Sanitär-, Heizungsund Klimatechnik Lernfelder 5 bis 8

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1 Herbert Zierhut Sanitär-, Heizungsund Klimatechnik Lernfelder 5 bis 8 Trinkwasseranlagen Entwässerungsanlagen Sanitärräume Wärmeverteilungsanlagen 3. Auflage Bestellnummer 07487

2 Haben Sie Anregungen oder Kritikpunkte zu diesem Buch? Dann senden Sie eine an Autoren und Verlag freuen sich auf Ihre Rückmeldung. Bildungsverlag EINS Sieglarer Straße 2, Troisdorf ISBN Copyright 2008: Bildungsverlag EINS GmbH, Troisdorf Das Werk und seine Teile sind urheberrechtlich geschützt. Jede Nutzung in anderen als den gesetzlich zugelassenen Fällen bedarf der vorherigen schriftlichen Einwilligung des Verlages. Hinweis zu 52a UrhG: Weder das Werk noch seine Teile dürfen ohne eine solche Einwilligung eingescannt und in ein Netzwerk eingestellt werden. Dies gilt auch für Intranets von Schulen und sonstigen Bildungseinrichtungen.

3 Inhaltsverzeichnis 1 Trinkwasseranlagen Trinkwasser Rohre, Rohrverbindungen und Rohrarmaturen Korrosion in Trinkwasseranlagen Verlegen von Trinkwasserleitungen Druck und Strömung in Trinkwasseranlagen Technische Regeln für Trinkwasser-Installationen Trinkwasser-Behandlung Druckverluste und Auswahl der Rohrdurchmesser Entwässerungsanlagen Abwasser und Abwasser-Reinigungsverfahren Leitungen und Rohre bei Schwerkraftentwässerungen Schmutzwasseranlagen Schutz gegen Rückstau Dachentwässerungen Darstellung von Entwässerungsanlagen Sanitärräume Hygiene, Werkstoffe und Armaturen Sanitär-Gegenstände Ausstattung von Sanitärräumen Schall und Schallschutz Elektrische Schutzmaßnahmen Wärmeverteilungsanlagen Temperatur und Temperaturausdehnung Wärme und Wärmeleistung Rohre und Rohrmontage Norm-Heizlast Heizkörper Flächenheizungen Pumpen-Warmwasserheizungen Rohrnetzberechnung bei Wärmeverteilungsanlagen Lernsituationen 1. Trinkwasser- und Entwässerungsanlage Einrichtung eines Bades und einer Küche Rohrleitungen in der Gebäudetechnik Warmwasser-Fußbodenheizung Etagenheizung

4 Vorwort zur 3. Auflage Dieses Fachbuch enthält den Unterrichtsstoff des Anlagenmechanikers bzw. der Anlagenmechanikerin für Sanitär-, Heizungs- und Klimatechnik im 2. Ausbildungsjahr. Es wendet sich in erster Linie an Berufsschüler, aber auch an Meister- und Technikerschüler sowie an Praktiker, die mit der Planung und Ausführung von SHK-Anlagen beschäftigt sind. In dieser 3. Auflage wurde vor allem das neue Beiblatt zur Heizlastberechnung DIN EN berücksichtigt. Da nach diesem technischen Regelwerk das vereinfachte Berechnungsverfahren zur Ermittlung der Heizlast entfallen ist, musste das Kapitel über die Heizlastberechnung dem aktuellen Stand angepasst werden. Außerdem wurden die neue Energie- Einsparverordnung vom Sommer 2007 und weniger bedeutende technische Änderungen berücksichtigt. Das Buch enthält fünf Lernsituationen zu verschiedenen Lerninhalten, die dem Unterrichtenden die Möglichkeit geben, nach Kundenaufträgen projektorientiert den Unterricht zu gestalten. Die Schüler haben bei der Lösung der Aufgaben Gelegenheit, den Unterrichtsstoff zu wiederholen, das Erlernte anzuwenden und in Gruppen zu arbeiten. Wenn im Unterricht weitergehende Aufgaben in Fachmathematik gewünscht werden, die über den Stoff dieses Buches hinausgehen, so verweisen wir auf unser Mathematikbuch Das vierfarbig gedruckte Fachbuch enthält neben den zwei Spalten für Text und Bild eine Marginalspalte für erklärende und weniger wichtige Inhalte. Den verschiedenen Medien in der SHK-Technik wurden die berufsüblichen Farben zugeordnet und durch farbige Gestaltung verschiedener Texte didaktische Unterscheidungen deutlich gemacht. Unfallgefahren, Unfallverhütung und Umweltschutz sind besonders hervorgehoben. Durch eine Vielzahl von Wiederholungs- und Vertiefungsfragen sowie Aufgaben zur Berechnung können sich die Schülerinnen und Schüler auf Prüfungen und Klassenarbeiten vorbereiten. Am Ende des Buches ist eine CD-ROM mit ca Seiten technischer Informationen bekannter Firmen beigefügt, die die Inhalte des Buches erheblich erweitern und das Arbeiten der Schüler mit elektronischen Medien unterstützen. Wir wünschen viel Erfolg und Freude mit diesem überarbeitetem Fachbuch. Kritische Äußerungen sind jederzeit willkommen. Würzburg/Troisdorf im Frühjahr 2008 Autor und Verlag

5 1 Trinkwasseranlagen 1.1 Trinkwasser Wasservorkommen und Wasserverbrauch Maßnahmen zur Trinkwassereinsparung Zusammensetzung des Wassers Steinbildung durch Härte des Wassers Gase im Wasser Der ph-wert Trinkwasser-Verordnung Wasser-Versorgungsunternehmen Rohre, Rohrverbindungen und Rohrarmaturen Gewinderohre Nicht rostende Stahlrohre Kupferrohre Kunststoffrohre Mehrschicht-Verbundrohre Absperrarmaturen Sinnbilder für Rohrleitungen und Armaturen Korrosion in Trinkwasseranlagen Elektrochemische Korrosion Korrosionsvoraussetzungen Korrosionsarten Vermeidung von Korrosionsschäden Verlegen von Trinkwasserleitungen Rohrtrennen Rohrbiegen Rohrverlegung Brandschutz Vorwandinstallation und Rohrbefestigung Schallschutz und Schutz gegen Tauwasser Druck und Strömung in Trinkwasseranlagen Druckeinheiten Druck in Flüssigkeiten und Gasen Druckmessung Volumenstrom und Ausflussvolumen Strömung in Rohrleitungen Technische Regeln für Trinkwasser-Installationen Leitungsteile einer Trinkwasseranlage Anschluss an die öffentliche Wasserversorgung Wasserzähleranlage Druckminderer Gefährdung der Trinkwassergüte Sicherungseinrichtungen gegen Rückfließen Füllen, Prüfen, Spülen und Inbetriebnahme Einzel-Trinkwasserversorgung Druckerhöhungsanlagen Trinkwasser-Behandlung Filter Zusatz von Chemikalien Enthärtung durch Ionenaustausch Enthärtung mit Membrantechnik Physikalische Wasserbehandlung Druckverluste und Auswahl der Rohrdurchmesser Druckverluste Fließdruck und Berechnungs- Durchfluss Auswahl der Rohrdurchmesser 90 7

6 Trinkwasseranlagen 6. In Durchlauf-Wasserheizern kommt es bei harten Wässern häufig zu Störungen durch Verkalkung. Weshalb sind diese Geräte besonders dafür anfällig? 7. Trinkwasser mit einem niedrigen ph- Wert kann bei neuen Kupferrohren Ionen aus dem Werkstoff lösen. Können daraus gesundheitliche Schäden entstehen? 8. Weshalb wird nach der TrinkwV keine vollkommene Keimfreiheit des Trinkwassers gefordert, sondern nur, dass es keimarm sein soll? 9. Weshalb stellt die Belastung der Umwelt mit Schadstoffen nicht nur für Oberflächenwasser, sondern auch für Brunnen- und Quellwasser eine Gefahr dar? 1.2 Rohre, Rohrverbindungen und Rohrarmaturen Ein wesentlicher Teil der Arbeiten in der Gebäudetechnik besteht im Verlegen von Rohrleitungen. Dabei sind die Vorschriften der jeweils gültigen Normen und technischen Regeln zu beachten. Für Trinkwasseranlagen werden überwiegend folgende Rohrarten verwendet: verzinkte Stahlrohre, nicht rostende Stahlrohre, Kupferrohre, innen verzinnte Kupferrohre, Kunststoffrohre, Mehrschicht-Verbundrohre. Arbeitsauftrag Erkundigen Sie sich bei Ihrem zuständigen WVU, woher das Trinkwasser an Ihrem Wohnort kommt. Handelt es sich um Quellwasser, Brunnenwasser, Oberflächenwasser oder Fernwasser? Wie groß sind die Härte und der ph-wert? Besorgen Sie sich in einem Sanitärhandel einfache Mittel zur Bestimmung der Wasserhärte und des ph-wertes und führen Sie einige Messungen entsprechend den Gebrauchsanweisungen durch Gewinderohre Verzinkte Gewinderohre werden seit sehr langer Zeit für Trinkwasser-Installationen verwendet. Dem Einsatz sind aber in der heutigen Installationstechnik Grenzen gesetzt; sie sind deshalb seltener als andere Rohrarten in neuen Anlagen zu finden. Gewinderohre nach DIN EN werden aus unlegierten Baustählen warmgewalzt. Je nach Herstellungsverfahren gibt es nahtlose oder geschweißte Rohre mit zwei verschiedenen Wanddicken: mittelschwere Gewinderohre, schwere Gewinderohre. Im Gebäude werden mittelschwere, für erdverlegte Leitungen meist schwere Gewinderohre verwendet. *DN, engl. diameter norm, d.h. Normdurchmesser. Nennweite. Sie ist die Kenngröße eines Rohres oder Rohrteils mit dem Kurzzeichen DN*. Die Nennweite gibt annähernd den lichten Innendurchmesser d i in mm an. Sie wird ohne Einheit geschrieben. Bei Gewinderohren kann die Nennweite DN angegeben werden, z.b. DN 50, oder 18

7 Leitungen und Rohre bei Schwerkraftentwässerungen 1. Entwässerungsanlage eines Zweifamilienhauses im Mischsystem. Umgehungsleitungen sind Leitungen zur Aufnahme von Anschlussleitungen im Staubereich einer Fallleitungsverziehung oder beim Übergang einer Fallleitung in eine Sammel- oder Grundleitung. Vgl , S Lüftungsleitungen sind Leitungen, die kein Abwasser aufnehmen, sondern der Beund Entlüftung der Entwässerungsanlage dienen. Sie werden über Dach geführt. Vgl , S Gefälle Damit das Abwasser bei Schwerkraftentwässerung abfließen kann, müssen Anschlussleitungen, Sammel- und Grundleitungen mit Gefälle verlegt werden. 2. Gefälle einer Sammelleitung. Das Gefälle wird nach folgender Formel berechnet: h J = l J = Gefälle in mm/m cm/m h = Höhendifferenz in mm cm l = Leitungslänge in m m 107

8 Entwässerungsanlagen *NN = Normalnull, d.h. Höhe über dem Meeresspiegel. Beispiel 1: Wie groß ist das Gefälle einer 12 m langen Grundleitung in cm/m, wenn die Rohrsohle am Anfang der Leitung bei 56,73 m und am Ende bei 56,55 über NN* liegt? Lösung: h 18 cm J = = = 1,5 cm/m l 12 m Gefälle kann auch in Prozent angegeben werden. Ein Gefälle von 1,5 cm/m entspricht dann 1,5%. Das vorgeschriebene Mindestgefälle in Abwasserleitungen wurde in DIN EN gegenüber der alten Norm reduziert. Vor Beispiel 2: allem Anschlussleitungen können jetzt mit erheblich geringerem Gefälle verlegt werden. Das maximale Gefälle ist mit 5 cm/m und die maximale Fließgeschwindigkeit mit 2,5 m/s angegeben. Vgl. Tabelle 2.08, S Tabelle 2.01: Mindestgefälle in Entwässerungsanlagen Leitungsteil Mindestgefälle unbelüftete Anschlussleitungen 1 cm/m (1%) belüftete Anschlussleitungen 0,5 cm/m (0,5%) Grund- und Sammelleitungen 0,5 cm/m (0,5%) Gefällepläne. Durch den Gefälleplan eines Gebäudes wird festgestellt, ob das Abwasser mit natürlichem Gefälle abfließen kann. Außerdem hat das Gefälle Einfluss auf die erforderlichen Nennweiten der Abwasserleitungen. Vgl , S Alle Höhenangaben beziehen sich auf die Rohrsohle der Abwasserleitung. *Höhenkote, vermessener Geländepunkt. Wie groß ist das Gefälle der Schmutzwasser-Grundleitung zwischen den Höhenkoten* I-A, A-B, B-C und C-D und das durchschnittliche Gefälle zwischen I und D? 1. Gefälleplan eines Wohnhauses mit Höhenkoten. Lösung: Punkte Kote 1 Kote 2 Differenz Leitungslänge Gefälle in m in m in cm in m in cm/m I A 275,00 274, ,25 A B 274,90 274, ,75 B C 274,83 274, ,67 C D 274,78 274, ,39 I D 275,00 274, ,42 108

9 Sanitär-Gegenstände Spiegel Ablegeplatte Whirlpool*. Badewannen können mit zusätzlichen Einrichtungen ausgestattet sein, die das Badewasser mit einer Umwälzpumpe im unteren Wannenbereich ansaugen und durch mehrere Düsen an den Wannenseiten wieder zurückführen. Dabei wird dem Wasser Luft beigemischt, so dass der Badende von stark sprudelndem Wasser umgeben ist. Whirlwannen sind teure sanitäre Einrichtun- Eingriff- Standbatterie Großwannen, in denen mehrere Personen gleichzeitig baden können. Das Wasservolumen einer Normalwanne beträgt 150 l bis 220 l. Eine Großwanne kann ein Wasservolumen bis zu 500 l besitzen. Die Warmwasserbereitung muss entsprechend leistungsfähig sein, um die Wanne mit Wasser von 37 C bis 40 C zu füllen. Halbsäule Eckventil Rohr- Geruchverschluss 1. Waschtischanlage mit Halbsäule. 2. Normalwanne bei Aufstellung in einer Raumecke, vorne gerundet Badewannen Badewannen werden aus Acryl oder liertem Stahlblech hergestellt. In einem Wannenbad taucht der Körper teilweise oder ganz im Wasser ein. Durch Badezusätze mit Duftstoffen und Stoffen, die den Blutkreislauf anregen, dient ein Wannenbad nicht nur der Körperreinigung, sondern auch der Entspannung und Gesundheitspflege. Die Wahl der Wannengröße und Wannenform hängt von dem zur Verfügung stehenden Platz sowie den Ansprüchen und Badegewohnheiten der Benutzer ab. Die Industrie bietet eine große Auswahl in verschiedenen Größen und Formen an. Die Badewannen können mit Haltegriffen oder Antirutschbelägen ausgestattet sein. In der Größe unterscheidet man im Wesentlichen: Kurzwannen bis zu 1500 mm Länge und 750 mm Breite, Normalwannen mit Längen von 1600 mm bis 1800 mm und Breiten von 750 mm oder 800 mm, 3. Badewanne bei freier Aufstellung im Raum. *Whirlpool, engl., Wasserstrudel. 183

10 Sanitärräume Wasser. Dadurch wirkt sie wie ein schwimmender Deckel, der unangenehme Gerüche zurückhält. Der Urin fließt durch diese Sperrflüssigkeit in den Geruchverschluss und dann in die Abwasserleitung. Mehrmals jährlich wird der Siphon einschließlich der Sperrflüssigkeit von oben ausgetauscht. Diese Urinale sind einfach zu installieren, da sie keinen Wasseranschluss benötigen; außerdem sparen sie die Wasser- und Abwasserkosten ein. 1. Wasserloses Urinal mit Siphon und Sperrflüssigkeit. Ablaufanschluss. Urinalbecken müssen je nach Bauart mit einem Geruchverschluss, einem Ablaufbogen oder einer Ablaufmanschette DN 50 an die Abwasserleitung angeschlossen werden Spülbecken Spülbecken sind in Küchen, Kochnischen und Hausarbeitsräumen erforderlich. Sie bestehen meistens aus nicht rostendem oder farbig liertem Stahl und sind in die Arbeitsplatte der Küchenmöbel eingebaut. Spülbecken für Waschküchen bestehen häufig aus Feuerton oder liertem Stahlblech. 2. Einzelspülbecken mit Abtropfplatte. Einzelspülen besitzen nur ein Becken. An der rechten oder linken Seite ist eine Abtropfplatte angeformt. Doppelspülen besitzen zwei Becken. Diese Spülen werden mit und ohne Abtropfplatte geliefert. Montagehöhe. Die Montagehöhe für Einbauspülen in Küchenmöbeln ist durch die Höhe der Küchenarbeitsplatte gegeben. Sie beträgt 850 mm bis 900 mm. Vgl , S Doppelspülbecken. Spülbecken-Batterien. Mischbatterien für Spülbecken gibt es als Standbatterien für die Montage auf dem hinteren Beckenrand mit oder ohne Geschirrbrause. Seltener werden Wandbatterien verwendet. Der Auslauf der Mischbatterien ist schwenkbar. 200

11 Sanitärräume Badplanung. Sie kann durch geeignete Computer-Programme unterstützt werden. Die Sanitär-Gegenstände lassen sich damit variabel einzeichnen und in verschiedenen Ansichten darstellen und ausdrucken. Häufig werden auch Raumecken für die Aufstellung von Badewannen, Wasch- oder Klosettbecken genutzt, um so die verfügbare Fläche besser zu nutzen und dem Bad ein gefälliges Aussehen zu geben. Für die Gestaltung und Ausstattung ergeben sich sehr viele Möglichkeiten, die von der gerade vorherrschenden Mode, den Wünschen und finanziellen Möglichkeiten der Auftraggeber abhängen. Ein Bad muss mindestens mit folgenden Sanitär-Gegenständen ausgestattet sein: Bade- oder Duschwanne, Waschtisch, Klosettbecken. 3. Mindestausstattung eines Bades. 1. Draufsicht eines mit einem Computer entworfenen Bades. Die Badewanne sollte so aufgestellt werden, dass im Winter keine Zugerscheinungen entstehen und die badende Person zur Eingangstür blicken kann. Bei ausreichendem Platz kann ein Bad folgende Sanitär-Gegenstände enthalten: Badewanne; eventuell als Großwanne mit Whirleinrichtung, Duschwanne mit Thermostat-Batterie; gegebenenfalls mit Kopfbrause und mehreren Körperbrausen, Waschtisch oder Doppelwaschtisch, Sitzwaschbecken mit Thermostat-Batterie, Klosettbecken, Urinalbecken. Außerdem können Ruheliegen, Trimmgeräte, Sauna oder Dampfbad vorhanden sein. 2. Badansicht einer Computer-Zeichnung. Stellflächen. Sie geben den Platzbedarf der Sanitär-Gegenstände im Grundriss an. 204

12 Schall und Schallschutz 12. Berechnen Sie das Flächengewicht einer 11,5 cm dicken Ziegelwand bei einer Dichte des Mauerwerks von 1500 kg/m 3. Dürfen an dieser Wand Abwasserleitungen befestigt werden, wenn die Wand einen schutzbedürftigen Raum begrenzt? 2. Lernsituation: Einrichtung eines Bades und einer Küche 1. Grundriss eines Bades und einer Küche. 2. Schnitt A-B mit Fliesenraster. Für eine Wohnung in einem Mehrfamilienhaus sind die sanitären Einrichtungen für ein Bad und eine Küche zu planen. In dem Gebäude wird das Trinkwasser zentral erwärmt. Für Warm- und Kaltwasser sind Wasserzähler einzuplanen. Die Rohrverteilung in der Wohnung wird durch PE-X-Rohre mit Schutzrohr (Rohr-im-Rohr-System) über dem Rohfußboden vorgenommen. Die Wasserverteiler werden in der Küche unter der Spüle installiert. Das Bad soll folgende Sanitär-Gegenstände erhalten: 1 Badewanne 180 cm x 80 cm, 1 Duschwanne 90 cm x 90 cm x 15 cm, 1 Wandklosett mit 6/3-Liter-Spülkasten, 1 Wandbidet, 1 Waschtisch. Die übrigen Armaturen und Accessoires sind frei zu wählen. In die Küche sollen ein Spülbecken mit Abtropfplatte 80 cm x 50 cm und eine Spülmaschine 60 cm x 60 cm eingeplant werden. Unter Berücksichtigung der Vorwand-Installation mit Montagegerüsten sind folgende Zeichnungen im Maßstab 1:20 auf je einem DIN-A4-Blatt anzufertigen: 1. Grundriss mit allen sanitären Einrichtungen, 2. Schnitt A-B mit allen Anschlüssen unter Berücksichtigung des Fliesenrasters 20 cm x 20 cm, 3. Strangschema der Anlage im Maßstab 1:50. Erstellen Sie den Materialbedarf mit Armaturen und Zubehör für folgende Anlagen: 4. Wasserverteiler, 5. Waschtisch, 6. Klosett, 7. Bidet, 8. Badewanne, 9. Duschwanne, 10. Spülbecken mit Spülmaschine, 11. Rohrbedarf ab Verteiler für die Trinkwasserleitungen. Falls Sie Gelegenheit haben, kann diese Aufgabe teilweise auch mit einem Computer mit entsprechendem CAD*-Planungsprogramm bearbeitet werden. *CAD, engl. Abkürzung für Computeraided design, d.h. rechnerunterstützter Entwurf. 219

13 Wärmeverteilungsanlagen *DIN EN 12831, Heizungsanlagen in Gebäuden, Verfahren zur Berechnung der Norm-Heizlast. che Auswirkungen. Die Anlagen können zum Teil erheblich kleiner und dadurch preiswerter gebaut werden. Außerdem lassen sich die Heizwasser-Temperaturen absenken, wodurch komfortablere Heizungen entstehen. Solaranlagen gewinnen an Bedeutung, da bei geringer Heizlast mit Sonnenenergie nicht nur Trinkwasser erwärmt, sondern auch die Heizung mit Solarwärme unterstützt werden kann. Wärmepumpen arbeiten bei geringen Heizlasten und niedrigen Heizwasser-Temperaturen sehr wirtschaftlich und können gegebenenfalls alleine die Beheizung eines Gebäudes bei Nutzung von Umweltwärme übernehmen. Durch eine Verbesserung der Steuerungs- und Regelungstechnik, durch Einbau von Wohnraumlüftungen mit Wärmerückgewinnung und durch sorgfältige Planung und Ausführung können Heizungs- und Lüftungsanlagen weiter verbessert und der Energieverbrauch noch mehr gemindert werden. Durch die EnEV erhofft man sich im Laufe der Jahre einen erheblich geringeren Energieverbrauch für die Beheizung der Gebäude, Schonung der Energievorräte und der Umwelt. Diese Vorteile müssen allerdings durch einen erhöhten Wärmeschutz und durch eine aufwändigere Anlagentechnik erkauft werden Verfahren zur Berechnung der Norm-Heizlast Die in Deutschland über viele Jahrzehnte verwendete DIN 4701 zur Berechnung des Wärmebedarfs von Gebäuden wurde durch die Europäische Norm DIN EN 12831* abgelöst. Diese Norm beschreibt ein Verfahren zur Ermittlung der Norm-Heizlast, die benötigt wird, um in Nutzräumen eines Gebäudes die erforderliche Norm-Innentemperatur zu erreichen. Die Norm-Heizlast ist die Grundlage für die Berechnung der Heizkörper oder Heizflächen eines Raumes. Die Norm-Heizlast eines Gebäudes oder eines Gebäudeteils dient zur Auslegung des Wärmeerzeugers und der Wärmeverteilungsanlage. Das Standard-Berechnungsverfahren setzt voraus, dass die Räume nicht über 5 m hoch sind und auf einen stationären Temperaturzustand beheizt werden. Beiblatt. Zur DIN EN gehört ein Beiblatt (nationaler Anhang NA), welches das Berechnungsverfahren, die erforderlichen Tabellenwerte und die empfohlenen Formblätter einschließlich einiger Berechnungsbeispiele für Deutschland genauer festlegt. Dieser Anhang wurde mehrfach korrigiert, zuletzt im Jahre In DIN EN und im Beiblatt werden im Vergleich zur alten Norm DIN 4701 andere Formelzeichen für Heizlasten und Celsius-Temperaturen verwendet. Um die Einheitlichkeit in unseren Fachbüchern aufrecht zu erhalten, wurden diese nicht übernommen, sondern die bisher und in anderen Normen verwendeten Formelzeichen verwendet. Die erforderliche Heizleistung eines Raumes setzt sich zusammen aus den Transmissions-Wärmeverlusten, den Lüftungs- Wärmeverlusten und bei Bedarf aus einer zusätzlichen Aufheizleistung Transmissions- Wärmeverluste Transmissions-Wärmeverluste eines beheizten Raumes entstehen durch Temperaturdifferenzen zwischen innen und außen. Die Differenz ergibt sich aus der Norm- Außentemperatur und der Norm-Innentemperatur, die je nach Lage des Gebäudes bzw. Art des Raumes Tabellen zu entnehmen sind. Bei neuen Gebäuden und bei Gebäudesanierungen müssen die Transmissions-Wärmeverluste für die äußeren Begrenzungsflächen mindestens der geltenden EnEV entsprechen. Der Transmissions-Wärmeverlust Q T ergibt sich aus den Wärmeströmen, die ein Raum über Wände, Fenster, Türen, Decken und Fußböden nach außen oder an unbeheizte oder geringer beheizte Nebenräume abgibt. Er wird nach folgenden Formeln berechnet: 264

14 Norm-Heizlast Grundriss eines Zweifamilienhauses in Hamburg, Beispiele 3 bis 7. Beispiel 3: Für die Wohnung im Erdgeschoss eines Zweifamilienhauses in Hamburg ist für den Raum 3 der Norm-Transmissions-Wärmeverlust nach DIN EN zu berechnen. Unter dem Raum befindet sich ein unbeheizter Keller mit Fenster, über dem Raum eine fremd beheizte Wohnung bei eingeschränkter Temperatur von 15 C; die Innentür zur Diele hat die Abmessungen 1,80 m x 2,13 m. Bauausführung: AF aus Holz mit Wärmeschutzverglasung, AW und IW aus Lochziegel, AW mit 100 mm zusätzlicher Wärmedämmung, FB Massivdecke mit Eichenparkett und 80 mm Wärmedämmung, DE wie vor, jedoch mit 40 mm Wärmedämmung, Bauteilanschlüsse bauseitig nach DIN Lösung: Zusammenstellung der U-Werte: AF = 1,40 W/(m 2 K) nach Tab AW = 0,30 W/(m 2 K) nach Tab IT = 2,00 W/(m 2 K) nach Tab IW = 1,29 W/(m 2 K) nach Tab FB = 0,32 W/(m 2 K) nach Tab DE = 0,57 W/(m 2 K) nach Tab U WB = 0,05 W/(m 2 K) nach Tab Temperaturen: ϑ e = 12 C nach Tab ϑ i = + 22 C (s. Grundriss) b u -Werte: FB b u = 0,5 nach Tab DE ϑ i ϑ u 7 K b u = = = 0,21 ϑ i ϑ e 34 K ϑ i ϑ u 2 K IW/IT b u = = = 0,06 ϑ i ϑ e 34 K 269

15 Wärmeverteilungsanlagen Beispiel 3 (Fortsetzung): Or BT n b h/l A B A A A N U U WB U c b u H T ϑ Q T m m m 2 m 2 m 2 W/(m 2 K) W/K K W N AF 1 1,25 1,40 1,75 1,40 0,05 1,45 2,54 N AW 1 6,45 2,75 17,74 1,75 15,99 0,30 0,05 0,35 5,60 O AW 1 4,60 2,75 12,65 0, ,35 4,43 S AF 1 1,00 2,20 2,20 1,40 0,05 1,45 3,19 S AF 1 3,00 1,60 4,80 1,40 0,05 1,45 6,96 S AW 1 6,45 2,75 17,74 7,00 10,74 0,30 0,05 0,35 3,76 W IT 1 1,80 2,13 3,83 2,00 2,00 0,06 0,46 W IW 1 4,60 2,75 12,65 3,83 8,82 1,29 1,29 0,06 0,68 H FB 1 6,42 4,60 29,53 0,32 0,05 0,37 0,50 5,46 H DE 1 29,53 0,57 0,57 0,21 3,53 36, Lüftungs-Wärmeverluste Durch Rollläden, Fenster- und Außentürfugen, die vom Wind angeblasen werden, dringt kalte Außenluft in die Räume ein. Der zur Aufheizung dieser Luft benötigte Wärmestrom wird als Lüftungs-Wärmeverlust Q V eines Raumes bezeichnet. Die Luftdurchlässigkeit eines Gebäudes hängt hauptsächlich von der Gestaltung und Dichtheit der Schließfugen der zu öffnenden Fenster und Türen sowie der Einbaufugen zwischen Fensterrahmen und Wand ab. und zum Schutz der Bausubstanz erforderliche Luftwechsel kann auf verschiedene Weise sicher gestellt werden. Man unterscheidet drei typische Belüftungen der Räume: natürliche Belüftung durch Öffnen der Fenster oder durch Luftschlitze an den Fenstern, Zwangsbelüftung durch Zu- und Abluft mit Wärmeaustauschern, Zwangsbelüftung nur durch Abluft. Mindest-Luftwechsel. Für bewohnte Räume ist es aus gesundheitlichen Gründen notwendig, dass ein Mindest-Luftwechsel je Stunde stattfindet. Beachten Sie: Für alle folgenden Berechnungen und Aufgaben wird der Lüftungs-Wärmeverlust nach DIN EN mit dem erforderlichen Mindest-Luftwechsel nach Tabelle 4.20 berechnet. Dabei wird eine natürliche Belüftung durch zeitweises Öffnen der Fenster vorausgesetzt. *Tabelle 4.20 nach DIN EN 12831, Beiblatt *innen liegende Bäder und WC-Räume ohne Außenfenster sind mit Lüftungsanlagen zu rechnen. 1. Luftdurchlässigkeit eines Gebäudes. Neue Außenfenster, Außentüren und Rollläden besitzen Dichtungen, die nur noch wenig Außenluft in das Gebäude einströmen lassen. Der für die Gesundheit der Bewohner Tabelle 4.20: Mindest-Luftwechsel einzelner Räume* Raumart n min in 1/h bewohnter Raum (Standardfall) 0,5 Küche V R 20 m 3 1,0 Küche V R > 20 m 3 0,5 WC oder Bad mit Fenster* 0,5 Nebenräume, innen liegende Räume 0,0 270

16 Wärmeverteilungsanlagen 0 * geschlossen, Frostschutz ca. 5 C, ca. 14 C, ca. 17 C, ca. 20 C, ca. 23 C, ca. 26 C. 1. Mindestmaße bei in Nischen aufgestellten Heizkörpern. Thermostatventile. Heizkörper erhalten am Vorlauf Thermostatventile, die automatisch den Heizwasserstrom begrenzen, wenn die Raumtemperatur über den eingestellten Wert ansteigt. Dabei wirkt der Druck eines Ausdehnungsmittels auf den Ventilkegel, der den Ventilsitz verschließt. Bei zu niedriger Raumtemperatur verläuft der Vorgang umgekehrt. Thermostatventile sind mechanische Temperaturregler. Sie besitzen am Sollwerteinsteller einen Markierungsring mit Zahlen von 0 bis 5. Dabei entsprechen die Zahlen etwa folgenden Lufttemperaturen: 3. Heizkörper-Thermostatventil. Der Thermostat wird erst nach Fertigstellung der Anlage auf das Ventil montiert. Die Ventilgehäuse werden je nach Lage des Anschlusses hergestellt als Durchgangsventil, Eckventil, Axialventil, Winkel-Eckventil. 2. Heizkörper mit Thermostatventil. Wenn Heizkörper in tiefen Nischen stehen oder das Thermostatventil durch Vorhänge verdeckt wird, muss der Fühler vom Ventil getrennt montiert werden, damit er nicht im Wärmestau des Heizkörpers liegt. Fühler und Ventil sind dann durch ein Kapillarrohr miteinander verbunden. 286