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1Bremerhaven, 03.05.2017
Neubauten – Thermischer Komfort und sommerlicher Wärmeschutz
Thermischer Komfort
Referentin: B.Sc. Theresa HeckingGMW-Ingenieurbüro GmbH
2Bremerhaven, 03.05.2017
Thermischer Komfort
Eigene Darstellung; Inhaltlich Klaus Daniels Gebäudetechnik
3Bremerhaven, 03.05.2017
Bewertung Thermischer Komfort
DIN EN ISO 7730:2006-05„Ergonomie der thermischen Umgebung – Analytische Bestimmung und Interpretation der thermischen Behaglichkeit durch Berechnung des PMV- und des PPD-Indexes und Kriterien der lokalen thermischen Behaglichkeit“
DIN EN 15251:2012-12„Eingangsparameter für das Raumklima zur Auslegung und Bewertung der Energieeffizienz von Gebäuden – Raumluftqualität, Temperatur, Licht und Akustik“
5Bremerhaven, 03.05.2017
Bedeutung Sommerlicher Wärmeschutz
Beeinflussung der „Thermischen Behaglichkeit“ durch technische Anlagen möglich
Jedoch: Wie sieht es mit dem Energiebedarf aus?
Anforderungen gem. EnEV an den Sommerlichen Wärmeschutz
Verweis auf die DIN 4108-2
6Bremerhaven, 03.05.2017
Literaturverzeichnis
DIN EN ISO 7730:2006-05„Ergonomie der thermischen Umgebung – Analytische Bestimmung und Interpretation der thermischen Behaglichkeit durch Berechnung des PMV- und des PPD-Indexes und Kriterien der lokalen thermischen Behaglichkeit“
DIN EN 15251:2012-12„Eingangsparameter für das Raumklima zur Auslegung und Bewertung der Energieeffizienz von Gebäuden – Raumluftqualität, Temperatur, Licht und Akustik“
DIN 4108-2: 2013-02 „Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 2: Mindestanforderung an den Wärmeschutz“
Energieeinsparverordnung – EnEV Stand 24.10.2015
Daniels, Klaus: Gebäudetechnik, Ein Leitfaden für Architekten und Ingenieure; 3. überarbeitete Auflage – München: Oldenbourg Industrieverlag GmbH; Zürich: vdf, Hochschulverlag AG an der ETH Zürich
1Bremerhaven, 03.05.2017
Neubauten – Thermischer Komfort und sommerlicher Wärmeschutz
Sommerlicher Wärmeschutz
Referentin: B.Sc. Theresa HeckingGMW-Ingenieurbüro GmbH
2Bremerhaven, 03.05.2017
DIN 4108-2, Kapitel 8Mindestanforderung an den Sommerlichen
Wärmeschutz
Wiedergegeben mit Erlaubnis von DIN Deutsches Institut für Normung e. V. Maßgebend für das Anwenden der DIN-Norm ist deren Fassung mit dem neuesten Ausgabedatum, die bei der Beuth Verlag GmbH, Am DIN Platz, Burggrafenstraße 6, 10787 Berlin, erhältlich ist.
Zwei mögliche Verfahren zur Nachweisführung:
Verfahren Sonneneintragskennwerte
Verfahren Thermische Gebäudesimulation
Hinweis: Vorabprüfung welches Verfahren angewendet werden darf!
Quelle: DIN 4108-2
3Bremerhaven, 03.05.2017
DIN 4108-2: Sonneneintragskennwert
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4Bremerhaven, 03.05.2017
DIN 4108-2: Sonneneintragskennwert
Quelle: DIN 4108-2
Ermittlung vorhandener Sonneneintragskennwert:
Ʃ , ∙ ,
A = Fensterfläche, hier: lichtes Rohbaumaß
A = Nettogrundfläche
Begrenzung der Raumtiefe bei sehr tiefen Räumen
g = Gesamtenergiedurchlassgrad des Glases einschl. Sonnenschutz
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5Bremerhaven, 03.05.2017
Gesamtenergiedurchlassgrad des Glases einschl. Sonnenschutz
⏊ ∙
DIN 4108-2: Sonneneintragskennwert
Quelle: DIN 4108-2
Quelle: GMW-Ingenieurbüro GmbH
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6Bremerhaven, 03.05.2017
DIN 4108-2: Sonneneintragskennwert
Quelle: GMW-Ingenieurbüro GmbH
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7Bremerhaven, 03.05.2017
DIN 4108-2: Sonneneintragskennwert
Quelle: DIN 4108-2
Ermittlung zulässiger Sonneneintragskennwert:
S1 = Nachtlüftung und Bauart
S2 = Grundflächenbezogener Fensterflächenanteil
S3 = Sonnenschutzglas
S4 = Fensterneigung
S5 = Orientierung
S6 = Einsatz passiver Kühlung
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8Bremerhaven, 03.05.2017
DIN 4108-2: Sonneneintragskennwert
S1 = Nachtlüftung und Bauart
Ermittlung gem. Tabellenwert
Tabellenwert richtet sich nach:
Klimaregion (Bild 1 DIN 4108-2)
Nachtlüftung
Bauart
Quelle: DIN 4108-2
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9Bremerhaven, 03.05.2017
DIN 4108-2: Sonneneintragskennwert
Quelle: DIN 4108-2
S1 = Nachtlüftung und Bauart – Nachtlüftung
Erhöhte Nachtlüftung 2
z.B. über Lüftungsanlage
oder Fenster (SommLuft / PHPP)
Hohe Nachtlüftung 5
z.B. über Lüftungsanlage
Oder geschossübergreifende Nachtlüftung (angeschlossenes Atrium, TRH, etc.)
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10Bremerhaven, 03.05.2017
DIN 4108-2: Sonneneintragskennwert
S1 = Nachtlüftung und Bauart – Nachtlüftung
Quelle: GMW-Ingenieurbüro GmbH Quelle: GMW-Ingenieurbüro GmbH
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11Bremerhaven, 03.05.2017
DIN 4108-2: Sonneneintragskennwert
S1 = Nachtlüftung und Bauart – Nachtlüftung
Quelle: GMW-Ingenieurbüro GmbH Quelle: GMW-Ingenieurbüro GmbH Quelle: GMW-Ingenieurbüro GmbH
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12Bremerhaven, 03.05.2017
DIN 4108-2: Sonneneintragskennwert
Quelle: DIN 4108-2
S1 = Nachtlüftung und Bauart – Bauart
Berechnung gem. DIN EN ISO 13786
leicht 50
Ohne Nachweis
mittel 50 130
schwer 130
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13Bremerhaven, 03.05.2017
DIN 4108-2: Sonneneintragskennwert
S1 = Nachtlüftung und Bauart – Bauart
Quelle: GMW-Ingenieurbüro GmbH Quelle: GMW-Ingenieurbüro GmbH
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14Bremerhaven, 03.05.2017
DIN 4108-2: Sonneneintragskennwert
Quelle: DIN 4108-2
S2 = Grundflächenbezogener Fensterflächenanteil
Ermittlung gem. Tabellenwert, wobei
A = Fensterfläche
A = Nettogrundfläche
Quelle: GMW-Ingenieurbüro GmbH Quelle: GMW-Ingenieurbüro GmbH
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15Bremerhaven, 03.05.2017
DIN 4108-2: Sonneneintragskennwert
Quelle: DIN 4108-2
S3 = Sonnenschutzglas; g ≤ 0,40
Ermittlung gem. Tabellenwert
Flächengewichtung berücksichtigen
, ,
,
In Bezug auf S3 gtot ≤ 0,40 muss nutzerunabhängig sein!
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16Bremerhaven, 03.05.2017
DIN 4108-2: Sonneneintragskennwert
Quelle: DIN 4108-2
S4 = Fensterneigung
Ermittlung gem. Tabellenwert, wobei
,
,
Quelle: GMW-Ingenieurbüro GmbH
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17Bremerhaven, 03.05.2017
S5 = Orientierung
Ermittlung gem. Tabellenwert, wobei
,
S6 = Einsatz passiver Kühlung
Ermittlung gem. Tabellenwert
DIN 4108-2: Sonneneintragskennwert
Quelle: DIN 4108-2
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18Bremerhaven, 03.05.2017
DIN 4108-2: Sonneneintragskennwert
Quelle: GMW-Ingenieurbüro GmbH
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19Bremerhaven, 03.05.2017
DIN 4108-2: Sonneneintragskennwert
Institut Wohnen und Umwelt (IWU)
http://nswtool.iwu.de/download.php
Forschungsinstitut für Wärmeschutz e.V. München
http://www.fiw-muenchen.de/tools.php
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20Bremerhaven, 03.05.2017
Literaturverzeichnis
DIN 4108-2: 2013-02 „Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 2: Mindestanforderung an den Wärmeschutz“
DIN EN ISO 13786:2015-06 „Wärmetechnisches Verhalten von Bauteilen – Dynamisch-thermische Kenngrößen -Berechnungsverfahren“
DIN EN 410:2011-04„Glas im Bauwesen – Bestimmung der lichttechnischen und strahlungsphysikalischen Kenngrößen von Verglasungen“
DIN EN 13363-1„Sonnenschutzeinrichtungen in Kombination mit Verglasungen – Berechnung der Solarstrahlung und des Lichttransmissionsgrades – Teil 1: Vereinfachtes Verfahren“
DIN EN 13363-2„Sonnenschutzeinrichtungen in Kombination mit Verglasungen – Berechnung der Solarstrahlung und des Lichttransmissionsgrades – Teil 2: Detailliertes Berechnungsverfahren“
DIN EN ISO 13786:2015-06 „Wärmetechnisches Verhalten von Bauteilen – Dynamisch-thermische Kenngrößen -Berechnungsverfahren“
www.din.de
www.beuth.de
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21Bremerhaven, 03.05.2017
DIN 4108-2: Thermische Simulation
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22Bremerhaven, 03.05.2017
DIN 4108-2: Thermische Simulation
Bewertungsgröße: Übertemperaturgradstunden [Kh/a]
Operative Innentemperatur!
Anforderungswerte:
Wohngebäude = 1.200 Kh/a
Nichtwohngebäude = 500 Kh/a
Bezugswerte der operativen Temperatur:
Grenztemperatur Klimaregion A = 25 °C
Grenztemperatur Klimaregion B = 26 °C
Grenztemperatur Klimaregion C = 27 °CQuelle: DIN 4108-2; Tabelle 9
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23Bremerhaven, 03.05.2017
DIN 4108-2: Thermische Simulation
Berechnungsrandbedingungen:
a) Simulationsumgebung
verwendetes Programm ist zu nennen!
b) Nutzungszeit (Nichtwohngebäude)
Montag bis Freitag, jeweils von 7:00 Uhr bis 18:00 Uhr
Quelle: DIN 4108-2
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24Bremerhaven, 03.05.2017
DIN 4108-2: Thermische Simulation
c) Klimadaten für die Berechnung
Klimaregion A: Normaljahr TRY-Zone 2 (2011)
Klimaregion B: Normaljahr TRY-Zone 4 (2011)
Klimaregion C: Normaljahr TRY-Zone 12 (2011)
d) Beginn der Simulationsrechnung
Ein komplettes Jahr
Beginn = Montag der 1. Januar
Keine Berücksichtigung von Feiertagen und Ferienzeiten
Quelle: DIN 4108-2
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25Bremerhaven, 03.05.2017
DIN 4108-2: Thermische Simulation
e) Interne Wärmeeinträge
Nichtwohngebäude
144 /
f) Soll-Raumtemperatur für Heizzwecke (Nichtwohngebäude) keine Nachtabsenkung
Ɵ , 21
Quelle: DIN 4108-2
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26Bremerhaven, 03.05.2017
DIN 4108-2: Thermische Simulation
g) Grundluftwechsel (Nichtwohngebäude), falls die Bedingungen für die erhöhte Tag- bzw. Nachtlüftung nicht gegeben sind
Nutzungszeit:
4 ∙ ∙1
konstant
Außerhalb der Nutzungszeit:
0,24 ∙1
konstant
Quelle: DIN 4108-2
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27Bremerhaven, 03.05.2017
DIN 4108-2: Thermische Simulation
h) Erhöhter Tagluftwechsel (Nichtwohngebäude)
Randbedingungen:
1. Raumlufttemperatur > 23 °C und
2. Raumlufttemperatur > Außenlufttemperatur
Während der Nutzungszeit:
3 ∙1
Quelle: DIN 4108-2
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28Bremerhaven, 03.05.2017
DIN 4108-2: Thermische Simulation
i) Nachtluftwechsel (Nichtwohngebäude)
Falls keine Möglichkeit zur Nachtlüftung besteht:
Grundluftwechsel
Randbedingungen für erhöhte/hohe Nachtlüftung:
1. Raumlufttemperatur > 21 °C und
2. Raumlufttemperatur > Außenlufttemperatur und
3. Sonnenschutz mit dem 0,4 erreicht wirdQuelle: DIN 4108-2
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29Bremerhaven, 03.05.2017
DIN 4108-2: Thermische Simulation
Erhöhte Nachtlüftung (z.B. Fensterlüftung):
2 ∙1
Hohe Nachtlüftung (z.B. geschossübergreifende Lüftung)
5 ∙1
gem. Dimensionierung der Lüftungsanlage
Quelle: DIN 4108-2
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30Bremerhaven, 03.05.2017
DIN 4108-2: Thermische Simulation
j) Steuerung Sonnenschutz (Nichtwohngebäude)
Automatischer Sonnenschutz (Steuer- bzw. Regelparameter unbekannt):
Nord-, Nordost- und Nordwestorientierte Fenster : 150 W/m²
Alle anderen Ausrichtungen: 200 W/m²
Nicht automatischer Sonnenschutz:
Keine Aktivierung am Wochenende
Alternativ: Planerischer Ansatz (Dokumentation!)Quelle: DIN 4108-2
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31Bremerhaven, 03.05.2017
DIN 4108-2: Thermische Simulation
k) Wärmeübergangswiderstände
konstant nach DIN EN ISO 6946:2008-04
l) Bauliche Verschattungen
Darf berücksichtigt werden (Dokumentation!)
m) Passive Kühlung
Darf berücksichtigt werden (Dokumentation!)
Quelle: DIN 4108-2
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32Bremerhaven, 03.05.2017
Literaturverzeichnis
DIN 4108-2: 2013-02 „Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 2: Mindestanforderung an den Wärmeschutz“
DIN EN ISO 6946:2008-04„Bauteile – Wärmedurchlasswiderstand und Wärmedurchgangskoeffizient -Berechnungsverfahren“
www.din.de
www.beuth.de
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