themenblock 2: einfußgrößen bei der ermittlung des ......die wärmeübertragende...

Wintersemester 10-11 / 5. Semester / Modul 5.5 / Ökologie / Bauphysik ______________________________________________________________________________________________________

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Hochschule München Architektur Fachgebiet Klimadesign LB Dipl.-Ing. (FH) Bauphysik Philipp Park 28. Oktober 2010 Seite: 1

Themenblock 2:

Einfußgrößen bei der Ermittlung des Nutzenergiebedarfs

Wintersemester 2010-11 / 5. Semester / Modul 5.5 / Ökologie I / Bauphysik _________________________________________________________________________________

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Hochschule München Architekur Fachgebiet Klimadesign LB Dipl.-Ing. (FH) Bauphysik Philipp Park 28. Oktober 2010 Seite: 2

Inhaltsverzeichnis Grundlagen der Bilanzierung nach DIN V 18599 Seite 03 Energetische Bilanzierung gem. DIN V 18599 Qsink – Qsource Seite 08 Fragen Seite 16


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Grundlagen der Bilanzierung nach DIN V 18599-2 Energetische Bilanzierung gem. DIN V 18599-2 EnEV 2009 (Theorie und Übung)

Unterlagen / Normen Benötigte Unterlagen (für alle Module Bauphysik)

- Schneider Bautabellen oder:

- DIN 4108-2:2003-07 „Wärmeschutz im Hochbau“

- Beiblatt 2 zu DIN 4108:2006-08 „Wärmebrückenkatalog“

- DIN EN ISO 6946:2008-04 „U-Wertberechnung“

- DIN EN 12524:2000-06 „Baustoffdaten“

- DIN V 4108-4:2007-06 „Baustoffdaten“

- DIN EN ISO 10211-1:1995-11 „Wärmebrückenberechnung“

- DIN EN ISO 10211-2:2001-06 „Wärmebrückenberechnung“

- DIN V 18599-2 „Bilanzverfahren“

- Energieeinsparverordnung - EnEV 2009

- Taschenrechner, Schreibzeug Energiebilanzierung – Übersicht

Heizwärmebedarf nach DIN V 18599-2:2007-02

DIN V 18599-2:2007-02 Energetische Bewertung von Gebäuden - Berechnung des Nutz, End- und Primärenergiebedarfs für Heizung, Kühlung, Lüftung, Trinkwasser und Beleuchtung – Teil 2: Nutzenergiebedarf für Heizen und Kühle von Gebäuden Berechnung von HT‘ und Qh gem. EnEV 2009 Benötigte Definitionen der EnEV, Anhang 1, Abschnitt 1.3


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Definitionen gem. DIN V 18599 und EnEV 2009 Wärmeübertragende Umfassungsfläche - A

Die wärmeübertragende Umfassungsfläche A eines Gebäudes in m² ist nach Anhang B der DIN EN ISO 13789:1999-10, Fall „Außenabmessung“ zu ermitteln. Es ist ein Es ist ein Ein-Zonen-Modell gem. DIN V 18599-1:2007-02 zu bilden, das mindestens die beheizten Räume einschließt. Beheiztes Gebäudevolumen Ve Bruttovolumen, externes Volumen – DIN V 18599 Das beheizte Gebäudevolumen Ve in m³ wird von der wärmeübertragenden Umfassungsfläche A umschlossen. Wärmeübertragende Umfassungsfläche - A Außenabmessung inkl. eventuell vorhandener Wärmedämmung

Abb. Quelle DIN EN ISO 13789:1999-10, Anhang B, Bild B.1


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DIN 18599 - 100 Eine Klärung der unübersichtlichen und schwer nachvollziehbaren Berechnungsmödalitäten bringt die Ergänzungsnorm zur DIN 18599 – 2 – nämlich die DIN 18599-100. Festlegung in der DIN 18599 – 2 (horizontale Masze)


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In vertikaler Richtung wurde im Teil 100 der 18599 eine Klärung dahingehend herbeigeführt, dass nun immer die Oberkante Rohdecke als Bezugsmaß gilt unabhängig von der Lage einer eventuell vorhandenen Dämmschicht. Nur beim oberen Abschluß des Gebäudes wird die oberste wärmetechnisch wirksame Schicht als Begrenzung definiert.

Beheiztes Luftvolumen V (Vereinfachung gem. EnEV 2009) Das beheizte Luftvolumen V darf für Wohngebäude vereinfacht wie folgt berechnet werden: V = 0,76 Ve bei Gebäuden bis 3 Vollgeschossen V = 0,80 Ve in den übrigen Fällen Das Verhältnis A/Ve Das A/Ve- Verhältnis in m-1 ergibt sich aus A/Ve Gebäudenutzfläche AN Die Gebäudenutzfläche AN in m² wird bei Wohngebäuden wie folgt ermittelt: AN = 0,32 Ve


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Definitionen gem. DIN V 18599 und EnEV 2009 Primärenergiebedarf: berechnete Energiemenge, die zusätzlich zum Energieinhalt des notwendigen Brennstoffes und der Hilfsenergien für die Anlagentechnik auch die Energiemenge einbezieht, die durch vorgelagerte Prozessketten außerhalb des Gebäudes bei der Gewinnung, Umwandlung und Verteilung der jeweils eingesetzten Brennstoffe entstehen Definitionen gem. EnEV 2009 spezifische auf die Wärmeübertragende Umfassungsfläche bezogene Transmissionswärmeverluste HT‘ ≈ km,max HT‘ = HT/A [W/(m²K)] Endenergiebedarf: berechnete Energiemenge, die der Anlagentechnik zur Verfügung gestellt wird, um die festgelegte Rauminnentemperatur, die Erwärmung des Warmwassers und die gewünschte Beleuchtungsqualität über das ganze Jahr sicherzustellen. Nutzenergiebedarf: Oberbegriff für Nutzwärmebedarf, Nutzkältebedarf, Nutzenergiebedarf für Trinkwarmwasser, Beleuchtung, Befeuchtung. Zone: grundlegende räumliche Berechnungseinheit für die Energiebilanzierung („Bilanzraum“). Systemgrenze: äußere Begrenzung einer Zone Hüllfläche bzw. wärmeübertragende Umfassungsfläche: äußere Begrenzung jeder Zone Nutzwärmebedarf (Heizwärmebedarf): rechnerisch ermittelter Wärmebedarf, der zur Aufrechterhaltung der festgelegten thermischen Raumkonditionen innerhalb einer Gebäudezone während der Heizperiode benötigt wird. Nutzkältebedarf (Kühlbedarf): rechnerisch ermittelter Kühlbedarf, der zur Aufrechterhaltung der festgelegten thermischen Raumkonditionen innerhalb einer Gebäudezone benötigt wird in Zeiten, in denen die Wärmequellen eine höhere Energiemenge anbieten als benötigt wird.


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Energetische Bilanzierung gem. DIN V 18599 Qsink - Qsource Wärmesenken Qsink: Wärmemenge, die der Gebäudezone entzogen wird. Nicht einbezogen ist die Abfuhr von Wärme über das Kühlsystem Wärmequellen Qsource: Wärmemenge mit Temperaturen über der Innentemperatur, die der Gebäudezone zugeführt werden oder innerhalb der Gebäudezone entstehen. Ausnutzungsgrad: Faktor, der die gesamten monatlichen oder jahreszeitlichen Wärmequellen reduziert, um den nutzbaren Teil der Wärmequellen festzulegen. Quelle DIN V 18599-2:2007-02 Wärmequellen und Wärmesenken: Transmissionswärmesenken oder -wärmequellen (über Außenbauteile) Lüftungswärmesenken oder -wärmequellen (Infiltration, Fensterlüftung, Lüftungsanlagen) solare Wärmequellen (Solareinstrahlung über Fenster) Wärmesenken (Wärmeabstrahlung an der Außenoberfläche nicht transparenter Bauteile) interne Wärme- oder Kältequelle


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Energieflussdiagramm (DIN V 4108-6 – EnEV 2009 Wohngebäude)

Abb. Quelle DIN V 4701-10:2003-08


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Heizwärmebedarf gem. DIN V 18599 Monatsbilanzverfahren – Abschnitt 5.2.2 – DIN V 18599

len Wärmequelder gsgrad Ausnutzunmonatilche der

Wärmerteentspeiche Bauteilen dem aus

genutzte Ferien) (WE, Betriebs nreduzierte des währenddie b,C

Q

Zone der len Wärmequelder Summe source

Q

Zone der en Wärmesenkder Summe sink

Q

Zone edarfHeizwärmeb bh,

Q

b,CQ

sourceQ

ksinQ

b,hQ

wirdrtentspeiche Bauteilen den aus bHeizbetrie mreduzierte mit

Tagen an die Wärme,tegespeicher bHeizbetrie normalen mit Tagen an die Q

ng Abstrahludurch en WärmesenkdieQ

Zone der en Wärmesenkinternen dieQ

rmesenkenLüftungswä dieQ

nkenonswärmeseTransmissi die Q

Zone der en Wärmesenkder Summe Q

QQQQQQ

b,C

S

ksin,I

V

T

sink

ksin,CSksin,IVTksin

Zone der len Wärmequelinternen dieQ

rmequellenLüftungswä dieQ

llenonswärmqueTransmissi die Q

rahlungSolareinst durch len WärmequeldieQ

Zone der len Wärmequelder Summe Q

QQQQQ

source,I

V

T

S

source

source,IVTSsource


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Transmissionswärmeverluste Transmissionswärmesenke QT Transmissionswärmetransferkoeffizient HT Temperatur-Korrekturfaktoren - Fxi Um die Wärmeverluste über Flächen, die nicht an die Außenluftgrenzen, wie z. B. Flächen zu unbeheizten Räumen oder Flächen, die an das Erdreich grenzen, vereinfacht berechnen zu können, werden Temperatur-Korrekturfaktoren Fx angewendet Fx- Werte siehe DIN V 18599-2, Tabelle 3

24h)(t sschrittesBerechnung des Dauer die t

Monats des eratur AußentempMittlere

raturInnentempe

fizientansferkoefonswärmetrTransmissiH

t)(HQ

e

i

T

eiTT

eilen! Außenbautbei nur

enzuschlagWärmebrückU

Bauteils jeweiligen des Fläche A

W/(m²K)in Bauteil Wert-U U

faktorrkorrekturTermperatu F

AUAUFH

WB

X

WBXT

)...AUF((H iixiT


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Quelle DIN V 18599-2:2007-02

Bodenplattenmaß – B’ Zur Berücksichtigung der Erdreichverluste B’ = AG / (0,5 * P)


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Wärmebrückenverluste

[W/(mK)] fizienthgangskoef Wärmedrucgenerlängenbezo

[m] ke WärmebrücD-2 der Längel

lH

t...detail l ier oder

)kenkatalog(Wärmebrüc

[W/(m²K)] 05,0U 4108 DIN zu 2 Beiblatt gem. enWärmebrück

[W/(m²K)] 10,0U Nachweis besonderen ohne

[W/(m²K)] 15,0U ngInnendämmu

Bauteils jeweiligen des FlächeA

enzuschlagWärmebrückU

AUH

j

j

jjWB

WB

WB

WB

WB

WBWB


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Lüftungswärmeverluste

Lüftungswärmesenke QV

Lüftungswärmetransferkoeffizient HV

24h)(t sschrittesBerechnung des Dauer die t

Monats des eratur AußentempMittlere

raturInnentempe

ntrkoeffiziermetransfeLüftungswäH

t)(HQ

e

i

V

eiVV

18599 V DIN gem. ng Wohnnutzufür 5,0n

18599 V DIN Vorgabe- Wh/(m³K)0,34 c

[1/h] Stunde pro lrateLuftwechsen

[Wh/(kgK)] zität Wärmekapaespezifischc

[kg/m³] Luft der Rohdichte

[m³] enNettovolum V

VncH

a,pa

a,p

a

a,paV


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Solare Gewinne

Strahlungswärmequelle – Solare Wärmeeinträge

h) 24(t schrittesBerechnung des Dauer die t

[kWh/m] 10-18599 V DIN

gem. angebotStrahlungs smonatliche .mittlI

0,1F zung, Verschmutinfolge torderungsfakminAbF

0,90 F ng,Einstrahlu echtenichtsenkr gAbminderunF

1 ung Verschattohne - Gebäude anderer ung VerschattgAbminderunF

0,6 bäudeBestandsge - 0,7 R. i. menFensterrah gAbminderunF

ngOrientieru je cheFensterflä A

tzSonnenschu ohne g VerglasunssgradgiedurchlaGesamtenerg

tzSonnenschu g VerglasunssgradgiedurchlaGesamtener g

tI)FFFg odergAF(Q

s

VV

WW

S

F

tot

SVWStotFtr,S


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Interne Gewinne Interne Wärmequellen in Wohngebäuden

[m²] heBezugsfläc A

Tagen 365 bei Wh/(m²d)50 B. z. EFH für 10-18599V DIN

gem. heBezugsfläc die auf bezogen den, Wohngebäuin gBeleuchtun

und Maschinen Personen, von be Wärmeabgattl ichedurchschni q

AqQQQQ

B

i

Bi source,facI,Lsource,I,psource,I,WG,source,Í


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Fragen - wie ist die wärmeübertragende Umfassungsfläche A gem. EnEV definiert? - wie ist das beheizte Gebäudevolumen gem. EnEV definiert? - warum weicht die Gebäudenutzfläche AN gem. EnEV von der beheizten Wohnfläche ab? - was sagt das A/V-Verhältnis aus? - Welches wäre theoretisch die günstigste Gebäudeform? - Wie und wo wird der Heizwärmebedarf an das Gebäude übergeben? - Was ist der Unterschied zwischen Endenergie und Primärenergie? - Was muss der Kunde bezahlen? (Heizenergie, Endenergie, Primärenergie?) - Über welche Verluste und welche Gewinne wird gem. EnEV die Energiebilanz aufgestellt? - Welcher Unterschied beseht zwischen der Berechnung eines öffentlich rechtlichen Nachweises

gem. EnEV und einer energetischen Berechnung zur Energieberatung? Welche Randbedingungen sind für die verschiedenen Berechnungen zu verwenden?

- Welche Internen Gewinne kennen Sie - Wofür dienen Temperaturkorrekturfaktoren Fx? - Wie werden die energetischen Verluste über Wärmebrücken gem. EnEV bilanziert? (nennen Sie

drei unterschiedliche Möglichkeiten). Dürfen diese drei Verfahren „gemischt“ angewandt werden?

themenblock 2: einfußgrößen bei der ermittlung des ......die wärmeübertragende...

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