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Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Prof. Dr.-Ing. Dieter Wolff
Seminar des IHV, Großburgwedel26. Februar 2004
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Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Tagesplan
1. Einleitung: Was ist anders, was ist neu?2. Verknüpfung mit der EnEV
3. Verknüpfung von europäischer Norm und nationalem Beiblatt4. Berechnungsablauf in der Übersicht
5. Benötigte Daten6. Berechnungskennwerte im Detail
7. Beispiel Gebäude ohne mechanische Lüftung8. Beispiel Lüftungssysteme im Vergleich
9. Hinweis auf Software10. Fragen? Diskussion!
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Was ist anders? Was ist neu?
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Übersicht wichtiger neuer Formelzeichen
Wärmedurchgangskoeffizient:
Wärmestrom:
k U
Q& Φ
ϑ Θ
β n
Temperatur:
Luftwechsel:
Phi
Theta
Wann kommt die Norm?
Die Norm (Beiblatt 1) tritt am 1. April 2004 mit einer Übergangsfrist bis zum 1. Oktober 2004 in Kraft.
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Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Quelle: IKZ, 21/2003
Begriffe und Indizes
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Quelle: IKZ, 21/2003
Neue Gleichungen für bekannte Zusammenhänge
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Quelle: IKZ, 21/2003
Weitere neueBegriffe
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Quelle: IKZ, 21/2003
Was entfällt?
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Außenmaße
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Zusammenhang mit der EnEV
• Berechnung mit Außenmaßen
• Verwendung der U-Werte nach europäischen Normen
• Berücksichtigung von Wärmebrücken
• Berücksichtung der Gebäudedichtheit
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Verknüpfung von europäischer Norm EN 12831und nationalem Anhang Beiblatt 1
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Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Verknüpfung von europäischer Norm und nationalem Anhang
EN 12831 Deutsches Beiblatt 1 1 Anwendungsbereich 1 Anwendungsbereich 2 Normative Verweisungen 3 Definitionen und Formalzeichen 4 Grundzüge des Berechnungsver-
fahrens
5 Allgemeine Betrachtungen 5.1 Berechnungsverfahren für einen beheizten
Raum
5.2 Berechnungsverfahren für eine Gebäude-einheit oder ein gesamtes Gebäude
5.3 Vereinfachtes Berechnungsverfahren
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Verknüpfung von europäischer Norm und nationalem Anhang
EN 12831 Deutsches Beiblatt 1 6 Benötigte Angaben 2 Tabellen für Eingabedaten und
Parameter zur Heizlastberechnung 6.1 Meteorologische Daten 2.1 Meteorologische Daten 6.2 Norm-Innentemperatur 2.2 Norm-Innentemperatur 6.3 Gebäudedaten 2.3 Gebäudedaten 7 Gesamt-Normwärmeverluste eines
beheizten Raumes – Standardfall
7.1 Norm-Transmissionswärmeverluste 2.4 Norm-Transmissionswärmeverluste 7.2 Norm-Lüftungswärmeverluste 2.5 Norm-Lüftungswärmeverluste 7.3 Räume mit unterbrochenem Heizbetrieb 2.6 Räume mit unterbrochenem Heizbetrieb 8 Norm-Heizlast 8.1 Norm-Heizlast eines beheizten Raumes 2.7 Netto-Heizlast und Norm-Heizlast 8.2 Norm-Heizlast einer Gebäudeeinheit bzw.
eines Gebäudes 2.8 Gleichzeitig wirksamer Lüftungswärmean-
teil durch Infiltration
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Verknüpfung von europäischer Norm und nationalem Anhang
EN 12831 Deutsches Beiblatt 1 9 Vereinfachtes Berechnungsverfah-
ren 2.9 Vereinfachte Berechnungsmethode
9.1 Norm-Wärmeverluste eines beheizten Raumes
9.2 Norm-Heizlast für einen beheizten Raum 9.3 Gesamte Norm-Heizlast für eine Gebäu-
deeinheit oder ein Gebäude
3 Formblätter 3.1 Ausführliches Verfahren
3.2 Vereinfachtes Verfahren
4 Muster der Formblätter
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Verknüpfung von europäischer Norm und nationalem Anhang
EN 12831 Deutsches Beiblatt 1 A Grundlegende Randbedingungen
für behagliche Innenraumbedin-gungen
B Berechnungsverfahren für Norm-Wärmeverluste in Sonderfällen
C Beispielrechnung 5 Beispielrechnung 5.1 Ausführliches Verfahren
5.2 Vereinfachtes Verfahren
D Anhaltswerte zu den Berechnungen nach den Abschnitten 6 bis 9
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Berechnungsablauf
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Berechnungsgang
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Berechnungsgang
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Benötigte Daten
Meteorologische Daten
Norm-Innentemperatur
Gebäudedaten
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Randbedingungen für U-Werte
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Randbedingungen für U-Werte
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Benötigte Daten
Daten zur Dichtheit und Lüftung
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Detaillierte Berechnung
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Schema
iΦ
i,VΦ
i,TΦ ie,TH
iue,TH
ig,TH
ij,TH
intΘ
eΘ
intΘeΘ
i,VH imin,V
iinf,V
i,suV
iinf,,mechV
i,RHΦ
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Gesamter Normwärmeverlust eines beheizten Raumes (Standardfall):
> Gleichung 2
> Gleichung 11
(1)
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Norm-Transmissionswärmeverluste eines Raumes
> Gleichg. 3/4
> Gleichung 5
> Gleichung 8
> Gleich. 10
> Beiblatt T.2
> Beiblatt T.1
(2)
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Beiblatt Tabelle 1a (Auszug)
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Beiblatt: Isothermenkarte
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Beiblatt Tabelle 2
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Schema
iΦ
i,VΦ
i,TΦ ie,TH
iue,TH
ig,TH
ij,TH
intΘ
eΘ
intΘeΘ
i,VH imin,V
iinf,V
i,suV
iinf,,mechV
i,RHΦ
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Direkte Wärmeverluste an die Umgebung
Oder einfacher:
∑ +⋅= )fU(AH ckkie,T
(3)
(4)
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> andere Normen
> andereNormen
> Geb. maß
Direkte Wärmeverluste an die Umgebung
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> Außenmaß
> Beiblatt: 1,0
> Beiblatt T.3
Direkte Wärmeverluste an die Umgebung
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Beiblatt Tabelle 3
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Schema
iΦ
i,VΦ
i,TΦ ie,TH
iue,TH
ig,TH
ij,TH
intΘ
eΘ
intΘeΘ
i,VH imin,V
iinf,V
i,suV
iinf,,mechV
i,RHΦ
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Wärmeverluste durch unbeheizte Räume
> Beiblatt T.4
Ermittlung: Berechnung mit Gleichung 6 oder 7 (hier nicht erläutert)oder aus Tabellen
Weitere Größen: siehe oben
(5)
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Beiblatt Tabelle 4
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Schema
iΦ
i,VΦ
i,TΦ ie,TH
iue,TH
ig,TH
ij,TH
intΘ
eΘ
intΘeΘ
i,VH imin,V
iinf,V
i,suV
iinf,,mechV
i,RHΦ
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Wärmeverluste an das Erdreich
> Beiblatt: 1,45
>Beiblatt: 1,00 bei 1m1,15 bei <1m
> Beiblatt T.1
> Geb. maß
>Bild 3…6/ T.4…7
(8)
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Beiblatt Tabelle 1b (Auszug)
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Beiblatt Tabelle 5
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> Geb. maß
> Geb. maß
)zund'B,U(fU BodenK,equiv =
Z: 0 m oder 1,5 m oder 3 m
Raumweise Berechnung getrennt: Räume ohne Außenwände, Räume mit gut gedämmtem Bodenund alle anderen Räume
Wärmeverluste an das Erdreich: Bodenplatte
(9)
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Norm Bild 3
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Norm Tabelle 4
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Weitere Elemente:
unbeheizter Keller und hochgeständerte Bodenplatte werden behandelt wie unbeheizte Räume nach Gleichung 5
)zundU(fU Wandbw,equiv =
Wärmeverluste an das Erdreich: Wände an Erdreich
Ablesen der Werte aus ähnlichen Bildern wie für Böden
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Schema
iΦ
i,VΦ
i,TΦ ie,TH
iue,TH
ig,TH
ij,TH
intΘ
eΘ
intΘeΘ
i,VH imin,V
iinf,V
i,suV
iinf,,mechV
i,RHΦ
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Wärmeverluste an andere beheizte Räume
> Beiblatt T.5
> Geb. maß
> andereNormen
Hier: Keine Berücksichtigungvon Wärmebrücken!(10)
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Beiblatt Tabelle 5
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Schema
iΦ
i,VΦ
i,TΦ ie,TH
iue,TH
ig,TH
ij,TH
intΘ
eΘ
intΘeΘ
i,VH imin,V
iinf,V
i,suV
iinf,,mechV
i,RHΦ
50
Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Schema
iΦ
i,VΦ
i,TΦ ie,TH
iue,TH
ig,TH
ij,TH
intΘ
eΘ
intΘeΘ
i,VH imin,V
iinf,V
i,suV
iinf,,mechV
i,RHΦ
51
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Norm-Lüftungswärmeverluste eines Raumes
> Gl. 12/13
> siehe unten
> 0,34 Wh/m³K
(11)
andere Werte siehe Gleichung 2
(12)
(13)
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Mindest-Luftvolumenstrom
> Beiblatt T.6
> Geb. maße
Vereinfacht: Vi = Ve ⋅ 0,8
Typische Werte für n: 0,5 (Standard) … 1,5 (WC) … 2,0 (Schlaf- und Besprechungsraum) h-1
(16)
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Beiblatt Tabelle 6
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Schema
iΦ
i,VΦ
i,TΦ ie,TH
iue,TH
ig,TH
ij,TH
intΘ
eΘ
intΘeΘ
i,VH imin,V
iinf,V
i,suV
iinf,,mechV
i,RHΦ
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Volumenstrom aus Infiltration
> Beiblatt T.7
> Beiblatt T.8
> Beiblatt T.9
Typische Werte:
n50 = 2 …9 h-1
ei = 0 … 0,09ε = 1,0 bis 4 Geschosse sonst nach Höhe h: (h/10)4/9
(17)
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Beiblatt Tabelle 7
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Beiblatt Tabelle 8
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Beiblatt Tabelle 9
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Schema
iΦ
i,VΦ
i,TΦ ie,TH
iue,TH
ig,TH
ij,TH
intΘ
eΘ
intΘeΘ
i,VH imin,V
iinf,V
i,suV
iinf,,mechV
i,RHΦ
60
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Volumenstrom für Gebäude ohne mechanische Lüftung
> Gl. 17
> Gl. 16
(14)
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Volumenstrom für Gebäude mit mechanischer Lüftung
> Berechnung
> Gl. 17
> siehe unten
> siehe unten
> siehe unten
> siehe unten
Temperaturkorrektur:
(15 bzw. Beiblatt Gl. 1)
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Mindestluftwechsel:
auch hier gilt: Vi Vmin,i
Zuluftvolumenstrom:
Volumenstrom für Gebäude mit mechanischer Lüftung
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Überschuss Abluftvolumenstrom:
> konkreteWerte
In Wohngebäuden ist der Wert meist 0.
Sonst Ermittlung des Abluftüberschusses für das gesamte Gebäude und Aufteilung desGesamtwertes auf die Zulufträume. Verteilung über das Verhältnis der Undichtheiten der einzelnen Räume oder über das Verhältnis der Volumina.
Volumenstrom für Gebäude mit mechanischer Lüftung
(18)
(19)
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Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Schema
iΦ
i,VΦ
i,TΦ ie,TH
iue,TH
ig,TH
ij,TH
intΘ
eΘ
intΘeΘ
i,VH imin,V
iinf,V
i,suV
iinf,,mechV
i,RHΦ
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Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Schema
iΦ
i,VΦ
i,TΦ ie,TH
iue,TH
ig,TH
ij,TH
intΘ
eΘ
intΘeΘ
i,VH imin,V
iinf,V
i,suV
iinf,,mechV
i,RHΦ
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Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Schema
iΦ
i,VΦ
i,TΦ ie,TH
iue,TH
ig,TH
ij,TH
intΘ
eΘ
intΘeΘ
i,VH imin,V
iinf,V
i,suV
iinf,,mechV
i,RHΦ
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Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Aufheizleistung optional! nicht notwendig bei durchgehendem Heizbetrieb an den kältesten Tagen(Regelung). Bedarf einer gesonderten Vereinbarung mit dem Auftraggeber.
Berechnung über Simulation oder nach Gleichung
Räume mit unterbrochenem Heizbetrieb
> Geb. maße
> Beiblatt T.10
Typische Werte abhängig von:
Innentemperaturabfall nach Nachabsenkung (1 … 2K) oder Wochenendabsenkung (3 … 7K)Gebäudemasse (leicht, mittel, schwer)Wiederaufheizzeit in Stunden
Werte: 2 … 187 W/m²
(20)
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Beiblatt Tabelle 10a
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Beiblatt Tabelle 10b
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Zuschlagfaktoren
Zuschlagfaktoren fRH für Wiederaufheizung von Wohnbauten(maximale Nachtabsenkung 8 h)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
1 2 3 4
maximale Wiederaufheizzeit, in [h]
Zusc
hlag
fakt
or
fRH, i
n [W
/m²]
leichte Bauart, Auskühlung um 1K
mittelschwere Bauart, Auskühlung um 2K
schwere Bauart, Auskühlung um 3K
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Mögliche Überdimensionierung
mögliche Überdimensionierung von Heizflächen nach EN 12831
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Heizlast des Raumes ohne Zuschlag, in [W/m²]
Üb
erd
imen
sio
nie
run
g,
in [
%]
Gebäude mit schwerer Bauart,Absenkung 3 K, Aufheizung in 1 h
Gebäude mit mittlerer Bauart,Absenkung 2 K, Aufheizung in 2 h
Gebäude mit leichter Bauart,Absenkung 1 K, Aufheizung in 4 h
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Schema
iΦ
i,VΦ
i,TΦ ie,TH
iue,TH
ig,TH
ij,TH
intΘ
eΘ
intΘeΘ
i,VH imin,V
iinf,V
i,suV
iinf,,mechV
i,RHΦ
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Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Normheizlast eines Raumes
> Gleichung 2
> Gleichung 11
> Gleichung 20
(21)
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Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Schema
iΦ
i,VΦ
i,TΦ ie,TH
iue,TH
ig,TH
ij,TH
intΘ
eΘ
intΘeΘ
i,VH imin,V
iinf,V
i,suV
iinf,,mechV
i,RHΦ
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Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Normheizlast eines Gebäudes oder Gebäudeteils
ohne mechanische Lüftung:
mit mechanischer Lüftung:
(22)
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Vereinfachtes Verfahren
Gilt nur für Wohngebäude mit n50 ≤ 3,0 h-1 und ≤ 3 Wohneinheiten
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Beispiel für ein Gebäude ohne mechanische Lüftung
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Gebäude
Die Beispielberechnung wird für die Räume “Wohnen“, “Schlafen“ und “Bad“ eines Einfamilienhauses
(Gebäude aus DIN V 4108-6 und DIN V 4701-10) nach dem ausführlichen und dem vereinfachten Verfahren durchgeführt.
Raum “Wohnen“ und “Bad“ werden mit einer Wiederaufheizzeit ( = 2 Stunden) berechnet, Raum “Schlafen“ nicht.
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Gebäude
80
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U-Werte
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Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Allgemeine Beschreibung und Temperaturen
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Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Beiblatt Tabelle 1a (Auszug)
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Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Allgemeine Beschreibung und Temperaturen
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Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Beiblatt Tabelle 7
85
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Ermittlung des Wiederaufheizfaktors
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Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Ermittlung des Wiederaufheizfaktors
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Ermittlung des Wiederaufheizfaktors
88
Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Beiblatt Tabelle 10a
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Beiblatt Tabelle 10b
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Ermittlung des Wärmebrückenzuschlags
Vereinbarungen
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Wärmeverluste an Erdreich
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Wärmeverluste an Erdreich
93
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Norm Bild 3
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Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Norm Tabelle 4
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Wärmeverluste an Erdreich
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Wärmeverluste an Erdreich
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Werte für Norm-Lüftungswärmeverlust
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Beiblatt Tabelle 6
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Beiblatt Tabelle 7
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Beiblatt Tabelle 8
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Beiblatt Tabelle 9
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Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Werte für Norm-Lüftungswärmeverlust
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Ausfüllen der Formblätter – G1 – Gebäudedaten
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Ausfüllen der Formblätter – G1 – Gebäudedaten
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Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Ausfüllen der Formblätter – G1 – Gebäudedaten
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Ausfüllen der Formblätter – V – Vereinbarungen
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Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Ausfüllen der Formblätter – R3Ausfüllen der Formblätter – R3 – Raumheizlast Wohnen
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Ausfüllen der Formblätter – R3 – Raumheizlast Wohnen
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Ausfüllen der Formblätter – R3 – Raumheizlast Wohnen
Alle anderen Räume analog
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Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Ausfüllen der Formblätter – G 2 – Gesamtheizlast
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Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Ausfüllen der Formblätter – G 2 – Gesamtheizlast
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Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Ausfüllen der Formblätter – G 3 – Übersicht
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Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Ausfüllen der Formblätter – G 3 – Übersicht
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Beispiel mit mechanischer Lüftung
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Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Gebäude Im Folgenden:Keine Berechnung von Transmission,Nur Vorstellung der Berechnung bei verschiedenen Lüftungsmöglichkeiten
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Ohne mechanische Lüftung
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Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Ohne mechanische Lüftung
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Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Zwangsbelüftung mit einem Wärmetauscher
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Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff Dipl.-Ing. (FH) Kati Jagnow Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831
Zwangsbelüftung mit einem Wärmetauscher
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Zwangsentlüftung, einfacher Abzug
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Zwangsentlüftung, einfacher Abzug
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Übersicht der Heizlasten
Zwangsentlüftung, einfacher Abzug
Zwangsbelüftung mit einem Wärmetauscher
Ohne mechanische Lüftung
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Software
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Software
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