mit einem U_t -Wert von ca. 3,1 W/m²K die übliche Standardverglasung für die meisten Anwendungsfälle darstellten haben sich heute Lichtbänder 16 mm dicke Stegplatten mit fünf bis sieben Stegen und einem Ur-Wert nach DIN EN 1873 von höchstens 2,5 W/m²K als Standard für beheizte Gebäude im Sinne des aktuellen Gebäudeenergiegesetzes (GEG) etabliert. Alternativ werden auch mehrlagige Verglasungen beispielsweise aus zwei 10 mm dicken Stegdoppelplatten verwendet um diese Anforderungen zu erfüllen.

Wenn beispielsweise in Hallenbädern mit erhöhter Temperatur sowie hoher Wasserdampfkonzentration noch höhere Anforderungen an den Wärmeschutz gestellt werden, können durch Kombinationen von Stegplatten, die übereinander entweder direkt aufeinander aufliegend oder mit einem Luftzwischenraum eingebaut sind, auch Ur-Werte bis unter 1,0 W/m²K nach DIN EN 1873 erreicht werden.

Auch bei Lichtbandverglasungen sollte immer mindestens eine opal eingefärbte Platte eingesetzt werden um Blendeffekte zu vermeiden. Da an jedem Steg der Mehrfachstegplatten das Licht gebrochen wird und ein Anteil des Lichtes auch reflektiert und absorbiert wird, sind die Lichttransmission und der Gesamtenergiedurchlass heutiger Lichtbandverglasungen tendenziell geringer als bei Lichtkuppelverglasungen mit weinigen Schalen aus Massivplatten. Mit steigender Steganzahl nimmt dieser Effekt zu. Das Licht wird dadurch aber auch mehr gestreut und so gut im Raum verteilt. Durch die vergleichsweise großen Verglasungsflächen von Lichtbändern werden die so ausgeleuchteten Hallen trotzdem sehr hell, so dass meist alle eingesetzten Platten opal ausgeführt werden. Auf Wunsch sind auch IR-reflektierende Platten als Sonnenschutz lieferbar.

Werden für andere Eigenschaften Anforderungen gestellt, welche die Stegplatten allein nicht erfüllen, werden häufig zusätzliche Massivplatten in den Verglasungen zum Erreichen dieser Eigenschaften verbaut. Typische Anwendungsfälle hierfür sind:

• Außenliegende Massivplatten aus PC oder PETG zur Erhöhung des Hagelwiderstandes
• Einbau spezieller Massivplatten aus GF-UP um die Widerstandfähigkeit gegen Flugfeuer und strahlende Wärme zu gewährleisten
• Einbau schwerer Massivplatten um die Schalldämmeigenschaften zu erhöhen

Zum Teil werden solche Leistungen auch durch Einsatz anderer Mittel wie beispielsweise vollflächig zwischen zwei Stegplatten eingebrachte Glasvlieslagen oder Füllungen in einzelnen Platten umgesetzt.

Verglasungseigenschaften

Neben dem Wärmedurchgangskoeffizienten sind auch die Lichttransmission τ_D,65 und der Gesamtenergiedurchlass g-Wert wichtige Eigenschaften von Kunststoffverglasungen die den Beitrag der Lichtkuppel zur Energieeffizienz des Gebäudes beeinflussen. In der Tabelle 12 der DIN 4108-4 sind für eine Reihe gängiger Kunststoffverglasungen Anhaltswerte für diese Kennwerte dargestellt. Viele Verglasungslösungen haben in der Realität bessere Wärmedurchgangskoeffizienten als die aktuell in der Tabelle angegebenen Anhaltswerte. Höhere Werte können die Mitgliedsunternehmen des FVLR anhand von Prüfzeugnissen nachweisen.

Diese Eigenschaften sind bei Einbau der Verglasungen in Lichtkuppeln und Lichtbändern ausschließlich vom Aufbau der Verglasung abhängig und werden deshalb bei der Verwendung von CE-gekennzeichneten Einzelplatten als Verglasung des Oberlichts direkt in die CE-Kennzeichnung des Oberlichtes übertragen. Bei mehrschaligen Plattenkombinationen werden auch diese Eigenschaften für eine CE-Kennzeichnung im Rahmen der Bewertung des Oberlichts ermittelt.

Für die Bewertung aller anderen Eigenschaften von Oberlichtern spielen auch die Befestigung und Abdichtung der Verglasung und aller weiteren Bauteile eine wesentliche Rolle. Diese Leistungen werden deshalb am kompletten Oberlicht ermittelt.