Haus- und Energietechnik im Holzhausbau

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1 Haus- und Energietechnik im Holzhausbau Komfort - Energie - Ökologie Sommerlicher Wärmeschutz 45 Ragonesi Strobel & Par tner AG B a u p h y s i k u n d T e c h n i s c h e K o m m u n i k a t i o n Bleicherstrasse 11 CH Luzern Tel. +41 (0) Fax +41 (0) Iwan Plüss iwan.pluess@rsp.lu Tel. +41 (0) Mobile +41 (0) Raumluft ohne Store und ohne Lüftung 35 Temperatur [ C] Raumluft ohne Store Raumluft mit Store Iwan Plüss Bereichsleiter Gebäudesimulation iwan.pluess@rsp.lu Stunden [h] Aussenluft SAH Haus- und Energietechnik im Holzhausbau - Sommerlicher Wärmeschutz 25. Oktober 2011 Folie 1

2 RSP - Iwan Plüss Lehre als Heizungszeichner Berufsbegleitende Berufsmatura Studium zum HLK Ing. FH, Hochschule Luzern Zentrum für integrale Gebäudetechnik - ZIG seit 2003 Wissenschaftlicher Mitarbeiter im Bereich Gebäudesimulation / Energiekonzepte Ragonesi Strobel & Partner AG seit 2010 Mitglied der Geschäftsleitung Bereichsleiter Gebäudesimulation - Sommerlicher Wärmeschutz - Gesamtenergetische Optimierungen - Nachweis thermischer Komfort in Gebäuden - Konzepte und Studien - Dokumentationen SAH Haus- und Energietechnik im Holzhausbau - Sommerlicher Wärmeschutz 25. Oktober 2011 Folie 2

3 Agenda - Sommerlicher Wärmeschutz Abhängigkeiten Allgemeine Anforderung Nachweisverfahren Beispiel Hegianwandweg Zürich - Leichte Bauweise - Mittlere Bauweise - Massive Bauweise Das Wichtigste in Kürze (Zusammenfassung) SAH Haus- und Energietechnik im Holzhausbau - Sommerlicher Wärmeschutz 25. Oktober 2011 Folie 3

4 Abhängigkeiten - Einstieg Heizwärmebearf Überhitzung «Energieeffizientes Bauen» Wer heute «gut» bauen will, ist auf passive solare Wärmegewinne angewiesen. Energiestandarts wie Minergie setzten auf die passive Wärmenutzung. Dies hat zur Folge: Bessere Gebäudehülle Mehr solare Gewinne Verlust Gewinn Heizperiode Verlust Gewinn Herbst / Frühling ÂÂÜberhitzungsprobleme im Sommer Solare Gewinne Interne Wärmegewinne Transmissionwärmeverlust Lüftungswärmeverlust SAH Haus- und Energietechnik im Holzhausbau - Sommerlicher Wärmeschutz 25. Oktober 2011 Folie 4

5 Abhängigkeiten Aussen Innen Klima Auf das Klima kann kein Einfluss genommen werden. Diese Randbedingung ist Fix. Das Planerteam hat die Aufgabe das Beste aus der Situation zu machen. Warmes Klima > Kleiner Wärmebedarf Kühles Klima > Wenig Überhitzungsprobleme SAH Haus- und Energietechnik im Holzhausbau - Sommerlicher Wärmeschutz 25. Oktober 2011 Folie 5

6 Abhängigkeiten Aussen Innen Nutzung Wie auch das Klima wird die Nutzung vorgegeben. Interne Lasten Personen Die Wärme- /Feuchteabgabe durch Personen kann nicht variiert werden. Einflussmöglichkeiten bieten lediglich die Belegungsdichten. Geräte Immer mehr Technik und leistungsstärkere Geräte ergeben höhere Gerätelasten. Bei der Planung auf energieeffiziente Geräte achten. Beleuchtung Ist ein grosser Teil der internen Wärmelasten. Dieser kann durch optimale Planung deutlich reduziert werden. SAH Haus- und Energietechnik im Holzhausbau - Sommerlicher Wärmeschutz 25. Oktober 2011 Folie 6

7 Abhängigkeiten Aussen Innen Gebäude Wird vom Planungsteam definiert. Bei der Planung ist konsequent auf folgende Punkte zu achten: Gebäudeform / Ausrichtung (Tageslicht, Wärmegewinn / -verlust) Glasanteil (vernünftige Glasanteile) Sonnenschutz (beweglicher Sonnenschutz, feststehende Beschattung) Wärmekapazität (Speicherfähigkeit der umgebenden Materialien) Abzuführende Wärme (Fensterlüftung, Kühlung, Transmission) SAH Haus- und Energietechnik im Holzhausbau - Sommerlicher Wärmeschutz 25. Oktober 2011 Folie 7

8 Abhängigkeiten - Optimieren Sommer Überhitzung Gebäude Kühlenergiebedarf Tageslicht /Beleuchtung Strombedarf Winter Passiver solarer Wärmegewinn Heizenergiebedarf Abhängig von Klima und Nutzung muss das Gebäude optimal auf diese Randbedingungen abgestimmt werden. Sommer / Winter Zwischen, den solare Wärmegewinnen im Winter, hohen solaren Lasten im Sommer, ÂÂdas Optimum finden. SAH Haus- und Energietechnik im Holzhausbau - Sommerlicher Wärmeschutz 25. Oktober 2011 Folie 8

9 Allgemeine Anforderung - Sommerlicher Wärmeschutz Normen Norm SIA 180 Wärme und Feuchteschutz im Hochbau - Innenklima und Behaglichkeit Norm SIA 382/1 Lüftungs- und Klimaanlagen Allgemeine Grundlagen Anforderungen / Nachweis Gesetzlicher Nachweis EnFK EN-2a Einfacher gesetzlicher Nachweis Minergie Variante 1 Einfacher Minergie Nachweis Minergie Variante 2 Vereinfachter Nachweis Berechnung der Anforderungen an g-wert und bauliche Verschattung Quelle: Minergie Merkblatt ( Sommerlicher Wärmeschutz für Wohnbauten Minergie Variante 3 Detaillierter rechnerischer Nachweis SIA TEC Tool / Simulationen SAH Haus- und Energietechnik im Holzhausbau - Sommerlicher Wärmeschutz 25. Oktober 2011 Folie 9

10 Allgemeine Anforderung - Bauliche Anforderungen SIA 382/1 Aussen Sonnenschutz Innen Guter Sonnenschutz bei allen Fenster Anforderungen an g-wert müssen eingehalten werden. Automatische Steuerung notwendig (Strahlung, Wind), wenn Kühlung eingebaut, notwendig oder erwünscht. Windfestigkeit: Anforderungsklasse 2, SIA 342 Wärmespeicherfähigkeit 80% der Betondecke frei oder 30 Wh/m 2 K Wärmespeicherfähigkeit Fensterlüftung Fensterlüftung vorsehen Minimale Lüftungsöffnungen von 3% pro NGF Bei Raumtiefen mit mehr als 2.5 x Raumhöhe -> Querlüftung über 2 Fenster / Fassaden vorsehen. SAH Haus- und Energietechnik im Holzhausbau - Sommerlicher Wärmeschutz 25. Oktober 2011 Folie 10

11 Allgemeine Anforderung - Bauliche Anforderungen SIA 382/1 Gesamtenergiedurchlassgrad g 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 NE, NW E, SE, S, SW, W 0,0 H (Oberlicht) 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Glasanteil f g der Fassade bzw. der Dachfläche Quelle: SIA 382/1, Figur 2 / Figur 3 N g-wert Sonnenschutz (Raumweise Betrachtung) Abhängig von Ausrichtung und Glasanteil werden Anforderungen an den g-wert gestellt. (gemäss SIA 382/1 Ziffer ) Werden die g-werte eingehalten, müssen keine detaillierten Nachweise erbracht werden. Keine gegenüberliegenden Glasflächen Keine Oblichter zusammen mit Fenster an der Fassade ÂÂWerden die Anforderungen nicht eingehalten, müssen detaillierte Berechnung für den Nachweis des sommerlichen Wärmeschutz durchgeführt werden. SAH Haus- und Energietechnik im Holzhausbau - Sommerlicher Wärmeschutz 25. Oktober 2011 Folie 11

12 Allgemeine Anforderung - Kühlung / Komfort Quelle: SIA 382/1, , Figur 6 Notwendigkeit einer Kühlung In der SIA 382/1 wird bei der Notwendigkeit der Kühlung zwischen 3 Bereichen unterschieden. Die Unterscheidung erfolgt aufgrund der Anzahl Stunden mit Temperaturüberschreitungen (SIA 382/1, Figur 6) Notwendig: > 100 Stunden über der Grenzwertkurve Erwünscht: > 0 bis <100 Stunden über der Grenzwertkurve Nicht notwendig: Keine Stunden über der Grenzwertkurve SAH Haus- und Energietechnik im Holzhausbau - Sommerlicher Wärmeschutz 25. Oktober 2011 Folie 12

13 Nachweis - Gesetzlicher Nachweis Bsp. Wohnengebäude Sommerlicher Wärmeschutz x g-wert aussenliegender Sonnenschutz Nachweis g-wert Verglasung und Sonnenschutz gemäss SIA 382/1:2007 beilegen g-w ert nicht eingehalten; Begründung: Kühlung x Nein, weder vorgesehen, «notwendig» oder «erwünscht» gemäss SIA 382/1:2007 Ja Automatische Steuerung des Sonnenschutzes Nicht automatisch; Begründung: Bauteile und Anforderungen Typisches Einfamilienhaus Fensterlüftung möglich Alle Fenster mit aussenliegendem Sonnenschutz Sonnenschutz: typischerweise Lamellenstoren, deckende Fassaden-Markiesen Keine Kühlung ÂÂAnforderungen an sommerlicher Wärmeschutz erfüllt. ÂÂLösung ohne aufwendige Nachweisverfahren. BE-064 SAH Haus- und Energietechnik im Holzhausbau - Sommerlicher Wärmeschutz 25. Oktober 2011 Folie 13

14 Nachweis - Gesetzlicher Nachweis Bsp. Verwaltungsgebäude Sommerlicher Wärmeschutz x g-wert aussenliegender Sonnenschutz Nachweis g-wert Verglasung und Sonnenschutz gemäss SIA 382/1:2007 beilegen g-w ert nicht eingehalten; Begründung: Kühlung Nein, weder vorgesehen, «notwendig» oder «erwünscht» gemäss SIA 382/1:2007 x Ja x Automatische Steuerung des Sonnenschutzes Nicht automatisch; Begründung: Bauteile und Anforderungen Bürogebäude mit Kühlung Mit Kühlung Nachweis gemäss SIA 382/1 notwendig oder erwünscht Alle Fenster mit aussenliegendem Sonnenschutz (SIA 382/1) Sonnenschutz: typischerweise Lamellenstoren, deckende Fassaden-Markiesen. Bauliche Anforderungen eingehalten (SIA 382/1) Sonnenschutz: mit Automatischer Steuerung (SIA 382/1) Windfestigkeit (Vorsicht bei Fassaden-Markiesen) (SIA 382/1) AG-561 ÂÂAnforderungen an sommerlicher Wärmeschutz erfüllt. ÂÂLösung ohne aufwendige Nachweisverfahren. SAH Haus- und Energietechnik im Holzhausbau - Sommerlicher Wärmeschutz 25. Oktober 2011 Folie 14

15 Nachweis - Minergie Variante 1: Globalbeurteilung von Standardfällen für die Nutzungen Wohnen, Einzelbüro, Gruppenbüro, Sitzungszimmer und Lager (ohne Kühlung) Die Globalbeurteilung gilt für Zonen in denen in allen Räumen folgende Bedingungen eingehalten sind: - keine Oblichter oder Dachflächenfenster mit Glasflächen > 0.5 m2, grössere Glasflächen können in vertikale Flächen umgerechnet werden -> siehe Anwendungshilfe - aussenliegender beweglicher Sonnenschutz mit Rollläden oder Rafflamellenstoren (z.b. MINERGIE-Module); - Nachtauskühlung mit Fensterlüftung ist möglich; - interne Wärmelasten nicht höher als die Standardwerte im Merkblatt SIA Erfüllen die Räume in der Zone die Kriterien? Wohnen (EFH, MFH), Räume mit 1 Fassade, Betondecke (>80% frei): - Glasanteil <70% Wohnen (EFH,MFH), Eckzimmer; Betondecke (>80% frei): - Glasanteil pro Fassade <50% Wohnen (EFH, MFH), 1 Fassade oder Eckzimmer. Holzdecke und Zementunterlagsboden mit min. 6 cm oder Anhydrit min. 5 cm Stärke: - Glasanteil <40% Wohnen (EFH, MFH), Räume mit 1 Fassade, Betondecke (>80% frei) oder Zement-unterlagsboden mit min. 6 cm oder Anhydrit min. 5 cmstärke. Süd-Orientierung und Verschattung durch Balkon von min. 1 m Tiefe. - Glasanteil <100% Einzelbüro, Gruppenbüro, Sitzungszimmer mit 1 Fassade, Betondecke (>80% frei): - Glasanteil <50% und automat. Steuerung des Sonnenschutzes Einzelbüro, Gruppenbüro, Sitzungszimmer als Eckzimmer, Betondecke (>80% frei): - Glasanteil <35% und automat. Steuerung des Sonnenschutzes Zone n.a. n.a. n.a. n.a. n.a. n.a. Variante 1 Nur zulässig bei folgenden Bedingungen: Keine Oblichter > 0.5 m 2 Alle Fenster mit aussenliegendem, beweglichem Sonnenschutz. Nachtauskühlung mit Fensterlüftung möglich. Internen Lasten nicht höher als Standardwerte gemäss SIA Merkblatt ÂÂAnforderungen an sommerlicher Wärmeschutz erfüllt. ÂÂLösung ohne aufwendige Nachweisverfahren. Lager mit geringen internen Wärmelasten "n.a.": Nicht vorhanden. Ein solcher Raumtyp existiert nicht. "": Ein solcher Raumtyp ist vorhanden und alle Kriterien sind erfüllt. "nein": Ein solcher Raumtyp ist vorhanden, aber die Kriterien sind nicht erfüllt (z.b. zu hoher Glasanteil) n.a. n.a. SAH Haus- und Energietechnik im Holzhausbau - Sommerlicher Wärmeschutz 25. Oktober 2011 Folie 15

16 Fassadenfläche A m maximaler g-wert von Fassadenfenstern gemäss SIA 382/1, Ziffern bis Kritischer Glasfläche A Raum g m 2 Wohnen 11.5 Fassade Glasanteil f 1: Orientierung g S Reflexion max. g-wert von (Verglasung Nachbarfassaden + Sonnenschutz) g - (bei N, NE oder NW) Länge effektiver der g-wert Fassade (Verglasung (nur bei Eckräumen) + Sonnenschutz) g l m 6.5 Fassadenfläche Fassade 2 (nur bei Eckräumen): Orientierung A m Glasfläche Reflexion von Nachbarfassaden (bei N, NE oder NW) Sommerlicher A g m Nachweis - Minergie Glasanteil Länge der Fassade Wärmeschutz im MINERGIE -Standard l m f g für max. Fassadenfläche MINERGIE -/-P -/-A -Nachweis Version A 12 m(zusatzblatt für Variante 2) g-wert (Verglasung + Sonnenschutz) g Beurteilung Glasfläche effektiver g-wert (Verglasung nach Kriterien + Sonnenschutz) gemäss SIA 382/1 A g g m Glasanteil f Sommerlicher Fassade 2 (nur bei Eckräumen): Wärmeschutz Orientierung g max. im MINERGIE -Standard Variante 2 Reflexion g-wert von (Verglasung Objekt: Nachbarfassaden + Sonnenschutz) g - (bei N, NE oder NW) für effektiver MINERGIE -/-P -/-A -Nachweis Strasse Länge der g-wert / Fassade (Verglasung Nr: + Sonnenschutz) Version g 12 -(Zusatzblatt für Variante 2) l m Beurteilung Postleitzahl: nach Kriterien gemäss Ort Fassadenfläche maximaler g-wert von Oblichtern SIA 382/1, Ziffern SIA /1 A m Detaillierterer Nachweis 2 Glasfläche Zone Kritischer Raum A Objekt: g m Glasanteil Dachfläche fa g m maximaler Strasse g-wert / Nr: von Fassadenfenstern gemäss SIA 382/1, Ziffern bis g-wert Berechnung gemäss max. Glasfläche g-wert (Verglasung + Sonnenschutz) Ag g m- Kritischer Postleitzahl: Raum 2 Ort Wohnen effektiver Glasanteilg-Wert (Verglasung + Sonnenschutz) f g SIA 382/1 Fassade 1: Orientierung S max. g-wert (Verglasung + Sonnenschutz) g - Zone maximaler Reflexion von g-wert Nachbarfassaden von Oblichtern (bei SIA N, NE 382/1, oder Ziffern NW) maximaler Kritischer effektiver g-wert Raum (Verglasung + Sonnenschutz) g - Länge der Fassade g-wert von (nur Fassadenfenstern bei Eckräumen) gemäss SIA l Ziffern m bis Fassadenfläche Kritischer Dachfläche Räume mit Raum besonderer Anordnung der Glasflächen, SIA A382/1, mziffer Wohnen Weitere Anforderungen / Nachweise (alle 3 Kriterien beantworten) Fassade Glasfläche Kein Raum 1: hat Orientierung gegenüberliegende Fassaden. A g m S Resp. Reflexion Glasanteil Glasanteil von Nachbarfassaden der N, NE oder (bei NW-Fassade N, NE oder <10%. NW) f g Anforderungen Glasflächen Länge max. Kein Raum g-wert der Fassade hat (Verglasung drei Fassaden. (nur bei + Sonnenschutz) Eckräumen) gl m Fassadenfläche effektiver Resp. Glasanteil g-wert (Verglasung der 3. Fassade + Sonnenschutz) <10%. A g m - - Kein gegenüberliegenden Fenster Glasfläche Räume Fassade Kein Raum mit 2 (nur hat besonderer bei gleichzeitig Eckräumen): Fassadenfenster Anordnung Orientierung und Oblichter. der Glasflächen, SIA A g 382/1, mziffer (alle 3 Kriterien beantworten) - Max. 2 Fassaden mit Fenster Glasanteil Kein Reflexion Windfestigkeit Raum von hat Nachbarfassaden gegenüberliegende des Sonnenschutzes, (bei Fassaden. N, SIA NE oder 382/1, NW) Ziffer f g Resp. max. Länge Der Sonnenschutz g-wert Glasanteil der Fassade (Verglasung der bleibt N, NE bis + Sonnenschutz) oder zu einer NW-Fassade Windgeschwindigkeit <10%. gl m Windfestigkeit Sonnenschutz Kein Fassadenfläche effektiver von 75 Raum km/h g-wert hat in abgesenkter drei (Verglasung Fassaden. Stellung. + Sonnenschutz) Ag m Glasfläche Fassade Resp. Glasanteil 2 (nur bei der Eckräumen): 3. Fassade Orientierung <10%. A g m - 75 km/h Wärmespeicherfähigkeit, SIA 382/1, Ziffer (nur 1 der 3 Kriterien 2 wählen, andere leer lassen) Glasanteil Alle Reflexion Kein Räume Raum von haben hat Nachbarfassaden gleichzeitig Betondecken Fassadenfenster (bei die zu N, min. NE oder 80% und NW) frei Oblichter. sind. f g max. Wärmespeicherfähigkeit Länge g-wert der Fassade (Verglasung + Sonnenschutz) gl m- Windfestigkeit Die wirksame, auf des die Sonnenschutzes, Nettogeschossfläche SIA bezogene 382/1, Ziffer Fassadenfläche effektiver g-wert (Verglasung + Sonnenschutz) Ag m- Wärmespeicherkapazität Der Sonnenschutz bleibt bis ist >30 zu einer Wh/m2.K. Windgeschwindigkeit Berechnung mit Tool SIA - 80% freie Betonfläche 2 Glasfläche A g m 2 maximaler 382/1 von 75 Wärmekapazität km/h g-wert in abgesenkter von ( Oblichtern Stellung. SIA 382/1, Ziffern Glasanteil - > 30 Wh/m 2 f g K Kritischer Raum max. Wärmespeicherfähigkeit, Nur Wohnen: Zementunterlagsböden g-wert (Verglasung + SIA Sonnenschutz) 382/1, mit Ziffer min cm (nur Stärke 1 der 3 Kriterien wählen, andere leer lassen) Dachfläche Ag m- Alle Interne Räume Wärmequellen haben Betondecken und Fensterlüftung, die zu min. 80% SIA frei 382/1, sind. Ziffer (entweder C36 bis C38 oder C39 wählen) Interne Wärmequellen effektiver Glasflächeg-Wert (Verglasung + Sonnenschutz) Ag g m- 2 Die Interne wirksame, Wärmequellen auf die Nettogeschossfläche (s. Merkblatt SIA 2024) bezogene Q i Wh/m 2 d Wärmespeicherkapazität maximaler Glasanteil g-wert von Oblichtern ist >30 Wh/m2.K. SIA 382/1, Berechnung Ziffern f g mit Tool SIA Tag + Fensterlüftung Kritischer max. Möglichkeit g-wert 382/1 Wärmekapazität Raum der (Verglasung Fensterlüftung + Sonnenschutz) g - ( Nacht Dachfläche effektiver g-wert (Verglasung + Sonnenschutz) Ag m- Nur Kühlung Wohnen: notwendig Zementunterlagsböden mit min. 6 cm Stärke ÂÂAnforderungen an sommerlicher Wärmeschutz erfüllt. 2 Glasfläche Räume Nur für Wohnen, mit besonderer Einzelbüros, Anordnung Gruppenbüos der Glasflächen, und Sitzungszimmer: SIA A g 382/1, mziffer (alle 3 Kriterien beantworten) Glasanteil Interne Wärmequellen und Fensterlüftung, SIA 382/1, Ziffer f g (entweder Eine 0.00 C36 bis 0.00C38 oder 0.00 C39 wählen) Kein Nachtauskühlung Raum hat gegenüberliegende mit Fensterlüftung Fassaden. ist möglich max. Interne g-wert Wärmequellen (Verglasung (s. + Merkblatt Sonnenschutz) SIA 2024) Q g i Wh/m - 2 d Resp. Glasanteil der N, NE oder NW-Fassade <10%. Tag + ÂÂLösung ohne aufwendige effektiver Möglichkeit Gemäss Deklaration Kein Raum g-wert hat der drei Fensterlüftung (Verglasung sind Anforderungen Fassaden. + Sonnenschutz) an den sommerlichen g - Nacht nein nein nein Wärmeschutz erfüllt. Räume Kühlung Resp. Glasanteil mit notwendig besonderer 3. Fassade Anordnung <10%. der Glasflächen, SIA 382/1, Ziffer (alle 3 Kriterien beantworten) Nachweisverfahren. Nur Kein für Raum Wohnen, hat hat gegenüberliegende gleichzeitig Einzelbüros, Fassadenfenster Gruppenbüos Fassaden. und und Sitzungszimmer: Oblichter. SAH Eine Resp. Windfestigkeit Haus- Nachtauskühlung Glasanteil und Energietechnik des der Sonnenschutzes, N, mit NE Fensterlüftung oder im NW-Fassade Holzhausbau SIA ist 382/1, möglich. <10%. - Sommerlicher Ziffer Wärmeschutz 25. Oktober 2011 Folie 16 Kein Der Sonnenschutz Raum hat drei bleibt Fassaden. bis zu einer Windgeschwindigkeit

17 Nachweis - Dynamische Simulation mit IDA ICE Detaillierter rechnerischer Nachweis Grundlagen für die Berechnung gemäss SIA 382/1 Häufigkeit der Raumtemperaturen Streuplot - Raumlufttemperatur in Abhängigkeit der Aussenlufttemperatur Kritische Sommerwoche: - Temperaturen - Wärmebilanz SIA 382/1 - SIA 180 Erfüllt JA / NEIN Mit Hilfe der Informationen aus den Wochenverläufen, lassen sich die wichtigsten Zusammenhänge erkennen und die Gebäude/Zonen weiter optimieren. SAH Haus- und Energietechnik im Holzhausbau - Sommerlicher Wärmeschutz 25. Oktober 2011 Folie 17

18 Bsp Hegianwandweg Zürich Bauherrschaft Familienheimgenossenschaft FGZ Zürich Architektur EM2N Architekten, Zürich Bauhr 1999 Quelle: SAH Haus- und Energietechnik im Holzhausbau - Sommerlicher Wärmeschutz 25. Oktober 2011 Folie 18

19 Bsp Hegianwandweg - Grundlagen Simulationsmodell Programm IDA ICE Dreidimensionales Simulationsmodell Simulationsmodell mit 60 Zonen Bauweise «leicht» «mittel» «schwer» Basisvariante Mit Fensterlüftung (24h/d) Minergie-P mit mech. Lüftung Balkon Sonnenschutz geschlossen ab 150W/m 2 (aussen) Windfester Sonnenschutz SAH Haus- und Energietechnik im Holzhausbau - Sommerlicher Wärmeschutz 25. Oktober 2011 Folie 19

20 Bsp Hegianwandweg - Kritischer Raum Stunden über 26 C Raumlufttemperatur Wohnzimmer Süd / West Ausrichtung Süden mit Balkon Maximale Temperatur: 27.5 C Stunden über 26 C: 63 h/a Stunden über SIA 382/1 Grenzwertkurve: 33 h/a Die weiteren Auswertungen zeigen das Verhalten dieses Raumes. SAH Haus- und Energietechnik im Holzhausbau - Sommerlicher Wärmeschutz 25. Oktober 2011 Folie 20

21 Bsp Hegianwandweg - Vergleich Bauweise Wochenverlauf Raumtlufttemperaturen [ C] Solarstrahlung [W/m 2 ] Vergleich Raumlufttemperaturen: MuKEn MINERGIE-P MuKEn MINERGIE-P Bauweise «leicht» Bauweise «mittel» Bauweise «schwer» Auf dem Wochenverlauf im Sommer sind die drei unterschiedlichen Bauweisen gut voneinander zu unterscheiden. Die höchsten Temperaturen werden bei der Bauweise «leicht» erreicht. Die tiefsten Temperaturen herrschen in der Wohnung mit der Bauweise «massiv». Die Temperaturen der Bauweise «mittel» liegen dazwischen MuKEn MINERGIE-P Juli 19. Juli 20. Juli 21. Juli 22. Juli 23. Juli 24. Juli 25. Juli 0 Aussentemperatur Strahlung Temperaturen Sommerwoche SAH Haus- und Energietechnik im Holzhausbau - Sommerlicher Wärmeschutz 25. Oktober 2011 Folie 21

22 Bsp Hegianwandweg - Vergleich mit / ohne Bodenkühlung Wochenverlauf Raumtlufttemperaturen [ C] Solarstrahlung [W/m 2 ] Vergleich Raumlufttemperaturen: MINERGIE-P MINERGIE-P mit Kühlung über Bodenheizung MINERGIE-P Aussentemperatur Strahlung Bauweise «leicht» Bauweise «schwer» Mit einer «sanften» Kühlung über die Bodenheizung kann die Raumlufttemperaturen bei der Bauweise «leicht» deutlich gesenkt werden. Der thermische Komfort kann bei allen Varianten eingehalten werden. Wird jedoch mit der Bodenkühlung nochmals deutlich verbessert. Eine Kombination aus Bodenkühlung und Fensterlüftung verbessert das Raumklima deutlich Juli 19. Juli 20. Juli 21. Juli 22. Juli 23. Juli 24. Juli 25. Juli Temperaturen Sommerwoche SAH Haus- und Energietechnik im Holzhausbau - Sommerlicher Wärmeschutz 25. Oktober 2011 Folie 22

23 Bsp Hegianwandweg - Vergleich Bauweise Extremtemperatur Sommerwoche [ C] MuKEn MINERGIE-P MuKEn MINERGIE-P MuKEn MINERGIE-P Stunden mit Übertemperatur [h] Stunden über SIA Grenzwert In dem nebenstehenden Diagramm sind die Stunden über dem Grenzwert, Stunden über 26 C sowie die maximale Raumlufttemperatur dargestellt. Der sommerliche Wärmeschutz kann für alle drei untersuchten Bauweisen, sowie für beide Energiestandart eingehalten werden. Die Variante «leicht» schneidet gegenüber der «massiven» Variante etwas schlechter ab h 0h 0h 0h Bauweise «leicht» Bauweise «mittel» Bauweise «schwer» 0h 10 0 ÂÂBei keiner der Variante werden mehr als 50 Stunden pro Jahr über dem SIA Grenzwert erreicht. Maximaltemperatur Stunden über Grenzwert gemäss Norm SIA 382/1 Stunden über 26 C SAH Haus- und Energietechnik im Holzhausbau - Sommerlicher Wärmeschutz 25. Oktober 2011 Folie 23

24 Bsp Hegianwandweg - Vergleich Lüftungsmöglichkeiten Extremtemperatur Sommerwoche [ C] BASIS Fensterlüftung ganzer Tag Fensterlüftung Nur NACHT Fensterlüftung Nur TAG OHNE Lüftung mit mechanischer Lüftung Minergie-P, Bauweise «mittel» Fensterlüftung 1/2 Öffnungen Stunden mit Übertemperatur [h] Minergie-P, Bauweise «mittel» Zwischen den beiden Variante mit mechanischer Lüftung (Basis) und ohne mechanische Lüftung besteht kein grosser Unterschied. Entscheidend beim Thema sommerlicher Wärmeschutz sind die Fensterlüftungen. Bei möglicher Fensterlüftung nur in der Nacht verschlechtert sich das Raumklima. Kann man nur am Tag Lüften wird der Grenzwert nach SIA 382/1 nicht eingehalten (100h/a). Auch die Fensterfläche die für die Fensterlüftung zur Verfügung steht sind von Bedeutung. (siehe Variante 1/2 Öffnungen) Maximaltemperatur Stunden über Grenzwert gemäss Norm SIA 382/1 Stunden über 26 C SAH Haus- und Energietechnik im Holzhausbau - Sommerlicher Wärmeschutz 25. Oktober 2011 Folie 24

25 Bsp Hegianwandweg - Vergleich Sonnenschutz / Balkon Extremtemperatur Sommerwoche [ C] Nicht Windfest Mit Balkon BASIS Sonnenschutz Windfest Minergie-P, Bauweise «mittel» Maximaltemperatur Stunden über Grenzwert gemäss Norm SIA 382/1 Stunden über 26 C Nicht Windfest OHNE Balkon OHNE Sonnenschutz Stunden mit Übertemperatur [h] Minergie-P, Bauweise «mittel» Wie die Auswertung der Variante «mit Balkon» zeigt, ist der Balkon in dem speziellen Objekt ein funktionierender Sonnenschutz. Auch ohne einen Windfesten Sonnenschutz, kann der sommerlicher Wärmeschutz eingehalten werden. Bei den Varianten «ohne Balkon» ist eine deutliche Zunahme der Stunden über dem SIA Grenzwert festzustellen, wenn der Sonnenschutz «nicht Windfest» ist. Ist weder Balkon noch Sonnenschutz vorhanden, steigt die Raumtemperatur über 29 C und die geforderten 100 h/a können nicht mehr eingehalten werden. Der sommerlicher Wärmeschutz ist damit nicht eingehalten. SAH Haus- und Energietechnik im Holzhausbau - Sommerlicher Wärmeschutz 25. Oktober 2011 Folie 25

26 Sommerlicher Wärmeschutz - Das Wichtigste in Kürze Wichtige Punkte Genügend thermische Speichermasse Möglichkeit für Fensterlüftung. Wenn möglich inkl. Wetterschutz / Einbruchschutz «Vernünftige» Glasflächen betreffend Solarertrag / Lüftungsmöglichkeiten. Alle Fenster mit aussenliegendem Sonnenschutz Feste Verschattungen (Balkone) spenden immer Schatten und können vom Benützer nicht falsch bedient werden. Gut abstimmen mit Wärmeenergiebedarf. Quelle: Minergie Merkblatt ( Sommerlicher Wärmeschutz für Wohnbauten SAH Haus- und Energietechnik im Holzhausbau - Sommerlicher Wärmeschutz 25. Oktober 2011 Folie 26