Die neue Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 - DELTA-Q · 1 Prof. Dr.- Ing. Dieter Wolff...

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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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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!

3


Was ist anders? Was ist neu?

4


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.

5


Quelle: IKZ, 21/2003

Begriffe und Indizes

6



Neue Gleichungen für bekannte Zusammenhänge

7



Weitere neueBegriffe

8



Was entfällt?

9


Außenmaße

10


Zusammenhang mit der EnEV

• Berechnung mit Außenmaßen

• Verwendung der U-Werte nach europäischen Normen

• Berücksichtigung von Wärmebrücken

• Berücksichtung der Gebäudedichtheit

11


Verknüpfung von europäischer Norm EN 12831und nationalem Anhang Beiblatt 1

12


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

13



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

14



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

15



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

16


Berechnungsablauf

17


Berechnungsgang

18


Berechnungsgang

19


Benötigte Daten

Meteorologische Daten

Norm-Innentemperatur

Gebäudedaten

20


Randbedingungen für U-Werte

21


Randbedingungen für U-Werte

22


Benötigte Daten

Daten zur Dichtheit und Lüftung

23


Detaillierte Berechnung

24


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

25


Gesamter Normwärmeverlust eines beheizten Raumes (Standardfall):

> Gleichung 2

> Gleichung 11

(1)

26


Norm-Transmissionswärmeverluste eines Raumes

> Gleichg. 3/4

> Gleichung 5

> Gleichung 8

> Gleich. 10

> Beiblatt T.2

> Beiblatt T.1

(2)

27


Beiblatt Tabelle 1a (Auszug)

28


Beiblatt: Isothermenkarte

29


Beiblatt Tabelle 2

30


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

31


Direkte Wärmeverluste an die Umgebung

Oder einfacher:

∑ +⋅= )fU(AH ckkie,T

(3)

(4)

32


> andere Normen

> andereNormen

> Geb. maß


33


> Außenmaß

> Beiblatt: 1,0

> Beiblatt T.3


34


Beiblatt Tabelle 3

35


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

36


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)

37


Beiblatt Tabelle 4

38


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

39


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)

40


Beiblatt Tabelle 1b (Auszug)

41


Beiblatt Tabelle 5

42


> 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)

43


Norm Bild 3

44


Norm Tabelle 4

45


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

46


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

47


Wärmeverluste an andere beheizte Räume

> Beiblatt T.5

> Geb. maß

> andereNormen

Hier: Keine Berücksichtigungvon Wärmebrücken!(10)

48


Beiblatt Tabelle 5

49


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


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


Norm-Lüftungswärmeverluste eines Raumes

> Gl. 12/13

> siehe unten

> 0,34 Wh/m³K

(11)

andere Werte siehe Gleichung 2

(12)

(13)

52


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)

53


Beiblatt Tabelle 6

54


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

55


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)

56


Beiblatt Tabelle 7

57


Beiblatt Tabelle 8

58


Beiblatt Tabelle 9

59


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


Volumenstrom für Gebäude ohne mechanische Lüftung

> Gl. 17

> Gl. 16

(14)

61


Volumenstrom für Gebäude mit mechanischer Lüftung

> Berechnung

> Gl. 17

> siehe unten

> siehe unten

> siehe unten

> siehe unten

Temperaturkorrektur:

(15 bzw. Beiblatt Gl. 1)

62


Mindestluftwechsel:

auch hier gilt: Vi Vmin,i

Zuluftvolumenstrom:


63


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.


(18)

(19)

64


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

65


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

66


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

67


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)

68


Beiblatt Tabelle 10a

69


Beiblatt Tabelle 10b

70


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

71


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

72


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

73


Normheizlast eines Raumes

> Gleichung 2

> Gleichung 11

> Gleichung 20

(21)

74


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

75


Normheizlast eines Gebäudes oder Gebäudeteils

ohne mechanische Lüftung:

mit mechanischer Lüftung:

(22)

76


Vereinfachtes Verfahren

Gilt nur für Wohngebäude mit n50 ≤ 3,0 h-1 und ≤ 3 Wohneinheiten

77


Beispiel für ein Gebäude ohne mechanische Lüftung

78


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.

79


Gebäude

80


U-Werte

81


Allgemeine Beschreibung und Temperaturen

82


Beiblatt Tabelle 1a (Auszug)

83


Allgemeine Beschreibung und Temperaturen

84


Beiblatt Tabelle 7

85


Ermittlung des Wiederaufheizfaktors

86



87



88


Beiblatt Tabelle 10a

89


Beiblatt Tabelle 10b

90


Ermittlung des Wärmebrückenzuschlags

Vereinbarungen

91


Wärmeverluste an Erdreich

92



93


Norm Bild 3

94


Norm Tabelle 4

95



96



97


Werte für Norm-Lüftungswärmeverlust

98


Beiblatt Tabelle 6

99


Beiblatt Tabelle 7

100


Beiblatt Tabelle 8

101


Beiblatt Tabelle 9

102


Werte für Norm-Lüftungswärmeverlust

103


Ausfüllen der Formblätter – G1 – Gebäudedaten

104



105



106


Ausfüllen der Formblätter – V – Vereinbarungen

107


Ausfüllen der Formblätter – R3Ausfüllen der Formblätter – R3 – Raumheizlast Wohnen

108


Ausfüllen der Formblätter – R3 – Raumheizlast Wohnen

109


Ausfüllen der Formblätter – R3 – Raumheizlast Wohnen

Alle anderen Räume analog

110


Ausfüllen der Formblätter – G 2 – Gesamtheizlast

111


Ausfüllen der Formblätter – G 2 – Gesamtheizlast

112


Ausfüllen der Formblätter – G 3 – Übersicht

113


Ausfüllen der Formblätter – G 3 – Übersicht

114


Beispiel mit mechanischer Lüftung

115


Gebäude Im Folgenden:Keine Berechnung von Transmission,Nur Vorstellung der Berechnung bei verschiedenen Lüftungsmöglichkeiten

116


Ohne mechanische Lüftung

117



118


Zwangsbelüftung mit einem Wärmetauscher

119



120


Zwangsentlüftung, einfacher Abzug

121



122


Übersicht der Heizlasten




123


Software

124


Software

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Fragen?Diskussion!

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