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)

Herzlich Willkommen !

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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

Herzlich Willkommen !

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DIN 4701, Ausgabe 1959

Historie

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

DIN 4701, Ausgabe 1983

24 Jahre

DIN EN 12831, Ausgabe 2003

20 Jahre

?? Jahre

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

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

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Die Norm DIN EN 12831 ersetzt ab August 2003 die DIN 4701

(Teil1 bis 3) Übergangsfrist bis 31. März 2004.

Zeitplanung

Jedes Mitgliedsland der EU kann der EN 12831 einen Nationalen Anhang beifügen.

EN 12831

Nationale Anhänge

D

A

CHAnhang

usw.

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

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Daneben gelten die ersetzten Normen (DIN 4701) noch bis 31.03.2004

Beiblatt 1 wird voraussichtlich im Oktober 2003 als Weißdruck veröffentlicht.

Zeitplanung

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

D

A

CH

Beiblatt 1 zur DIN EN 12831

à einheitliches Rechenverfahren in der gesamten EU

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Inhalt:

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

Inhalt der DIN EN 12831

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

vereinfachtes Verfahren:für Wohngebäude mit nicht mehr als 3 Wohneinheiten und Luftdichtigkeit von unter n50=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.

2 Standard-Rechenverfahren und Sonderfälle

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Einführung neuer – internationaler - Begriffe und Indizes

Begriffe der DIN EN 12831

Außenflächenkorrektur ∆ka, Sonnenkorrektur ∆ks

à Begriffe der DIN 4701, die es zukünftig nicht mehr gibt:

Außentemperaturkorrektur (und alle damit zusammenhängenden Begriffe, wie z.B. außenflächenbezogene Speichermasse)

windstarke/windschwache Gegend

Geschoss- und Schachttyp

Grundrisstyp (Einzelhaustyp I, Reihenhaustyp II)

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Raumkennzahl r

Hauskenngröße H

Krischer-Wert D als Kennwert für die mittlere Oberflächentemperatur der Umschließungsflächen

Fugendurchlasskoeffizient a

angeströmte und nichtangeströmte Durchlässigkeiten A / N

Fugendurchlässigkeit a*l

senkrechte und waagerechte Fugen und Fugenlänge l

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à Begriffe gleicher Bedeutung, aber unterschiedlicher Zeichen :


QN (Norm-Wärmebedarf) à ΦHL (Norm-Heizlast), ΦHL, Netto (Netto-Heizlast)

k-Wert (Wärmedurchgangskoeffizient)à U-Wert (Wärmedurchgangskoeffizient)

Q (Wärmestrom) à Φ (Wärmefluss)

QT (Transmissionswärmebedarf) à ΦT (Transmissionswärmeverlust)

QL (Lüftungswärmebedarf) à ΦV (Lüftungswärmeverlust)

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θAL (Temperatur über längere Kälteperiode) à Θme (Jahresmittel)

ß (Luftwechsel) à n (externe Luftwechselrate)

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)

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à neue Begriffe der DIN EN 12831:


Abschirmungsklasse und Abschirmungskoeffizient e

Luftdurchlässigkeitswert n50

Wärmeverlustkoeffizient H

Transmissionswärmeverlustkoeffizient HT

Wärmebrückenzuschlag fc (∆UWB)

längenbezogener Wärmedurchgangskoeffizient Ψ

Lüftungswärmeverlustkoeffizient HV

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exponierter Umfang P (der Bodenplatte, des Raumes)

thermisch wirksamer Volumenstrom Vth

Wiederaufheizfaktor fRH

verschiedenste Korrekturfaktoren

Parameter B´ (Kenngröße zur Berechnung der erdreichberührten Bauteile)

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,

Zusatz-Aufheizleistung ΦRH

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Grunddaten für die Berechnung

Meteorologische Daten

Norm-Außentemperatur Θe zur Berechnung der Norm-Wärmeverlustean die äußere Umgebung

Jahresmittel der Außentemperatur Θm,e zur Berechnung der Wärmeverluste an das Erdreich

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

Norm-Innentemperatur

Grunddaten für die Berechnung

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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

Abmessungen der Bauteile

„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 Abmessungen der Fenster und Türen die Maueröffnungen einzusetzen.“

„Bei den Abmessungen der Bauteile sind ..... als Höhen der Wände die Geschosshöhen..... einzusetzen.“

„Das Volumen des Raumes wird anhand der lichten Innenmaße berechnet.“

wie DIN 4701

abweichend von DIN 4701

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DIN 4701

L = 4,12 m

DIN EN 12831

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

L = 4,65 m


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DIN 4701 und DIN EN 12831

H = (2,60+0,26) m

H = 2,86 m


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RHVTHL Φ+Φ+Φ=ΦNorm-Heizlast eines Raumes:

TΦVΦ

= Norm-Transmissionswärmeverluste

= Norm-Lüftungswärmeverluste

RHΦ = Zusatz-Aufheizleistung

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

VTNettoHL Φ+Φ=Φ ,

Norm-Heizlast eines Raumes

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Norm-Transmissionswärmeverluste eines Raumes

das formale Rechenverfahren wurde geändert

Schritt 1: Berechnung des neu eingeführten Transmissions-Wärmeverlustkoeffizienten HT jeder einzelnen Raumbegrenzungsfläche

Schritt 2: Aufsummierung der Transmissions-Wärmeverlustkoeffizienten aller Raumbegrenzungsflächen

Schritt 3: Multiplikation dieser Summe mit der Temperaturdifferenz

eθθ −int

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

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DIN EN 12831 unterscheidet hinsichtlich der Transmissionswärmeverluste4 verschiedene Situationen auf der Nachbarseite eines Bauteils:

Bauteil grenzt an Außenluft

Bauteil grenzt an einen beheizten Raum

Bauteil grenzt an einen unbeheizten Raum

Bauteil grenzt an Erdreich

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

ieTH ,

iueTH , = Transmissionswärmeverlust-Koeffizient vom beheizten Raum (i) an die äußere Umgebung(e) durch den unbeheizten Raum (u)

igTH , = stationärer Transmissions-Wärmeverlust-Koeffizient des Erdreichs vom beheizten Raum (i) an das Erdreich (g)

intθ = Norm-Innentemperatur des beheizten Raumes

eθ = Norm-Außentemperatur

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

ijTH ,


)()( int,,,, eijtigtiuetieTT HHHH θθ −•+++=ΦNorm- Transmissionswärmeverlust eines Raumes:

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∑ ∑ ••+••=k

kkkieT eleUAH1

111, ψ

Wärmeverluste an die äußere Umgebung

ek und el sind witterungsbedingte Korrekturfaktoren zur Berücksichtigungmeteorologischer Einflüsse

gemäß Beiblatt 1 in Deutschland gilt: ek = el = 1.00

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∑ ∑ ••+••=k

kkkieT eleUAH1

111, ψ

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 durch den Korrekturfaktor fc (∆UWB ) ersetzt werden

∑ ••1

111 elψ

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∑ ∑ ••+••=k

kkkieT eleUAH1

111, ψ

kk

WBkkieT eUUAH •∆+•= ∑ )(,

fc (gemäß EN 12831) = ∆UWB (gemäß DIN 4108/6, ENEV)

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fc(∆UWB ) = / Ak

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

0,05mit bauseitiger Berücksichtigung von Wärmebrücken – nach DIN 4108, Beiblatt 2

0,10ohne bauseitiger Berücksichtigung von Wärmebrücken

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

Situation der Wärmebrücken

∑ ••1

111 elψ

pauschale oder detaillierte Berücksichtigung der Wärmebrücken


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∑ ∑ ••+••=k

uukkiueT blbUAH1

11, ψ

bu = Temperatur-Reduktionsfaktor zur Berücksichtigung des Temperatur-unterschiedes des unbeheizten Raumes zur Norm-Außentemperatur.

Wärmeverluste durch unbeheizte Räume an die äußere Umgebung

∑ •∆•= +k

uwbkkiueT bUUAH ), (

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e

uub

θθθθ

−−

=int

int

wenn die Temperatur des unbeheizten Raumes bekannt ist, so wird bu

nach folgender Formel berechnet:

Wenn die Temperatur des unbeheizten Raumes unbekannt ist, so kann bu

anhand vorgegebener Kriterien ausgewählt werden:

Wärmeverluste durch unbeheizte Räume an die äußere Umgebung

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Wärmeverluste an das Erdreich

Wärmeverluste an Erdreich werden berechnet nach EN ISO 13370

entweder ausführliche oder vereinfachte Berechnung

Fläche und Umfang der BodenplatteTiefe der Bodenplatte unter dem Erdreich

Dämmeigenschaften des Bodens

Wärmeverluste hängen von folgenden Parametern ab:

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λBoden = 2,0 W/mK

Randdämmung der Bodenplatte wird vernachlässigt

Vereinfachte Berechnung:

Problem: Tabellen in DIN EN 12831 gibt es nur fürz = 0 m (Bodenplatte auf Erdreich), z = 1,5 m und z = 3,0 m

feste Randbedingungen:

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( ) wk

kequivkggigT GUAffH ⋅⋅⋅⋅= ∑ ,21,


fg1 ist ein Korrekturfaktor für die jährliche Schwankung der Außentemperatur

in Deutschland gilt: fg1 = 1,45 = konstant

eem

fgθθ

θθ−

−=

int,int

2fg2 ist ein Reduktionsfaktor für die Temperaturdifferenz

Gw ist ein Reduktionsfaktor Korrekturfaktor zur Berücksichtigung des Einflusses von Grundwasser

lt. Beiblatt in Deutschland- wenn Abstand Grundwasserspiegel zu Fundamentplatte >> 3m:3m: GW =1,00=1,00-- wenn wenn Abstand Grundwasserspiegel zu Fundamentplatte < 3m: < 3m: GW = 1,15= 1,15

Vereinfachte Berechnung:

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( ) wk



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

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[ ]mP

AB

g

∗=

5,0´

Ag = Fläche der BodenplatteP = exponierter (berührter) Umfang der Bodenplatte


Bestimmung des Parameters B`:

Bei der Ermittlung von P sind nur die Längen der erdreichberührenden Außenwände als Umfang einzusetzen

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P = 2(L + B) B = 8 m

L = 15 m


Einzelhaus

P = 2(15+8)= 46 m

P = 2*15+8 P = 38 m

P = 2*15P = 30 m

P = 2L + B P = 2 x L

Eckhaus Mittelhaus Einzelraum

B = 8 m

L = 15 m L = 15 m

L = 7 m

P = LP = 7 m

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P: n.def.innenliegender Raum

Fallunterscheidung:

In folgenden Fällen wird zur Berechnung des Parameters B`der exponierte Umfang der gesamten erdreichberührten Bodenfläche des Gebäudeseingesetzt:

wenn Uboden< 0,5 W/m²K:

bei innenliegenden Räumen (besitzen keine ans Erdreich angrenzende Außenwand)

In allen anderen Fällen erfolgt eine raumweise getrennte Berechnung des B´-Wertes, d.h. es ist der exponierte Umfang des Raumes einzusetzen.

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B = 8 m

L = 15 m

U-Wert des Fußbodens = 0,58 W/m²K

B`= (7,5*4) m² / 0,5 * 11,5 m = 5,2 m

B = 8 m

L = 15 m

U-Wert des Fußbodens = 0,43 W/m²K

B`= (7,5*4) m² / 0,5 * 46 m = 1,3 m

P = 2*(15+8) m = 46 m

P = (4+7,5) m = 11,5 m

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Ausführliche Berechnung nach EN ISO 13370:

λBoden ist variabel

Tiefe der Bodenplatte unter Erdreichoberkante (z) ist variabel

vertikale und horizontale Randdämmung der Bodenplatte wird berücksichtigt

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( )sefsit RRRwd +++= λ

+

+++= 1

´ln

´2

21

21 ztzt

bfd

BdB

Uπ

πλ

Bei (dt+ )⟨B´ (gut gedämmte Keller-Bodenplatten):z21

zdtBUbf

21´457,0 ++

= λ



Fußboden:

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Wände:

+

++= 1ln

5,01

2wt

tbw

dz

zdd

zU

πλ

( )sewsiw RRRd ++= λ( )sefsit RRRwd +++= λ

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∑ ⋅⋅=k

kkijijT UAfH ,

Wärmefluss zwischen beheizten Zonen untersch. Temperatur

ijTH , berücksichtigt den Transmissionswärmestrom zwischen einem beheizten Raum (i) und einem beheizten Nachbarraum (j) mit einer unterschiedlichen Temperatur.

ei

aceadjacentspiijf

θθθθ

−−

=int,

int,

fij ist ein Temperatur-Reduktionsfaktor, für den gilt:

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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

∑ ⋅⋅=k

kkijijT UAfH ,

( ) wk


∑ •∆•= +k

uwbkkiueT bUUAH ), (

kk

WBkkieT eUUAH •∆+•= ∑ )(,

)()( int,,,, eijtigtiuetieTT HHHH θθ −•+++=ΦNorm- Transmissionswärmeverlust eines Raumes:

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)(34,0 int ethV V θθ −∗∗=Φ &

Norm-Lüftungswärmeverlust eines Raumes

)( int epthV cV θθρ −∗∗∗=Φ &Norm- Lüftungswärmeverlust eines Raumes:

34,0=∗ ρpcTemperatureinflüsse bleiben unberücksichtigt

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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Wie DIN 4701 unterscheidet DIN EN 12831 zwischen:

natürlicher Belüftungmechanischer 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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Tabelle 6 – Mindestluftwechselzahl nmin

RVnV ∗= minmin&


Mindest-Volumenstrom

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VR = Raumvolumen des Raumes i

n50 = Luftwechselrate bei einer Druckdifferenz von 50 Pa (Tabelle7)

e = Abschirmungskoeffizient (Tabelle 8)

= Höhenkorrekturfaktor (Tabelle 9)ε

ε∗∗∗∗= enVV R 502inf&


Volumenstrom aus Infiltration (natürliche Belüftung, freie Lüftung)

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Tabelle 7 – Luftdurchlässigkeitswerte –n50




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Tabelle 8 – Abschirmungskoeffizient - e




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Tabelle 9 – Höhenkorrekturfaktor ε nach Lage des Raumes über Erdreichniveau




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Der so ermittelte Volumenstrom wird mit dem Mindest-Volumenstrom verglichen und das Maximum wird in die weitere Berechnung eingesetzt:

),max( mininf VVVth =&

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ei

isuiiVf

θθθθ

−−

=int,

,int,,Vsuth fVV ∗= && 0

Mechanische Lüftungsanlage mit Zuluftvolumenstrom

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

suexmech VVV &&& −=inf,

Mechanische Lüftungsanlage mit Abluftüberschuss

Der Abluftüberschuss Vmech,inf wird bestimmt aus der Differenz zwischen Zu-und Abluft (Vex > Vsu)

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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


Ermittlung des „thermisch wirksamen Volumenstroms“

Der „thermisch wirksamen Volumenstrom“ muss größer/gleich dem Mindest-Volumenstrom sein.

);max( mininf,inf VVfVVV mechVsuth &&&& +∗= +

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)(34,0 int ethV V θθ −∗∗=Φ &

Zusammenfassung Norm-Lüftungswärmeverlust

ii VnV ∗= minmin,&

iiii enVV ε∗∗∗∗= 502inf,&

Vsuth fVV ∗= && 0

suexmech VVV &&& −=inf,

Norm- Lüftungswärmeverlust eines Raumes:

Thermisch wirksamer Volumenstrom Vth

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RHRH fA∗=ΦA = Fußbodenfläche des beheizten Raumes

fRH = Wiederaufheizfaktor

Räume mit unterbrochenem Heizbetrieb benötigen eine Aufheizleistung, um die geforderte Norm-Innentemperatur nach einer Absenkung innerhalb einer bestimmten Zeit erreichen zu können.

Räume mit unterbrochenem Heizbetrieb

Diese zusätzliche Aufheizleistung muss mit dem Auftraggeber vereinbart werden.kein Ersatz für eingeschränkten Heizbetrieb

Die zusätzliche Aufheizleistung ist in der Regel nicht notwendig, wenn die Anlagentechnik sicherstellt, dass die Absenkung in den kältesten Tagen nicht stattfindet..

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Die wirksame Gebäudemasse wird in drei Klassen wie folgt angegeben:

leichte Gebäudemasse (abgehängte Deckenund aufgeständerte Böden, Wände in Leichtbauweise),

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

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

Cwirk=15 Wh/m3K

Cwirk=35 Wh/m3K

Cwirk=50 Wh/m3K

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, rec

hnet

mit

SO

LAR

-CO

MP

UT

ER

!


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


nur Fugenlüftung während der Aufheizzeit

Wer

rec

hnet

, rec

hnet

mit

SO

LAR

-CO

MP

UT

ER

!


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


geringe, zeitlich eingeschränkte Fensterlüftung während der Aufheizzeit

Wer

rec

hnet

, rec

hnet

mit

SO

LAR

-CO

MP

UT

ER

!


Unterbrochener Heizbetrieb

Zusatz-Aufheizleistung nach DIN EN 12831

Zusatz-Aufheizleistung nach DIN EN 12831/Beiblatt 1

Beispiel für die Erweiterung/Änderung durch Beiblatt 1:

Wer

rec

hnet

, rec

hnet

mit

SO

LAR

-CO

MP

UT

ER

!



Innentemperaturabfall wird raumweise berechnet

Es werden die Raumdaten in die Formeln eingesetzt:

Wer

rec

hnet

, rec

hnet

mit

SO

LAR

-CO

MP

UT

ER

!



Innentemperaturabfall wird gebäudeweise berechnet

Es werden die Gebäudedatenin die Formeln eingesetzt:

Wer

rec

hnet

, rec

hnet

mit

SO

LAR

-CO

MP

UT

ER

!


TΦVΦ

= Norm-Transmissionswärmeverluste

= Norm-Lüftungswärmeverluste

RHVTHL Φ+Φ+Φ=ΦNorm-Heizlast eines Raumes:

RHΦ = Zusatz-Aufheizleistung

Zusammenfassung Norm-Heizlast eines Raumes

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

Wer

rec

hnet

, rec

hnet

mit

SO

LAR

-CO

MP

UT

ER

!


= ohne raumlufttechnischen Anlagen

= mit raumlufttechnischen Anlagen

η = Wirkungsgrad der Wärmerückgewinnung

),5,0max( mininf VVVi &&& ΣΣ∗=Σ

inf,inf )1(5,0 mechsui VVVV &&&& Σ+Σ∗−+Σ∗=Σ η

VΣΦ

= zusätzliche Aufheizleistung aller RäumeRHΣΦ

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

eT ,ΣΦ

Norm-Heizlast des Gebäudes

RHVeTHL ΣΦ+ΣΦ+ΣΦ=Φ ,

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

Wer

rec

hnet

, rec

hnet

mit

SO

LAR

-CO

MP

UT

ER

!


Vereinfachtes Rechenverfahren

Dieses kann für Wohngebäude bis zu drei Wohneinheiten und einer Gebäude-Luftdichtheit bis zu n50 = 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.

Wer

rec

hnet

, rec

hnet

mit

SO

LAR

-CO

MP

UT

ER

!


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


Wer

rec

hnet

, rec

hnet

mit

SO

LAR

-CO

MP

UT

ER

!



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 Mindest-Volumenstrom eingesetzt.

Wer

rec

hnet

, rec

hnet

mit

SO

LAR

-CO

MP

UT

ER

!



)( int eTT H θθ −∗=Φ

kT fUAH ∗∗Σ=mit

Norm-Transmissionswärmeverlust:

)(34,0 intmin eV V θθ −∗∗=Φ &

minmin nVV R ∗=&mit

Norm-Lüftungswärmeverlust:

Wer

rec

hnet

, rec

hnet

mit

SO

LAR

-CO

MP

UT

ER

!



RHRH fA ∗=ΦUnterbrochener Heizbetrieb (analog dem ausführlichen Verfahren):

Zunächst kann der Norm-Wärmeverlust bei Räumen mit höherer Raumtemperatur korrigiert werden:

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

RHiHL Φ+Φ=Φ

Normheizlast für einen beheizten Raum

Wer

rec

hnet

, rec

hnet

mit

SO

LAR

-CO

MP

UT

ER

!


iRHiViTHL ,,, ΣΦ+ΣΦ+ΣΦ=Φ


Norm-Heizlast für ein Gebäude (vereinfachtes Verfahren)

Wer

rec

hnet

, rec

hnet

mit

SO

LAR

-CO

MP

UT

ER

!


DIN EN 12831Berechnungsverfahren 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.

( ) ihiViTi f ,,, ⋅Φ+Φ=Φ

Wer

rec

hnet

, rec

hnet

mit

SO

LAR

-CO

MP

UT

ER

!



Tabelle B.1 – Raumhöhenkorrekturfaktor, fh,i

Wer

rec

hnet

, rec

hnet

mit

SO

LAR

-CO

MP

UT

ER

!



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:

eUw

θθ −>

int

50 Uw > 1,56bei 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 Norm-Innenlufttemperatur abweicht, kann der Lüftungswärmeverlust unter Verwendung der Lufttemperatur υa berechnet werden.

roa θθθ −⋅= 2 υo = operative Temperatur in Grad Celsius (°C)

υr = mittlere Strahlungstemperatur in Grad Celsius (°C)

Wer

rec

hnet

, rec

hnet

mit

SO

LAR

-CO

MP

UT

ER

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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.

Vergleich DIN 4701 Und DIN en 12831

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