Vergleich DIN 4701 Und DIN en 12831

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Informationsveranstaltung zur

DIN EN 12831 (Heizungsanlagen in Gebäuden – Verfahren zur Berechnung der Norm-Heizlast) und

DIN EN 12831(Beiblatt 1) (Nationaler Anhang)

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Teil 1: Theorie zur DIN EN 12831 Pause

Teil 2: Theorie zur DIN EN 12831 Mittagspause Teil 3: Beispiel zur Heizlast-Berechnung nach DIN EN 12831

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Historie

DIN 4701, Ausgabe 1959 24 Jahre

„Das in DIN 4701 (1959) enthaltene Verfahren wird in den physikalischen Grundlagen im wesentlichen beibehalten...“

20 Jahre

Die physikalische Basis ist in DIN 4701 (1983) und DIN EN 12831 weitestgehend gleich...

DIN 4701, Ausgabe 1983

DIN EN 12831, Ausgabe 2003 ?? Jahre

Aber: Abgesehen von einer gänzlich anderen Gebrauchsformel unterscheidet sich die EN 12831 bei der Ermittlung der Lüftungswärmeverluste auch methodisch von der DIN 4701 (1983).

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Zeitplanung

Die Norm DIN EN 12831 ersetzt ab August 2003 die DIN 4701 (Teil1 bis 3) Übergangsfrist bis 31. März 2004. Jedes Mitgliedsland der EU kann der EN 12831 einen Nationalen Anhang beifügen. Nationale Anhänge EN 12831

D A

Anhang

CH usw.

Der Nationale Anhang beinhaltet z.B. meteorologische Daten, Mindestluftwechselraten, Raumtemperaturen, Luftdurchlässigkeitswerte, Höhenkorrekturfaktoren, Abschirmungsklassen usw.

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Zeitplanung

Der Nationale Anhang für Deutschland ist das Beiblatt 1 zur DIN EN 12831.

D

Beiblatt 1 zur DIN EN 12831

A CH

Beiblatt 1 wird voraussichtlich im Oktober 2003 als Weißdruck veröffentlicht. Daneben gelten die ersetzten Normen (DIN 4701) noch bis 31.03.2004 à einheitliches Rechenverfahren in der gesamten EU

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Inhalt der DIN EN 12831

Inhalt: Berechnungsverfahren zur Ermittlung der Wärmezufuhr, die unter Norm-Auslegungsbedingungen benötigt wird, um die NormInnentemperatur zu erreichen.

Berechnungansatz: - raumweise: à als Basis für die Auslegung der Heizflächen - bezogen auf das Gebäude: à als Basis für die Auslegung des Wärmeerzeugers

à Analogie zur DIN 4701

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Rechenverfahren der DIN EN 12831

2 Standard-Rechenverfahren und Sonderfälle vereinfachtes Verfahren: für Wohngebäude mit nicht mehr als 3 Wohneinheiten und Luftdichtigkeit von unter n 50=3 h -1 ausführliches Verfahren: für alle Standard-Gebäude (Einschränkung: Raumhöhe darf 5m nicht übersteigen) Sonderfälle (Anhang B der DIN EN 12831): -Hohe Räume und große Bauten -Gebäude mit signifikanter Abweichung von Luft- und mittlerer Strahlungstemperatur.

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Begriffe der DIN EN 12831

Einführung neuer – internationaler - Begriffe und Indizes à Begriffe der DIN 4701, die es zukünftig nicht mehr gibt: windstarke/windschwache Gegend Geschoss- und Schachttyp Grundrisstyp (Einzelhaustyp I, Reihenhaustyp II) Außenflächenkorrektur ∆ka, Sonnenkorrektur ∆ks Außentemperaturkorrektur (und alle damit zusammenhängenden Begriffe, wie z.B. außenflächenbezogene Speichermasse)

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Inhalt der DIN EN 12831

Fugendurchlasskoeffizient a senkrechte und waagerechte Fugen und Fugenlänge l Fugendurchlässigkeit a*l angeströmte und nichtangeströmte Durchlässigkeiten A / N Raumkennzahl r Hauskenngröße H Krischer-Wert D als Kennwert für die mittlere Oberflächentemperatur der Umschließungsflächen

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Inhalt der DIN EN 12831

à Begriffe gleicher Bedeutung, aber unterschiedlicher Zeichen : k-Wert (Wärmedurchgangskoeffizient)à U-Wert (Wärmedurchgangskoeffizient) Q (Wärmestrom) à Φ (Wärmefluss) QT (Transmissionswärmebedarf) à ΦT (Transmissionswärmeverlust) QL (Lüftungswärmebedarf) à ΦV (Lüftungswärmeverlust) QN (Norm-Wärmebedarf) à ΦHL (Norm-Heizlast), ΦHL, Netto (Netto-Heizlast)

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Inhalt der DIN EN 12831

QN, Geb (Norm-Wärmebedarf Gebäude) à ΦHL, Geb (Norm-Heizlast, Gebäude) θa` (Außentemperatur) à Θe (Außentemperatur) θi (Innentemperatur) à Θint (Innentemperatur) θi` (Innentemperatur beh. NR) à Θas (Innentemperatur beh. NR) θAL (Temperatur über längere Kälteperiode) à Θme (Jahresmittel) ß (Luftwechsel) à n (externe Luftwechselrate)

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Inhalt der DIN EN 12831

à neue Begriffe der DIN EN 12831: Wärmeverlustkoeffizient H Transmissionswärmeverlustkoeffizient HT Lüftungswärmeverlustkoeffizient HV Wärmebrückenzuschlag fc (∆UWB) längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient Ψ Abschirmungsklasse und Abschirmungskoeffizient e Luftdurchlässigkeitswert n50

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Inhalt der DIN EN 12831

verschiedenste Korrekturfaktoren Temperatur-Reduktionsfaktor bu (unbeheizte Nebenräume) Temperatur-Reduktionsfaktor fi (beheizte Nebenräume) witterungsbedingte Korrekturfaktoren ek, el (entfallen in D) Reduktionsfaktor für erdreichberührte Bauteile fg1, Korrekturfaktor für jährliche Schwankung der Außentemperatur fg2, Korrekturfaktor für den Einfluss von Grundwasser GW , Parameter B´ (Kenngröße zur Berechnung der erdreichberührten Bauteile) exponierter Umfang P (der Bodenplatte, des Raumes) thermisch wirksamer Volumenstrom Vth Wiederaufheizfaktor fRH Zusatz-Aufheizleistung ΦRH Copyright © 2003 SOLAR-COMPUTER GmbH, Göttingen n Internet: http // www.solar-computer.de

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Grunddaten für die Berechnung

Meteorologische Daten Norm-Außentemperatur Θe zur Berechnung der Norm-Wärmeverluste an die äußere Umgebung Jahresmittel der Außentemperatur Θm,e zur Berechnung der Wärmeverluste an das Erdreich

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Grunddaten für die Berechnung

Norm-Innentemperatur Für die Berechnung der Norm-Heizlast müssen die Werte der NormInnentemperatur (Berechnungstemperatur) mit dem Auftraggeber vereinbart werden. Anhaltswerte der Norm-Innentemperatur sind in Tabelle 2 aufgeführt.

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Abmessungen der Bauteile

EN 12831 verlangt: -„innere-, äußere- oder andere Bemaßungsarten“ beim ausführlichen Verfahren - Außenbemaßung beim vereinfachten Verfahren Beiblatt 1 der DIN EN 12831 schreibt generell Außenbemaßung für Deutschland vor abweichend von DIN 4701

„Bei den Abmessungen der Bauteile sind als Länge und Breite die äußeren Rohbaumaße bzw. einschl. halber Innenwanddicke, ....... einzusetzen.“ „Bei den Abmessungen der Bauteile sind ..... als Höhen der Wände die Geschosshöhen..... einzusetzen.“

wie DIN 4701

„Bei den Abmessungen der Bauteile sind.... als Abmessungen der Fenster und Türen die Maueröffnungen einzusetzen.“ „Das Volumen des Raumes wird anhand der lichten Innenmaße berechnet.“

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Abmessungen der Bauteile

DIN 4701

DIN EN 12831

L = 4,12 m

L = (0,41+4,12+0,12) m L = 4,65 m

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Abmessungen der Bauteile

DIN 4701 und DIN EN 12831 H = (2,60+0,26) m H = 2,86 m

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Norm-Heizlast eines Raumes

Norm-Heizlast eines Raumes:

ΦHL = ΦT + ΦV + ΦRH ΦT ΦV Φ RH

= Norm-Transmissionswärmeverluste = Norm-Lüftungswärmeverluste = Zusatz-Aufheizleistung

Netto-Heizlast eines Raumes (nur im deutschen Anhang):

ΦHL , Netto = ΦT + ΦV Copyright © 2003 SOLAR-COMPUTER GmbH, Göttingen n Internet: http // www.solar-computer.de

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Norm-Transmissionswärmeverluste eines Raumes

das formale Rechenverfahren wurde geändert Schritt 1: Berechnung des neu eingeführten TransmissionsWärmeverlustkoeffizienten HT jeder einzelnen Raumbegrenzungsfläche Schritt 2: Aufsummierung der Transmissions-Wärmeverlustkoeffizienten aller Raumbegrenzungsflächen Schritt 3: Multiplikation dieser Summe mit der Temperaturdifferenz

θ int − θe à Vorgehensweise bedingt einen Temperatur-Reduktionsfaktor (Korrekturfaktor), wenn die Raumbegrenzungsfläche nicht an Außenluft grenzt

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Norm-Transmissionswärmeverluste eines Raumes

DIN EN 12831 unterscheidet hinsichtlich der Transmissionswärmeverluste 4 verschiedene Situationen auf der Nachbarseite eines Bauteils: Bauteil grenzt an Außenluft

Bauteil grenzt an einen unbeheizten Raum

Bauteil grenzt an einen beheizten Raum

Bauteil grenzt an Erdreich

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Norm-Transmissionswärmeverluste eines Raumes

Norm- Transmissionswärmeverlust eines Raumes:

ΦT = ( HT , ie + Ht , iue + Ht , ig + Ht , ij ) • (θ int − θe) HT , ie

= Transmissions-Wärmeverlustkoeffizient zwischen dem beheizten Raum (i) und der äußeren Umgebung (e) durch die Gebäudehülle

HT , iue = Transmissionswärmeverlust-Koeffizient vom beheizten Raum (i)

an die äußere Umgebung(e) durch den unbeheizten Raum (u) HT , ig = stationärer Transmissions-Wärmeverlust-Koeffizient des Erdreichs vom beheizten Raum (i) an das Erdreich (g)

HT , ij

= korrigierter Transmissions-Wärmeverlustkoeffizient eines beheizten Raumes (i) zu einem benachbarten, beheizten Raum (j) mit einem unterschiedlichen Temperaturniveau

θ int

= Norm-Innentemperatur des beheizten Raumes

θe

= Norm-Außentemperatur Copyright © 2003 SOLAR-COMPUTER GmbH, Göttingen n Internet: http // www.solar-computer.de

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Wärmeverluste an die äußere Umgebung

HT , ie = ∑k Ak • Uk • ek + ∑1ψ 1 • l 1 • e1 ek und el sind witterungsbedingte Korrekturfaktoren zur Berücksichtigung meteorologischer Einflüsse gemäß Beiblatt 1 in Deutschland gilt: ek = el = 1.00

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Wärmeverluste an die äußere Umgebung

HT , ie = ∑k Ak • Uk • ek + ∑1ψ 1 • l 1 • e1 DIN EN 12831 berücksichtigt zusätzlich die Wärmebrücken Ψ = längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient l = Länge der Wärmebrücke zu berücksichtigen sind nur die linearen Wärmebrücken (keine punktuellen) lt. Beiblatt 1 kann ersetzt werden

∑ψ 1

1

• l1 • e1

durch den Korrekturfaktor fc (∆UWB )

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Wärmeverluste an die äußere Umgebung

HT , ie = ∑k Ak • Uk • ek + ∑1ψ 1 • l 1 • e1 HT , ie = ∑k Ak • (Uk + ∆UWB ) • ek fc (gemäß EN 12831) = ∆UWB (gemäß DIN 4108/6, ENEV)

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Wärmeverluste an die äußere Umgebung

pauschale oder detaillierte Berücksichtigung der Wärmebrücken Situation der Wärmebrücken

fc(∆UWB ) für vertikal ausgerichtete Bauteile (Wände) [W/m2K]

ohne bauseitiger Berücksichtigung von Wärmebrücken

0,10

mit bauseitiger Berücksichtigung von Wärmebrücken – nach DIN 4108, Beiblatt 2

0,05

detaillierter Nachweis der Wärmebrückenzuschläge für alle Bauteile (s. Punkt 7.1.1DIN EN 12831, Formel 3)

fc(∆UWB ) =

∑ψ 1

1

• l 1 • e1 / A k

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Wärmeverluste durch unbeheizte Räume an die äußere Umgebung

HT , iue = ∑k Ak • Uk • bu + ∑1ψ 1 • l1 • bu HT , iue = ∑k Ak • (Uk + ∆Uwb ) • bu bu = Temperatur-Reduktionsfaktor zur Berücksichtigung des Temperaturunterschiedes des unbeheizten Raumes zur Norm-Außentemperatur.

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Wärmeverluste durch unbeheizte Räume an die äußere Umgebung

wenn die Temperatur des unbeheizten Raumes bekannt ist, so wird bu nach folgender Formel berechnet:

θ int − θu bu = θ int − θe

Wenn die Temperatur des unbeheizten Raumes unbekannt ist, so kann bu anhand vorgegebener Kriterien ausgewählt werden:

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Wärmeverluste an das Erdreich

Wärmeverluste an Erdreich werden berechnet nach EN ISO 13370 Wärmeverluste hängen von folgenden Parametern ab: Fläche und Umfang der Bodenplatte Tiefe der Bodenplatte unter dem Erdreich Dämmeigenschaften des Bodens entweder ausführliche oder vereinfachte Berechnung

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Wärmeverluste an das Erdreich

Vereinfachte Berechnung:

feste Randbedingungen:

λBoden = 2,0 W/mK Randdämmung der Bodenplatte wird vernachlässigt Problem: Tabellen in DIN EN 12831 gibt es nur für

z = 0 m (Bodenplatte auf Erdreich), z = 1,5 m und z = 3,0 m

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Wärmeverluste an das Erdreich

Vereinfachte Berechnung:

HT , ig = fg1 ⋅ fg 2 ⋅

(∑

k

)

Ak ⋅ Uequiv, k ⋅ Gw

fg1 ist ein Korrekturfaktor für die jährliche Schwankung der Außentemperatur in Deutschland gilt: fg1 = 1,45 = konstant fg2 ist ein Reduktionsfaktor für die Temperaturdifferenz

fg 2 =

θ int − θm, e θ int − θe

Gw ist ein Reduktionsfaktor Korrekturfaktor zur Berücksichtigung des Einflusses von Grundwasser lt. Beiblatt in Deutschland - wenn Abstand Grundwasserspiegel zu Fundamentplatte > 3m: GW =1,00 - wenn Abstand Grundwasserspiegel zu Fundamentplatte < 3m: GW = 1,15 Copyright © 2003 SOLAR-COMPUTER GmbH, Göttingen n Internet: http // www.solar-computer.de

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Wärmeverluste an das Erdreich

HT , ig = fg1 ⋅ fg 2 ⋅

(∑

k

)

Ak ⋅ Uequiv, k ⋅ Gw

Uequiv ist der sogenannte equivalente Wärmedurchgangskoeffizient des Bauteils der neu eingeführte Uequiv wird aus den Bildern 3 bis 6 bzw. Tabellen 4 bis 7 aus DIN EN 12831 ermittelt

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Wärmeverluste an das Erdreich

Uequiv ist abhängig vom Parameter B`, vom U-Wert der Bodenplatte und von der Tiefe der Bodenplatte unter Erdreich

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Wärmeverluste an das Erdreich

Bestimmung des Parameters B`:

Ag B´ = [m] 0,5 ∗ P Ag = Fläche der Bodenplatte P = exponierter (berührter) Umfang der Bodenplatte Bei der Ermittlung von P sind nur die Längen der erdreichberührenden Außenwände als Umfang einzusetzen

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Wärmeverluste an das Erdreich

Einzelhaus L = 15 m

P = 2(L + B)

Eckhaus L = 15 m

P = 2L + B

B=8m

Mittelhaus

P = 2(15+8)= 46 m

Einzelraum

L = 15 m

P=2xL

L=7m

B=8m

P=L P = 2*15+8 P = 38 m

P = 2*15 P = 30 m

P=7m Copyright © 2003 SOLAR-COMPUTER GmbH, Göttingen n Internet: http // www.solar-computer.de

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Wärmeverluste an das Erdreich

innenliegender Raum

P: n.def.

Fallunterscheidung: In folgenden Fällen wird zur Berechnung des Parameters B`der exponierte Umfang der gesamten erdreichberührten Bodenfläche des Gebäudes eingesetzt: bei innenliegenden Räumen (besitzen keine ans Erdreich angrenzende Außenwand) wenn Uboden< 0,5 W/m²K: In allen anderen Fällen erfolgt eine raumweise getrennte Berechnung des B´-Wertes, d.h. es ist der exponierte Umfang des Raumes einzusetzen. Copyright © 2003 SOLAR-COMPUTER GmbH, Göttingen n Internet: http // www.solar-computer.de

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Wärmeverluste an das Erdreich

L = 15 m U-Wert des Fußbodens = 0,58 W/m²K B=8m

P = (4+7,5) m = 11,5 m B`= (7,5*4) m² / 0,5 * 11,5 m = 5,2 m

L = 15 m U-Wert des Fußbodens = 0,43 W/m²K B=8m

P = 2*(15+8) m = 46 m B`= (7,5*4) m² / 0,5 * 46 m = 1,3 m

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Wärmeverluste an das Erdreich

Ausführliche Berechnung nach EN ISO 13370:

λ Boden ist variabel vertikale und horizontale Randdämmung der Bodenplatte wird berücksichtigt

Tiefe der Bodenplatte unter Erdreichoberkante (z) ist variabel

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Wärmeverluste an das Erdreich

Ausführliche Berechnung nach EN ISO 13370:

Fußboden:

Ubf =

2λ  πB´  ln + 1 π B´+ dt + 12 z  dt + 1 2 z 

Bei (dt+

Ubf =

1 z )〈B´ 2

(gut gedämmte Keller-Bodenplatten):

λ 0,457 B´+ dt + 12 z

dt = w + λ (Rsi + Rf + Rse ) Copyright © 2003 SOLAR-COMPUTER GmbH, Göttingen n Internet: http // www.solar-computer.de

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Wärmeverluste an das Erdreich

Ausführliche Berechnung nach EN ISO 13370:

Wände:

2λ  0,5dt   z  Ubw = 1 +  ln + 1 πz  dt + z   dw  dt = w + λ (Rsi + Rf + Rse )

dw = λ (Rsi + Rw + Rse )

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Wärmefluss zwischen beheizten Zonen untersch. Temperatur

HT , ij = ∑k fij ⋅ Ak ⋅ Uk HT , ij

berücksichtigt den Transmissionswärmestrom zwischen einem beheizten Raum (i) und einem beheizten Nachbarraum (j) mit einer unterschiedlichen Temperatur. fij ist ein Temperatur-Reduktionsfaktor, für den gilt:

fij =

θ int, i − θadjacentspace θ int, i − θe Copyright © 2003 SOLAR-COMPUTER GmbH, Göttingen n Internet: http // www.solar-computer.de

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Wärmefluss zwischen beheizten Zonen untersch. Temperatur

Liegen keine nationalen Temperaturwerte für beheizte Nachbarräume vor, können die Reduktionsfaktoren nach Tabelle 5 eingesetzt bzw. berechnet werden.

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Zusammenfassung Norm-Transmissionswärmeverluste

Norm- Transmissionswärmeverlust eines Raumes:

ΦT = ( HT , ie + Ht , iue + Ht , ig + Ht , ij ) • (θ int − θe) HT , ie = ∑k Ak • (Uk + ∆UWB ) • ek

HT , iue = ∑k Ak • (Uk + ∆Uwb) • bu HT , ig = fg1 ⋅ fg 2 ⋅

(∑

k

)

Ak ⋅ Uequiv, k ⋅ Gw

HT , ij = ∑k fij ⋅ Ak ⋅ Uk

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Norm-Lüftungswärmeverlust eines Raumes

Norm- Lüftungswärmeverlust eines Raumes:

ΦV = V&th ∗ cp ∗ ρ ∗ (θ int − θe) Temperatureinflüsse bleiben unberücksichtigt

cp ∗ ρ = 0,34

ΦV = 0,34 ∗V&th ∗ (θ int − θe ) DIN EN 12831 berechnet zunächst nicht direkt den Lüftungswärmeverlust, sondern ermittelt die Volumenströme für Infiltration und/oder für die mechanische Belüftung.

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Norm-Lüftungswärmeverlust eines Raumes

Wie DIN 4701 unterscheidet DIN EN 12831 zwischen: natürlicher Belüftung mechanischer Belüftung Bei natürlicher Belüftung muss der infiltrierte Luftvolumenstrom mit dem Mindestvolumenstrom verglichen werden. Das Maximum wird eingesetzt. Bei mechanischer Belüftung muss der tatsächliche Luftvolumenstrom mit einem Faktor korrigiert werden, wenn die angesaugte Lufttemperatur nicht der Außentemperatur entspricht (z.B. Ansaugung aus dem Flur in die Toilette). Bei mechanischer Belüftung wird außerdem unterschieden in: - Anlagen mit Zuluftüberschuss (oder ausgeglichen) - Anlagen mit Abluftüberschuss

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Norm-Lüftungswärmeverlust eines Raumes

Mindest-Volumenstrom

V& min = n min ∗VR

Tabelle 6 – Mindestluftwechselzahl nmin

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Norm-Lüftungswärmeverlust eines Raumes

Volumenstrom aus Infiltration (natürliche Belüftung, freie Lüftung)

V& inf = 2 ∗VR ∗ n 50 ∗ e ∗ ε VR = Raumvolumen des Raumes i n50 = Luftwechselrate bei einer Druckdifferenz von 50 Pa (Tabelle7) e

ε

= Abschirmungskoeffizient (Tabelle 8) = Höhenkorrekturfaktor (Tabelle 9)

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Norm-Lüftungswärmeverlust eines Raumes

Volumenstrom aus Infiltration (natürliche Belüftung, freie Lüftung)

V& inf = 2 ∗VR ∗ n 50 ∗ e ∗ ε Tabelle 7 – Luftdurchlässigkeitswerte –n50

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Norm-Lüftungswärmeverlust eines Raumes

Volumenstrom aus Infiltration (natürliche Belüftung, freie Lüftung)

V& inf = 2 ∗VR ∗ n 50 ∗ e ∗ ε Tabelle 8 – Abschirmungskoeffizient - e

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Norm-Lüftungswärmeverlust eines Raumes

Volumenstrom aus Infiltration (natürliche Belüftung, freie Lüftung)

V& inf = 2 ∗VR ∗ n 50 ∗ e ∗ ε Tabelle 9 – Höhenkorrekturfaktor ε nach Lage des Raumes über Erdreichniveau

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Norm-Lüftungswärmeverlust eines Raumes

Volumenstrom aus Infiltration (natürliche Belüftung, freie Lüftung)

V& inf = 2 ∗VR ∗ n 50 ∗ e ∗ ε Der so ermittelte Volumenstrom wird mit dem Mindest-Volumenstrom verglichen und das Maximum wird in die weitere Berechnung eingesetzt:

V&th = max(V inf,V min)

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Norm-Lüftungswärmeverlust eines Raumes

Mechanische Lüftungsanlage mit Zuluftvolumenstrom

V&th 0 = V&su ∗ fV

fV , i =

θ int, i − θsu , i θ int, i − θe

Der durch die Anlagenkonzeption bestimmte Volumenstrom Vsu wird mit einem Reduktionsfaktor korrigiert.

Mechanische Lüftungsanlage mit Abluftüberschuss

V&mech , inf = V&ex − V&su Der Abluftüberschuss Vmech,inf wird bestimmt aus der Differenz zwischen Zuund Abluft (Vex > Vsu) Copyright © 2003 SOLAR-COMPUTER GmbH, Göttingen n Internet: http // www.solar-computer.de

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Norm-Lüftungswärmeverlust eines Raumes

Ermittlung des „thermisch wirksamen Volumenstroms“ Der thermisch wirksame Volumenstrom wird (bei Vorhandensein mechanischer Belüftung) aus vier Berechnungsmöglichkeiten bestimmt: - Mindest-Luftvolumenstrom - durch Infiltration (natürliche Belüftung) - mechanische Lüftungsanlage mit Zuluftüberschuss (oder ausgeglichen) - mechanische Lüftungsanlage mit Abluftüberschuss Der „thermisch wirksamen Volumenstrom“ muss größer/gleich dem MindestVolumenstrom sein.

V&th = max(V& inf + V&su ∗ fV + V&mech , inf; V min) Copyright © 2003 SOLAR-COMPUTER GmbH, Göttingen n Internet: http // www.solar-computer.de

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Zusammenfassung Norm-Lüftungswärmeverlust

Norm- Lüftungswärmeverlust eines Raumes:

ΦV = 0,34 ∗V&th ∗ (θ int − θe) V& min, i = n min∗Vi V& inf, i = 2 ∗Vi ∗ n 50 ∗ ei ∗ εi

V&th 0 = V&su ∗ fV V&mech, inf = V&ex − V&su

Thermisch wirksamer Volumenstrom Vth

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Räume mit unterbrochenem Heizbetrieb

Räume mit unterbrochenem Heizbetrieb benötigen eine Aufheizleistung, um die geforderte Norm-Innentemperatur nach einer Absenkung innerhalb einer bestimmten Zeit erreichen zu können. Die zusätzliche Aufheizleistung ist in der Regel nicht notwendig, wenn die Anlagentechnik sicherstellt, dass die Absenkung in den kältesten Tagen nicht stattfindet.. Diese zusätzliche Aufheizleistung muss mit dem Auftraggeber vereinbart werden. kein Ersatz für eingeschränkten Heizbetrieb

ΦRH = A∗ fRH A

= Fußbodenfläche des beheizten Raumes

fRH = Wiederaufheizfaktor Copyright © 2003 SOLAR-COMPUTER GmbH, Göttingen n Internet: http // www.solar-computer.de

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Die wirksame Gebäudemasse wird in drei Klassen wie folgt angegeben:

leichte Gebäudemasse (abgehängte Decken und aufgeständerte Böden, Wände in Leichtbauweise),

Cwirk=15 Wh/m3K

mittelschwere Gebäudemasse (Betondecken und –böden mit Wänden in Leichtbauweise),

Cwirk=35 Wh/m3K

schwere Gebäudemasse (Betondecken und –böden in Verbindung mit Mauerwerks oder Betonwänden).

Cwirk=50 Wh/m3K

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Räume mit unterbrochenem Heizbetrieb

nur Fugenlüftung während der Aufheizzeit

Tabelle 10a – Wiederaufheizfaktor f RH für eine Luftwechselrate n = 0,1h-1

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Räume mit unterbrochenem Heizbetrieb

geringe, zeitlich eingeschränkte Fensterlüftung während der Aufheizzeit

Tabelle 10b – Wiederaufheizfaktor f RH für eine Luftwechselrate n = 0,5h-1

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Unterbrochener Heizbetrieb

Beispiel für die Erweiterung/Änderung durch Beiblatt 1: Zusatz-Aufheizleistung nach DIN EN 12831

Zusatz-Aufheizleistung nach DIN EN 12831/Beiblatt 1

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Unterbrochener Heizbetrieb

Innentemperaturabfall wird raumweise berechnet

Es werden die Raumdaten in die Formeln eingesetzt:

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Unterbrochener Heizbetrieb

Innentemperaturabfall wird gebäudeweise berechnet

Es werden die Gebäudedaten in die Formeln eingesetzt:

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Zusammenfassung Norm-Heizlast eines Raumes

Norm-Heizlast eines Raumes:

ΦHL = ΦT + ΦV + ΦRH ΦT ΦV Φ RH

= Norm-Transmissionswärmeverluste = Norm-Lüftungswärmeverluste = Zusatz-Aufheizleistung

Diese Norm-Heizlast ist Grundlage für die Auslegung der Heizflächen (Heizkörper, Fußbodenheizung, Elektrospeicherheizung etc.)

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Norm-Heizlast des Gebäudes

Die Norm-Heizlast des Gebäudes ist Grundlage für die Auslegung des Kessels oder der Übergabestation:

ΦHL = ΣΦT , e + ΣΦV + ΣΦRH ΣΦ T , e ΣΦV

= Transmissionswärmeverlust aller Räume (Verluste nur nach außen, unbeheizte Nebenräume, Erdreich) = ohne raumlufttechnischen Anlagen

ΣV&i = max(0,5 ∗ ΣV& inf, ΣV& min) = mit raumlufttechnischen Anlagen

ΣV&i = 0,5 ∗ ΣV& inf + (1 − η ) ∗ ΣV&su + ΣV&mech , inf η

ΣΦRH

= Wirkungsgrad der Wärmerückgewinnung

= zusätzliche Aufheizleistung aller Räume

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Vereinfachtes Rechenverfahren

Dieses kann für Wohngebäude bis zu drei Wohneinheiten und einer Gebäude-Luftdichtheit bis zu n 50 = 3-fach/h angewendet werden. Im vereinfachten Verfahren werden wie gewohnt die Flächen berechnet, die in Rechnung gestellten Flächen ermittelt und die U-Werte eingetragen.

Allerdings werden hier nur die Außenflächen berücksichtigt, keine Innenverluste. Die Wärmeverluste werden gemäß folgender Tabelle mit einem Temperatur-Korrekturfaktor fk in Abhängigkeit von der Umgebungssituation korrigiert.

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Vereinfachtes Rechenverfahren

Tabelle 11 – Temperaturkorrekturfaktoren fk für Wärmeverluste an verschiedene Umgebungsbereiche nach außen

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Vereinfachtes Rechenverfahren

Zum physikalischen U-Wert wird generell ein Wärmebrückenzuschlag von ∆UWB = 0,10 W/m2K addiert. Räume mit höheren Innentemperaturen (+4K) werden mit einem Faktor f∆υ = 1,5 berücksichtigt.

Als thermisch wirksamer Luftvolumenstrom wird immer der MindestVolumenstrom eingesetzt.

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Vereinfachtes Rechenverfahren

Norm-Transmissionswärmeverlust:

ΦT = HT ∗ (θ int − θe) mit

HT = ΣA ∗U ∗ fk

Norm-Lüftungswärmeverlust:

ΦV = 0,34 ∗V& min ∗ (θ int − θe) mit

V& min = VR ∗ n min

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Vereinfachtes Rechenverfahren

Unterbrochener Heizbetrieb (analog dem ausführlichen Verfahren):

Φ RH = A ∗ fRH Normheizlast für einen beheizten Raum Zunächst kann der Norm-Wärmeverlust bei Räumen mit höherer Raumtemperatur korrigiert werden:

Φ i = (Φ T + Φ V ) ∗ f∆θ Dieser Faktor ist nach Tabelle 12 mit 1,5 einzusetzen.

ΦHL = Φi + ΦRH Copyright © 2003 SOLAR-COMPUTER GmbH, Göttingen n Internet: http // www.solar-computer.de

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Vereinfachtes Rechenverfahren

Norm-Heizlast für ein Gebäude (vereinfachtes Verfahren)

Φ HL = ΣΦ T , i + ΣΦ V , i + ΣΦ RH , i

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DIN EN 12831 Berechnungsverfahren für Sonderfälle Hohe Räume und große Bauten Hierbei kann der vertikale Gradient der Lufttemperatur, der insbesondere zu einer Erhöhung der Wärmeverluste über das Dach führt, nicht vernachlässigt werden. Diese Einflüsse sollen durch Zuschläge zu den berechneten Norm-Wärmeverlusten berücksichtigt werden. Diese zusätzlichen Verluste werden am besten über die Ergebnisse einer dynamischen Simulationsrechnung bestimmt. Für Gebäude deren Norm-Wärmeverluste unter 60 W/m2 beheizter Nutzfläche liegen darf, bei hohen Räumen der gesamte Norm-Wärmeverlust Φ, mit einem Raumhöhenfaktor, fh,i wie folgt, korrigiert werden.

Φi = (Φ T , i + ΦV , i ) ⋅ fh , i

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DIN EN 12831 Berechnungsverfahren für Sonderfälle Tabelle B.1 – Raumhöhenkorrekturfaktor, fh,i

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DIN EN 12831 Berechnungsverfahren für Sonderfälle Gebäude mit signifikanter Abweichung von Luft- und mittlerer Strahlungstemperatur Für den Standardfall wird angenommen, dass Lufttemperatur und mittlere Strahlentemperatur und daher auch die operative Temperatur denselben Wert aufweisen. In Räumen mit einer signifikanten Abweichung von Luft- und mittlerer Strahlentemperatur kann diese Annahme zu fehlerhaften Wärmeverlustberechnungen führen. In diesen Fällen wird für die Berechnung der Transmissionswärmeverluste die operative Temperatur herangezogen, die Lüftungswärmeverluste sind jedoch unter Verwendung der Innenlufttemperatur zu berechnen. Bei Räumen, bei denen der mittlere U-Wert von Außenfenster/-wand größer als der in Gleichung berechnet ist, wird eine Korrektur für die Abweichung von Luft- und operativer Temperatur erforderlich:

50 Uw > θ int − θ e

Uw > 1,56 bei 20° innen + -12° außen

Für diese Fälle wird die mittlere Strahlungstemperatur aus den Temperaturen der inneren Oberflächen berechnet. Wenn diese Temperatur um mehr als 1,5 K von der NormInnenlufttemperatur abweicht, kann der Lüftungswärmeverlust unter Verwendung der Lufttemperatur υa berechnet werden.

θa = 2 ⋅ θo − θr

υo = operative Temperatur in Grad Celsius (°C) υr = mittlere Strahlungstemperatur in Grad Celsius (°C) Copyright © 2003 SOLAR-COMPUTER GmbH, Göttingen n Internet: http // www.solar-computer.de

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Vergleich DIN 4701 und DIN EN 12831

DIN EN 12831 stellt keinesfalls eine Verkomplizierung gegenüber DIN 4701 dar, eher eine Vereinfachung. DIN EN 12831 ergibt bei der Transmissionsverlustberechnung höhere Werte: - durch Berücksichtigung der Wärmebrücken - durch höhere Ergebnisse bei den Verlusten an Erdreich Zum Lüftungswärmeverlust: - bei „normalen“ Gebäuden bis 10 m Höhe stimmen die Ergebnisse weitestgehend mit DIN 4701 überein (in aller Regel dominiert der Mindest-Luftwechsel) - alle anderen Gebäude lassen sich nicht mit DIN 4701 vergleichen: + keine raumweise Berücksichtigung der Fenster und Türen, stattdessen Festlegung einer Gebäudedichtheit + Einfluss des Auftriebs entfällt gänzlich (Hauskenngröße) Falls die Zusatz-Aufheizleistung vereinbart wurde, ergibt sich auf jeden Fall eine höhere Heizlast als nach DIN 4701. Copyright © 2003 SOLAR-COMPUTER GmbH, Göttingen n Internet: http // www.solar-computer.de