EnergiePraxis-Seminare 1/2014. Die revidierten Normen

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1 EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Die revidierten Normen SIA 180 und SIA 382/1 Heinrich Huber, FHNW, Institut Energie e am Bau, Muttenz

2 Inhalt 1. Übersicht 2. Thermische Behaglichkeit, 180 teilw. 382/1 3. Wärmeschutz im Winter Wärmeschutz im Sommer 180, Notwendigkeit der Kühlung 382/1 5. Feuchteschutz Raumluftqualität 180 und 382/ 1 Lüftungskonzept, Luftschadstoffe abführen, Minimaler Aussenluft- Volumenstrom, Luftdichtheit der Hüllfläche 7. Wichtige Neuerungen in der 382/1 Luftförderung, Wärmedämmung 8. Resümee Anhang: Hinweise auf div. Änderungen in der 382/1 EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 2

3 Verweise auf die Ziffern in den Normen: 180, /1, Norm, Ziffer Disclaimer Im Rahmen dieses Referates können die Änderungen in den behandelten Normen nicht vollständig aufgeführt werden. Vor allem aus Platzgründen werden hier Anforderungen teilweise vereinfacht und in gekürzter Form wiedergegeben. Massgebend und verbindlich Normen. sind die Originaltexte i t in den Hinweise i zu den Folien Als Kurzform für SIA-Normen wird nur die Nummer verwendet. z.b. «180» steht für «Norm SIA 180» EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 3

4 Im Juni 2014 erscheinen die revidierten Normen: 180 Wärmeschutz, Feuchteschutz und Raumklima in Gebäuden 0. Geltungsbereich 1. Verständigung 2. Thermische Behaglichkeit 3. Raumluftqualität und Luftdichtheit der Gebäudehülle 4. Wärmeschutz im Winter 5. Wärmeschutz im Sommer 6. Feuchteschutz 382/1 Lüftungs- und Klimaanlagen Allgemeine Grund- lagen und Anforderungen 0. Geltungsbereich 1. Verständigung 2. Anforderungen 3. Auslegungskriterien 4. Systemwahl 5. Bemessung und technische h Anforderungen 6. Übergabe 7. Betrieb und Instandhaltung EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 4

5 180, /1, 0.1 Abgrenzung 180 Alle Gebäude mit bauphysikalischen Anforderungen aufgrund des Raumklimas Das Raumklima wird mehrheitlich als behaglich empfunden. Übliches Benutzerverhalten, inkl. Bekleidung und Bedie- nung der Einrichtungen 382/1 Lüftungs- und dklimaanlagen l in von Personen belegten Gebäuden EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 5

6 2. Thermische Behaglichkeit Wesentliche Erweiterung in der 180. Teilweise Übernahme aus der alten 382/1 Die 382/1 verweist auf 180, resp. zitiert daraus. Ausführliche Beschreibung der Berechnung nach ISO 7730 (Fanger-Theorie) Beurteilung der Raumtemperatur nicht mehr nach dem Tagesmaximum der Aussentem mperatur, sondern nach dem gleitenden Mittelwert über 48 Stunden. EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 6

7 Zulässiger Bereich der empfundenen Temperatur 180, 2.2 und /1, 2.2 Maximum für Räume mit natürlicher Lüftung, während diese weder beheizt noch gekühlt sind Maximum für Räume, während diese beheizt gekühlt oder mechanisch belüftet sind Minimum EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 7

8 180, Anforderungen an Räume, während diese beheizt, gekühlt oder mechanisch belüftet sind Anteil mit der thermische Behaglichkeit < 10 % unzufriedenen Personen (PPD) Durchschnittliche Bewertung der thermischen -0,5 bis +0,5 Behaglichkeit (PMV) zusätzlich Unzufriedene wegen Zugluft natürliche Lüftung mechanische Lüftung Temperaturdifferenz zwischen Kopf und Knöchel < 5 % Fussbodentemperatur < 20 % < 10 % < 10 % Asymmetrie der Strahlungstemperatur < 5 % EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 8

9 180, Wärmeschutz im Winter Neu: Anforderung an Rollladenkasten U max = 2,4 W/(m 2. K) Zugluft infolge Kaltluftabfall Berechnung des max. zulässigen U-Wertes im Anhang Hinweise auf Massnahmen (u.a. Reduktion der Bauteilhöhe, besserer U-Wert, Heizkörper) EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 9

10 4. Wärmeschutz im Sommer und Notwendigkeit it der Kühlung Bis zu einer internen Wärmelast von 120 Wh/m 2 pro Tag darf keine aktive Kühlung erfo orderlich sein. Nachweis mit 3 Verfahren möglich, analog dem Minergie- Nachweis Der Nachweis für die Notwendigkeit der Kühlung erfolgt in der 382/1. EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 10

11 Drei Nachweisverfahren für Konzept der baulichen Massnahmen Nachweis der Nachtauskühlung den Wärmeschutz im Sommer freie Wahl Verbesserung der baulichen Massnahmen oder höheres Verfahren 180, freie Wahl Verfahren 1 Grundbedingungen Typologie Wärmespeicherfähigkeit max. Glasanteil ähnlich Verfahren 2 382/1:2007 Verfahren 3 Sonnenschutz Simulation Wärmedäm mmung und Wärme- speicherfähigkeit Ende ja erfüllt? nein EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 11

12 180, Verfahren 1 und 2: Nachweis der Nachtauskühlung Aussenluftvolumenstrom mind. 10 m 3 /(h.m 2 ) Querschnittfläche mind. 5 % der Nettogeschossfläche h t/h 2,5 : Einseitige iti Lüftung Abluftöffnung möglichst an höchster Stelle t h t/h = 2,5 bis 5 Querlüftung t h EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 12

13 180, Verfahren 1: Allgemeine Bedingungen Sonnenschutz aussenliegend und beweglich g tot 0,1 Wärmedämmung Dach U 0,2 W/(m 2. K) Raumtiefe e 35m 3.5 Transparente Dachfläche < 5 % der Nettogeschossfläche plus Sonnenschutz Windklasse 6 gemäss 342 Abst and von gegenüberliegenden Fenstern 7,0 m EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 13

14 Verfahren 1: Wärmespeicherfähigkeit mindestens mittlere Wärmespeicherfähigkeit 180, bei Raumgrösse ca. 4 m x 4 m x 2,5 m Wärmedurchgangswiderstand* der wirksamen Flächen R 0,1 m 2. K/W *gleicher Wert wie bei Fussbodenheizungen Wände: Mauerwerk oder Holz Boden: min. 6 cm Zementestrich t oder min. 5 cm Calciumsulfat-Estrich bei Raumgrösse ca. 10 m x 8 m x 3,5 m Betondecke Wände: Mauerwerk Boden: min. 6 cm Zementestrich EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 14

15 Verfahren 1: Maximaler Glasanteil Beispiele für Wohnen und manueller Bedienung des Sonnenschutzes 180, Hohe Wärmespeicherfähigkeit Fenster an einer Fassade: Glasanteil 50 % Mittleree Wärmespeicherfähigkeit Fenster an einer Fassade: Glasan nteil 40 % t h W Bei fester Verschattung und Ausrichtung SO bis SW wird der max. Glasanteil mit 1,2 multipliziert, falls t 05 0,5. h w Hohe Wärmespeicherfähigkeit Fenster an mehreren Fassaden: Glasanteil 30 % Mittlere Wärmespeicherfähigkeit Fenste er an mehreren Fassaden: Glasanteil 30 % Bei automatischer Bedienung sind die max. Glasanteile 10 bis 20 % höher. EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 15

16 Verfahren 2: Wärmedämmung und Wärmespeicherfähigkeit Wärmedämmung Dach dynamischer U-Wert: U 24 0,2 W/(m 2. K) ist erfüllt wenn U 0,2 W/(m 2. K) 180, Wärmespeicherfähigkeit auf Nettogeschossflä äche bezogen: C R /A t,net 45 Wh/(m 2. K) mit Berücksichtig gung der Wärmeübergangswiderstände EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 16

17 Verfahren 3: Simulation / Notwendigkeit einer Kühlung 180: Nachweis für sommerlichen Wärmeschutz ist erbracht, wenn alle berechneten Temperaturen unter der (roten) Kurve liegen. 180, /1, /1 Überschreitung der (lila) Kurve Kühlung notwendig Kühlung erwünscht Neue Nicht-Wohnbauten > 100 h 1 bis 100 h Bestehende Bauten, Wohnbauten > 400 h 1 bis 400 h EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 17

18 180, 6 5. Feuchteschutz Vermeidung von Oberflächenkondensat - maximale Raumluftfeuchte u nd minimaler Oberflächentemperaturfaktorr von Wärmebrücken - Berechnung Verhinderung von unzulässiger Feuchte in Bauteilen durch Diffusions- und Kapillarprozesse - Vereinfachter Nachweis: unkritische Konstruktionen - Nachweis durch Glaserverfahren oder Simulation Die Nachweismethoden wurden präzisiert. EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 18

19 180, Raumluftqualität 6.1 Lüftungskonzept Im Projekt ist ein Lüftungskonzep pt zu erstellen. Bei ausschliesslich manueller Lüftung ist dies bereits in der Baudokumentation zu vermerken und es ist auf mögliche Probleme hinzuweisen. Ein Lüftungskonzept, t das eine dauernde Öffnung der Fenster erfordert, ist nicht zulässig. Baumaterialien sind so zu wählen, dass sie auch ohne Luftbefeuch- euc tung keinen Schaden nehmen. Bildquelle: Kriesi Energie GmbH, Wädenswil EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 19

20 180, /1, Minimaler Aussenluft-Volumenstrom In beheizten, gekühlten oder mechanisch belüfteten Räumen muss die massebezogene Luftfeuchte - während 90 % der Jahresnutzungsz zeit höher als 5 g/kg und - während 95 % der Jahresnutzungszeit niedriger als 13,5 g/kg sein. Diese Grenzen entsprechen z.b. 30% relativer Luftfeuchte bei 21 C und 70% relativer Luftfeuchte bei 24 C. ungefährer Behaglichkeitsbereich für mechanisch belüftete oder klimatisierte Gebäude EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 20

21 382/1, Raumluftklassen nach SIA 382/1 Kategorie RAL 1 Nutzung Beispiele CO 2 -Gehalt Luftvolumenstrom pro Peron Räume mit besonderen Anforderungen Nicht definiert Nicht definiert RAL 2 RAL 3 Aufenthalt von Personen, erhöhte Ansprüche spezielle Ansprüchen an Gerüche, insbe- sondere für neu eintretende Personen Aufenthalt von Personen Typische Wohn- und Büroräume < 1000 ppm > 30 m 3 /h 1000 bis 1400 ppm 18 bis 30 m 3 /h RAL 4 Nur selten oder kein Aufenthalt von Personen. Nicht definiert Nicht definiert Räumen, in denen geraucht wird. Lagerräume, Korridore Basis: CO 2 -Gehalt der Aussenluft 400 ppm. CO 2 -Emission pro Person von 18 l/h EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 21

22 Feuchtezuwachs durch eine Person Beispiel: Büro, 22 o C Person mit 70 g/h Raumluftqualität an der Grenze Ge ezwischen RAL 2 und RAL 3 gem. 382/1 Luftvolumenstrom 30 m 3 /h Aussenluft 0 o C, 80% r.f. Feuchtezuwachs x = 2,1 g/kg Zunahme der relativen Feuchte von 18.5% auf 30,5% Höhe 500 m ü. M. EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 22

23 382/1, Bei Aussentemperaturen von unter 0 C und über 25 C kann der Aussenluftvolumenstrom um bis zu 50 % reduziert werden. Der Minimalwert liegt bei 15 m 3 /h pro Person. EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 23

24 Bildquelle: Luftbefeuchtung Die 180 und 382/1 sind so konzipiert, dass im schweizerischen Mittelland in Bürogebäuden, Schulhäusern und Wohngebäuden keine Luftbefeuchtung erforderlich ist. Um die in den Normen definierten Be ehaglichkeitsbedingungen einzuhalten, ist es erforderlich, dass im Winter - der CO 2 -Gehalt der Raumluft mindestens 1000 ppm beträgt; 2 - die Luftvolumenströme nach Bedarf geregelt werden; (keine Zuluft wenn keine Personen im Raum sind); - der Luftvolumenstrom bei Aussentemperaturen unter 0 o C reduziert wird; - die Raumtemperatur nicht über 222 o C liegt. EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 24

25 180, Luftdichtigkeit der Hüllfläche Referenzbedingungen bei 50 Pa Anforderungen: Natürliche Lüftung q a50,li Grenzwert Mech. Lüftung q a50,li Zielwert generell q a50,ta Neubauten 2,4 m 3 /(h m 2 ) 1,6 m 3 /(h m 2 ) 0,6 m 3 /(h m 2 ) Umbauten, Erneuerungen 3,6 m 3 /(h m 2 ) 2,4 m 3 /(h m 2 ) 1,5 m 3 /(h m 2 ) EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 25

26 180, Feuerungsanlagen innerhalb der thermischen Gebäudehülle Abgase sind ins Freie zu führen Neubauten: Verbrennungsluftleitung direkt zur Feuerung Bestehende Gebäude: Verbrennungsluftzufuhr von aussen muss gewährleistet sein EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 26

27 382/1, Weitere wichtige Neuerungen in der SIA 382/1 7.1 Luftförderung maximale Luftgeschwindigkeit in Luftleitungen Zusätzliche Kategorie: bis 40 m 3 /h max. 2,5 m/s Spezifische Leistung von Kompa aktgeräten Geräte die unter die EN fallen - Grenzwert 0,35 W/(m 3 /h) - Zielwert 0,28 W/(m 3 /h) Bedarfsgerechter Betrieb Betriebsart in Abhängigkeit des spezifischen Aussenluftvolumenstroms q v,a,aul /A NGF 5 m 3 /(h m 2 ) Grenzwert einstufig 5 bis 10 m 3 /(h m 2 ) zweistufig (67 %, 100 %) stufenlos ( 20 %) > 10 m 3 /(h m 2 ) stufenlos Zielwert zweistufig (67 %, 100 %) stufenlos ( 20 %) EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 27

28 7.2 Wärmedämmung von Luftleitungen Beispiel: Aussenluftleitung durch beheizten Raum Aussentemperatur -10 C d i = 160mm, Länge 3m. SIA 382/1:2007 Dämmstärke s = 1,5 m Aussendurchmesser D a = 3,16 m 5 W/m 2 MuKEn 2008 MuKEn 2008 Anhang 5 EN-4 s = 100 mm s = 40 mm D a = 320 mm D a = 240 m 17 W/m 2 32 W/m 2 EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 28

29 382/1, 5.9 Wärmedämmung von Luftleitungenn Die Dämmstärken wurden an die MuKEn 2008 angepasst. Die Kategorien wurden erweitert. Dämmstärken Reduzierte Dämmstärken für Durchmesser 160 mm für d > 160 mm Klasse 100 mm resp. 15 K Klasse 60 mm resp. 10 bis < 15 K Klasse 30 mm resp. 5 bis < 10 K EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 29

30 Resümee Die 180 ist eine Basisnorm der und Gebäudetechnik. Bauphysik, sowie der Energie- Die 382/1 ist die Basisnorm der Lüftungs- und Klimatechnik. Beide Normen wurden im Rahmen der Revision aktualisiert und wesentlich geändert. Die beiden Normen sind gut aufeinander abgestimmt. EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 30

31 Anhang: Hinweise auf weitere Änderungen in der SIA 382/ Definition der Steuerungs- und Regelungsarten angepasst Luftarten mit Anwendungen für Einzelraum ergänzt Reduktion auf 3 AUL-Kategorien. 1713/ /4 Auf fangabe von O 3 -Werten verzichtet, t da im Raum nicht relevant. 1.9 Neu: Klassierung der spezifischen Geräteleistung auf Basis EN Druckbedingungen mit typischen Verhältnissen von Volumenströmen ergänzt Klare Angaben zum Unterschied von empfund dener Temperatur und Lufttemperatur Volumenströme und Luftqualitäten der Zuluft gelten beim Eintritt in den Raum Hinweis auf Konsequenzen unsachgemässer Fensterlüftung Tabelle 15: Die Grenzen der intern Lasten zur Bedarfsermittlung einer Kühlung wurden reduziert Wärmedämmung von Lüftungsgeräten: spez. Anforderungen für Gerät mit < 2 m 2 Oberfläche 5.6 Anforderungen an Kälteerzeugung grundlegend überarbeitet Maximale Druckverluste leicht angepasst Hinweis i für Situation ti mit >1000 m 3 /h und > h/a Ventilatorwirkungsgrad: neue Anforderungen auf Basis europäischer Vorschriften Angaben zum bedarfsgerechter Betrieb Anforderungen WRG geringfügig angepasst Anliegen VKF betr. Naturgefahren aufgenommen Verzicht auf alte Tabelle mit Filterklassen je nach RAL und AUL. Generell F Forderung nach Hauptschalter 6. Angaben zur Übergabe reduziert. Bis zur Publikation einer revidierten SIA 118/380 gilt Anhang F Alter Anhang A gestrichen, neu gilt SIA 2024 Anhang C Anforderungen an Kälteerzeugung neu auf Basis EN 14511, Eurovent und Herstellerangaben. Anhang D Ersetzt t entsprechende Angaben in SIA 380/4: Anhang E Randbedingungen für Simulationen in Koordination mit SIA 180 angepasst. EnergiePraxis-Seminare 1/2014 Revidierte SIA Normen 180 und 382/1 H. Huber 31