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U. Pont, P. Schober, M. Wölzl, M. Schuss, A. Rubick, A. Mahdavi:
"VAMOS - Vakuumglas-Kastenfenster: Performance-Monitoring in Sanierungsprojekten";
Report for FFG - 6. Ausschreibung Stadt der Zukunft; Report No. Projekteinreichung, 2019; 84 pages.

The Project VAMOS addresses the retrofit of casement window with vacuum glass. Thereby, the project will examine for different types of casement windows (The "old Viennese casement window" / "Grazer casement window", "the Viennese casement window", etc.) and different levels of retrofit intervention (from "cosmetic" minimal-invasive refurbishment actions to total reconstruction / new construction of the corresponding casement windows) viable retrofit approaches regarding the integration of vacuum glazing. Methodologically, retrofit construction scenarios will be designed, tested and evaluated regarding their impact and performance both physically (laboratory) and virtually (numeric simulation), built and integrated in existing building envelopes. Subsequently, the described technology demonstrators will be subjected to a rigorous monitoring. Aspects that will be monitored encompass local and surface temperatures, condensation risk / relative humidity, air movement/velocities, and other objective and subjective performance indicators. The project will host the first realizations of casement window retrofit with vacuum glazing in (partly historically meaningful) existing buildings.
Generally, Vacuum glazing is considered as two-shell glass construction, with an evacuated interstitial space in-between. These glazing products have a very good thermal performance (UG-Values of 0.4 - 0.6 W.m-2.K-1), majorly due to the widely elimination of conduction and convection in the interstitial space. As such, these products require special consideration of their properties in window construction. In a previous project - VIG-SYS-RENO - it could be proved that these glazing products can generally be utilized for casement window retrofit, however, no realization was performed until now.
Based on the findings of VIG-SYS-RENO (and the two other projects involving vacuum-glazing products, MOTIVE and the ongoing FIVA-project) casement window designs encompassing vacuum glass will be first envisioned and designed, and then subjected to rigorous testing via empirical/physical and simulation-based models. Based on these efforts, decisions regarding the best construction method for each type of casement window and each degree of intervention will be taken. Questions, such as the positioning of the vacuum glazing in inner, outer or both shells of the casement window construction will thus be answered. The frame-geometries, joint details, and construction specifics will be highlighted and documented.
Both the demonstration site buildings´ inner spaces, affected by the retrofit, as well as the windows will be subjected to a rigorous monitoring. This will already start prior to retrofit to obtain comparison data for a before/after analysis. After retrofit the monitoring efforts will be continued. Thus, the effect of the vacuum glazing can and will be studied in detail, and evaluated regarding indicators such as the thermal comfort, the heating demand, and others.
One further focus is the documentation and authorship of a guideline pertaining to the application of vacuum glazing products in windows within sensitive building stock.
Expected results include not only improved thermal performances of the demo site buildings, but based on the demonstration sites an increased stock of documented experiences and knowledge regarding the specific aspects of retrofit projects encompassing vacuum glazing.

Das Projekt VAMOS befasst sich mit der Sanierung von Kastenfenstern mittels Vakuumglas. Hierzu sollen im Projekt für unterschiedliche Kastenfenstertypologien (z.B. Pfostenstock-Kastenfenster, Leistenpfostenstock-Kastenfenster, Rahmenpfostenstock-Kastenfenster, Doppelrahmenstock-Kastenfenster) und unterschiedliche Interventionsgrade (von "kosmetischen", minimalinvasiven Maßnahmen bis zur kompletten Fensterrekonstruktion/Neuerrichtung) Sanierungsvarianten mit Vakuumglas konzipiert, mittels Labormessungen und Simulationsuntersuchungen evaluiert und optimiert, konstruiert und in realen Einbausituationen eingebaut werden, sowie einem detaillierten Monitoring unterzogen werden. Die hierbei observierten Aspekte sind Oberflächentemperatur, relative Luftfeuchtigkeit/Kondensatneigungen, Luftgeschwindigkeit im Anschlussbereich, sowie andere objektive und subjektive Performancekriterien. Es handelt sich österreichweit um die ersten Fenstersanierungs-Realisierungen / Demonstrationen mit Vakuumgläsern in (zum Teil denkmalnahen) Bestandsobjekten bzw. Sanierungen.
Vakuumgläser sind zweischalige Glaskonstruktionen, die einen evakuierten Zwischenraum besitzen. Diese Gläser haben durch den weitest-gehenden Entfall der Wärmetransportmechanismen Wärmeleitung und Konvektion eine sehr gute thermische Performance (UG-Werte von 0,4 - 0,6 W.m-2.K-1). Durch ihre spezielle Konstruktion erfordern solche Gläser aber auch die detaillierte Berücksichtigung der Spezifika in der Fensterkonstruktion. Im Vorprojekt VIG-SYS-RENO (Sondierung) konnte die prinzipielle Anwendbarkeit von Vakuumgläsern in Kastenfenstern bewiesen werden, jedoch noch keine Umsetzung unter Realbedingungen bewerkstelligt werden.
Aufbauend auf den Erkenntnissen aus den Vorprojekten VIG-SYS-RENO, MOTIVE und FIVA sollen für unterschiedliche Kastenfenster zunächst Sanierungsvarianten erdacht werden. Diese werden einer rigorosen Testreihe sowohl virtueller, wie auch physischer Natur unterzogen um dann eine Entscheidung für einen entsprechenden Bau und einen entsprechenden Einbau zu treffen. Hierbei geht es um die Frage, ob die Vakuumgläser auf der Innen- oder auf der Außenseite des Kastenfensters zu montieren sind, bzw. wie die Rahmen-Geometrien und Anschlussdetails auszusehen haben. Diese Frage muss vor dem Spiegel der architektonischen Erscheinungsform (die in den meisten Fällen als erhaltenswerte Priorität zu betrachten sein wird) und den Performance-Implikationen untersucht werden.
Bei den Demonstrationen unter Realbedingungen werden sowohl das jeweilige Bauwerk mit seinen betroffenen Innenräumen, wie auch die bestehenden Fenster vor der Sanierung nach Maßgabe der Möglichkeiten bereits unter eine Beobachtung mittels State-of-the-Art Monitoring Equipment genommen, welches nach der Sanierung fortgesetzt wird. Dabei werden Kurz-, Mittel- und Langfristige Monitoring-Bemühungen realisiert, welche eine gute Bewertung des Effektes der Vakuumgläser auf Indikatoren wie den thermischen Komfort oder auch den jeweiligen Heizwärmebedarfswert ermöglichen.
Ein Fokus des Umsetzungsprojektes liegt auch auf der genauen Dokumentation der technischen und administrativen Aspekte des Einsatzes solcher neuen, hochleistenden Technologien im sensiblen Gebäudebestand. Hierzu ist vorgesehen, einen Leitfaden zur Beantwortung solcher Fragen zu erstellen.
Es ist zu erwarten, dass die Erkenntnisse aus diesem Projekt dazu beitragen werden, Sanierungen mit Vakuumgläsern bekannter zu machen, sowie viele Fragezeichen, die damit verbunden sind, auszuräumen bzw. zu klären.

Vacuum glazing, casement windows, building retrofit, technology demonstrator