Fachbericht (1. Nachtrag)
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- Karin Fuchs
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1 Forschungsinitiative Zukunft Bau Fachbericht (1. Nachtrag) Erarbeitung einer Software-Lösung für die Anwendung der DIN V für den Wohnungsbau für Zwecke der Vergleichsrechnung für Förderfälle Projektlaufzeit Aktenzeichen Forschungsnehmer Gütegemeinschaft e.v. Von-Hünefeld-Straße Köln Autoren Dipl.-Ing. Torsten Schoch Jörg Trapp Projektleitung: Prof. Dr. Bert Oschatz Dipl.-Ing. Torsten Schoch
2 DIN V für den Wohnbau Sämtliche Rechte an Text und Bildern vorbehalten. Vervielfältigung, Nachdruck oder Veröffentlichung, auch auszugsweise, und jede Wiedergabe der Abbildungen, auch in verändertem Zustand erfordern ausdrücklich die schriftliche Erlaubnis der Autoren. 2
3 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Seite Vorbemerkungen zum Nachtrag Prüfgebäude Einfamilienhaus EFH Berechnungsergebnisse Einfamilienhaus EFH Prüfgebäude Mehrfamilienhaus MFH Berechnungsergebnisse Mehrfamilienhaus MFH
4 DIN V für den Wohnbau 4
5 Einleitung Vorbemerkungen zum Nachtrag In den Auslegungsfragen zur Energieeinsparverordnung Teil 19 hat die Fachkommission Bautechnik der Länder nach Abschluss dieses Forschungsvorhabens eine weitere Präzisierung zum Referenzgebäude vorgenommen. Konkret ist der Luftwechsel der bedarfsgeführten Abluftanlage von n nutz 0,45 h -1 auf n nutz 0,55 h -1 erhöht worden, um dem in der Begründung der Bundesregierung zum Entwurf der EnEV 2009 enthaltenen Grundsatz, wonach die Abluftanlage in der Endenergiebilanz gegenüber der Fensterlüftung gleichwertig sein soll, weiterhin zu entsprechen. Mit dem Luftwechsel von n nutz 0,55 h -1 ändert sich der mit dem Referenzgebäudes ermittelte zulässige Primärenergiebedarf gegenüber der Annahme der DIN V Mithin wird die Berechnung von Gebäuden mit der DIN V / im Vergleich zur DIN V für die Genehmigungsfähigkeit des Gebäudes keine Unterschiede mehr aufweisen. Ist das Gebäude nach einer Norm nachweisbar, so auch mit der anderen. Für das auszuführende Gebäude kann auch weiterhin mit dem geringeren Luftwechsel gerechnet werden. Damit können Gebäude mit Abluftanlagen im Ergebnis andere Werte aufweisen als das Referenzgebäude, selbst wenn die Abluftanlage gleich konfiguriert ist. Insbesondere für die Berechnungen nach DIN V ergeben sich somit ggf. größere Planungsspielräume bei der Auslegung der Anlagentechnik und/oder der Gebäudehülle. Mit der Auslegung der FK Bautechnik ergeben sich aber weiterhin Unterschiede im Vergleich zu DIN V /DIN V , da in diesem Verfahren für das ausführende Gebäude kein n nutz unterhalb von 0,55 h -1 vorgesehen werden darf. Die Änderungen im Referenzgebäude sind im Folgenden dargestellt und ergänzen die Berechnungen im Fachbericht. 5
6 DIN V für den Wohnbau 3.1 Prüfgebäude Einfamilienhaus EFH Anlagentechnische Beschreibungen der Prüfgebäude Berechnung nur DIN V Teil 2 1.) Berechnung Wohnbau EFH ohne Lüftung 2.) Berechnung Wohnbau EFH mit Abluftanlage (nicht bedarfsgeführt) 3.) Berechnung Wohnbau EFH mit Abluftanlage (bedarfsgeführt) 3.a.) Berechnung Wohnbau EFH mit Abluftanlage mit DIBt Staffel 19 (bedarfsgeführt) 4.) Berechnung Wohnbau EFH mit Lüftungsanlage inkl. WRG Berechnung DIN V Teil 2/5/6/8 5.) Berechnung Wohnbau EFH (Brennwertkessel) 6.) Berechnung Wohnbau EFH (Brennwertkessel mit TW-Solar) 7.) Berechnung Wohnbau EFH (Brennwertkessel mit TW-Solar und Abluftanlage) 8.) Berechnung Wohnbau EFH (Referenzgebäude) 8.a.) Berechnung Wohnbau EFH (Referenzgebäude mit DIBt Staffel 19) 9.) Berechnung Wohnbau EFH (Brennwertkessel mit Hz-TW-Solar) 10.) Berechnung Wohnbau EFH (Brennwertkessel mit Lüftung WRG) 11.) Berechnung Wohnbau EFH (Wärmepumpe Luft-Wasser) 12.) Berechnung Wohnbau EFH (Wärmepumpe Sole-Wasser) 13.) Berechnung Wohnbau EFH (Wärmepumpe Wasser-Wasser) 14.) Berechnung Wohnbau EFH (Biomassekessel) 15.) Berechnung Wohnbau EFH (Fernwärme) Beschreibung des Prüfgebäudes EFH 3.a.) Berechnung Wohnbau EFH mit Abluftanlage mit DIBt Staffel 19 (bedarfsgeführt) die Annahmen des folgenden Berechnungsdurchlaufs gelten weiterhin 3.) Berechnung Wohnbau EFH mit Abluftanlage (bedarfsgeführt) nutzungsbedingter Mindestaußenluftwechsel - n nutz = 0,55 h -1 (bedarfsgeführt) Änderung wegen DIBt Auslegungsstaffel 19 notwendig. 6
7 3.1 Prüfgebäude Einfamilienhaus EFH 8.a.) Berechnung Wohnbau EFH (Referenzgebäude mit DIBt Staffel 19) Basis Berechnungsdurchlauf Teil 2: 3.a. Wohnbau EFH mit Abluftanlage mit DIBt Staffel 19 (bedarfsgeführt) Trinkwarmwasser: Verteilung: Standard-Leitungslängen nach DIN V Leitungslängen mit A nutz = Gebäudenutzfläche berechnen. Als Umgebungstemperatur für die Berechnung der Verteilungsverluste sind die nach DIN V berechneten monatliche Bilanztemperatur zu verwenden. Leitungen liegen alle im beheizten Bereich Zirkulation = mit Zirkulation Zirkulationspumpe = auf Bedarf ausgelegt, nicht bekannte Pumpe, Pumpe ist geregelt Verteilleitungen = Nach 1995 Strangleitungen = Nach 1995 (außen liegende Stränge) Stichleitungen (Anbindung) = Nach 1995 (innen liegende Stränge) Speicherung: Speichertyp = Bivalenter Solarspeicher; Q s,po,day ist für einen Speichernenninhalt nach Tabelle 15 der DIN V zu berechnen (Bereitschafts- und Solarteil) Die Anzahl der Wohneinheiten sind nach Gleichung 30 zu ermitteln ist Lage des Speichers = stehender Speicher Aufstellungsort = innerhalb der Gebäudehülle Baujahr = nach 1994 Hilfsenergie für die Pumpe (Speicherbeladung) mit Standardwerten berechnen. Betrieb der Solarpumpe: Nennleistungsaufnahme der Solarpumpe nicht bekannt; W w,gen ist mit 5% von Q W,sol zu berechnen Speicher und Erzeuger im gleichem Raum = Ja Erzeugung: Erzeugertyp = Brennwertkessel verbessert ab 1999 Energieträger = Heizöl EL mittlere Heizkesseltemperatur während der Stillstandszeit = 50 C Aufstellungsort = innerhalb der Gebäudehülle Solaranlage: Kollektortyp = Flachkollektor Anlagendimension = kleine Anlage Baujahr = nach 1998 Neigung = 30 Abweichung aus der Südrichtung = -22,5 Zur Berechnung der Kollektorfläche die Nettogrundfläche verwenden. 7
8 DIN V für den Wohnbau Heizung: Übergabe: Übergabetyp = Heizkörper (freie Heizflächen) Anordnung = Außenwand Art der Regelung = P-Regler Intermittierende Betriebsweise = Nein Übertemperatur = 30K Verteilung: Standard-Leitungslängen nach DIN V Leitungslängen mit A nutz = Gebäudenutzfläche berechnen. Verteilleitungen = Nach 1995 (innen liegende Stränge) Strangleitungen = Nach 1995 (innen liegende Stränge) Anbindeleitungen = Nach 1995 (innen liegende Stränge) Auslegung der Heizungspumpe = auf den Bedarf ausgelegt Pumpenregelung = Dp konstant, Pumpe nicht intermittierend betrieben Pumpenmanagement = ohne integriertes Pumpenmanagement Überströmventile vorhanden = Ja (der minimale Volumenstrom ist mit 0,02 m³/h je kw berechnete Nennleistung P n anzunehmen.) hydraulischer Abgleich = Ja Wasserinhalt kleiner als 150ml/kW = Ja Wärmemengenzähler = Nein Strangarmaturen (Differenzdruckregler) = Nein Speicherung: Speicher vorhanden = nein Erzeugung: Erzeugertyp = Brennwertkessel verbessert nach 1999 Energieträger = Heizöl EL Aufstellungsort = innerhalb der Gebäudehülle Auslegungstemperaturen = 55/45 C gleicher Erzeuger für Hz und TWW = Ja (Vorrangbetrieb) elektrisch betriebene Kesselregulierung vorhanden = Ja Lüftung: zentrale Abluftanlage Heizperiodenbetrieb bedarfsgeführt mit geregeltem DC-Ventilator 8
9 3.2 Berechnungsergebnisse Einfamilienhaus EFH 3.2.3a Berechnung Wohnbau EFH - mit Abluftanlage (bedarfsgeführt) - - mit DIBt Staffel a.1 DIN V Teil 2 a. Berechnung des Wärmetransferkoeffizient für Transmission Der Wärmetransferkoeffizient nach außen H T,D = 93,800 [W/K] zu unbeheizten Bereichen H T,iu = 62,835 [W/K] über das Erdreich H T,s = 6,568 [W/K] b. Berechnung des Wärmetransferkoeffizient für Lüftung Der Wärmetransferkoeffizient über Infiltration H V,inf = 3,996 [W/K] über mechanische Lüftung H V,mech = 0,000 [W/K] über Fensterlüftung H V,win = 63,913 [W/K] über Fensterlüftung H V,win,mth [W/K] 62,013 62,440 63,770 65,908 68,235 69,470 70,563 70,373 68,330 66,050 63,485 61,965 c. Berechnung der Bilanztemperatur des Gebäudes Q i,h in C 18,190 18,222 18,479 18,926 19,413 19,672 19,901 19,861 19,433 18,956 18,419 18,186 d. Berechnung der Transmissionswärmesenken und -quellen Transmissionswärmesenken durch Außenbauteile Q T,sink 1829, , , , , ,120 95, , , , , ,949 9
10 DIN V für den Wohnbau Transmissionswärmequellen durch Außenbauteile Q T,source 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 e. Berechnung der Lüftungswärmesenken und -quellen Lüftungswärmesenken Q V,sink 844, , , , , ,199 49,956 69, , , , ,335 Lüftungswärmequellen Q V,source 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 f. Berechnung der Solaren Wärmesenken und -quellen Solare Wärmequellen durch transparente Bauteile Q S,tr,source 202, , , , , , , , , , , ,493 Solare Wärmesenken durch opake Bauteile Q S,opak,sink 18,418 12,985 4,549 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 1,704 6,505 18,481 25,415 Solare Wärmequellen durch opake Bauteile Q S,opak,source 1,586 0,528 15,644 47,980 57,853 62,469 55,073 42,067 25,020 11,902 0,000 0,000 10
11 3.2 Berechnungsergebnisse Einfamilienhaus EFH g. Berechnung der internen Wärmequellen Interne Wärmequellen Q I,source 210, , , , , , , , , , , ,436 h. Berechnung der ungeregelten Wärmeeinträge Ungeregelte Wärmeeinträge Q I,source,h 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 i. Berechnung der Zeitkonstante Die Zeitkonstante ist t = 35,751 [h] j. Berechnung des Heizwärmebedarfs Q h,b 2279, , , , ,672 16,973 0,000 0, , , , ,043 k. Berechnung der maximalen Heizleistung Die maximale Heizleistung am Auslegungstag F h,max = 6,751 [kw] l. Berechnung der monatlichen Heizzeit t h in h 744, , , , ,186 50,281 0,000 0, , , , ,000 11
12 DIN V für den Wohnbau m. Berechnung der monatlichen Betriebstage d h,rb in d 31,000 28,000 31,000 30,000 15,883 2,095 0,000 0,000 23,627 31,000 30,000 31,000 n. Berechnung der monatlichen Laufzeit Heizung t h,rl in h 527, , , , ,007 35,616 0,000 0, , , , ,000 12
13 3.2 Berechnungsergebnisse Einfamilienhaus EFH 3.2.8a Berechnung Wohnbau EFH - Referenzgebäude mit DIBt Staffel a.1 DIN V Teil 1 a. Berechnung der Primärenergie je Energieträger Wärme - Energieträger Heizöl EL Q p 2707, , , , , , , , , , , ,958 Hilfsenergie - Energieträger Strom W p 159, , , , , ,305 98,572 93, , , , ,842 b. Berechnung der Primärenergie Wärmeverluste Q p 2866, , , , , , , , , , , ,800 Gesamt Primärenergiebedarf Q p = ,77 [kwh/a] = 107,890 [kwh/m²a] c. Berechnung des Transmissionswärmeverlust Transmissionswärmeverlust nach DIN V H T = 0,372 [W/(m²K)] 13
14 DIN V für den Wohnbau 3.2.8a.2 DIN V Teil 2 a. Berechnung des Wärmetransferkoeffizient für Transmission Der Wärmetransferkoeffizient nach außen H T,D = 93,800 [W/K] zu unbeheizten Bereichen H T,iu = 62,835 [W/K] über das Erdreich H T,s = 6,568 [W/K] b. Berechnung des Wärmetransferkoeffizient für Lüftung Der Wärmetransferkoeffizient über Infiltration H V,inf = 3,996 [W/K] über mechanische Lüftung H V,mech = 0,000 [W/K] über Fensterlüftung H V,win = 63,913 [W/K] über Fensterlüftung H V,win,mth [W/K] 62,013 62,440 63,770 65,908 68,235 69,470 70,563 70,373 68,330 66,050 63,485 61,965 c. Berechnung der Bilanztemperatur des Gebäudes Q i,h in C 18,190 18,222 18,479 18,926 19,413 19,672 19,901 19,861 19,433 18,956 18,419 18,186 d. Berechnung der Transmissionswärmesenken und -quellen Transmissionswärmesenken durch Außenbauteile Q T,sink 1829, , , , , ,120 95, , , , , ,949 Transmissionswärmequellen durch Außenbauteile Q T,source 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 14
15 3.2 Berechnungsergebnisse Einfamilienhaus EFH e. Berechnung der Lüftungswärmesenken und -quellen Lüftungswärmesenken Q V,sink 844, , , , , ,199 49,956 69, , , , ,335 Lüftungswärmequellen Q V,source 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 f. Berechnung der Solaren Wärmesenken und -quellen Solare Wärmequellen durch transparente Bauteile Q S,tr,source 202, , , , , , , , , , , ,493 Solare Wärmesenken durch opake Bauteile Q S,opak,sink 18,418 12,985 4,549 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 1,704 6,505 18,481 25,415 Solare Wärmequellen durch opake Bauteile Q S,opak,source 1,586 0,528 15,644 47,980 57,853 62,469 55,073 42,067 25,020 11,902 0,000 0,000 g. Berechnung der internen Wärmequellen Interne Wärmequellen Q I,source 210, , , , , , , , , , , ,436 15
16 DIN V für den Wohnbau h. Berechnung der ungeregelten Wärmeeinträge Ungeregelte Wärmeeinträge Q I,source,h 471, , , , , , , , , , , ,120 i. Berechnung der Zeitkonstante Die Zeitkonstante ist t = 37,751 [h] j. Berechnung des Heizwärmebedarfs Q h,b 1822, , , ,904 86,181 10,423 0,000 0, , , , ,622 k. Berechnung der maximalen Heizleistung Die maximale Heizleistung am Auslegungstag F h,max = 6,751 [kw] l. Berechnung der monatlichen Heizzeit t h in h 744, , , , ,307 30,877 0,000 0, , , , ,000 m. Berechnung der monatlichen Betriebstage d h,rb in d 31,000 28,000 31,000 30,000 10,638 1,287 0,000 0,000 15,126 31,000 30,000 31,000 n. Berechnung der monatlichen Laufzeit Heizung t h,rl in h 527, , , , ,843 21,871 0,000 0, , , , ,000 16
17 3.2 Berechnungsergebnisse Einfamilienhaus EFH 3.2.8a.3 DIN V Teil 5 a. Berechnung der Übergabe Wärmeverluste Q h,ce 182,27 153,60 115,45 43,79 8,62 1,04 0,00 0,00 12,25 64,65 143,13 192,36 Hilfsenergie W h,ce b. Berechnung der Verteilung Leitungslängen L V = 31,21 [m] L S = 11,14 [m] L A = 81,68 [m] Wärmeverluste Q h,d 261,86 225,11 188,19 93,70 20,60 2,32 0,00 0,00 29,14 121,58 216,39 271,79 Hilfsenergie W h,d 15,12 13,46 13,95 12,31 4,25 0,51 0,00 0,00 6,04 13,06 14,05 15,30 Ungeregelte Wärmeeinträge Q l,h,d 261,86 225,11 188,19 93,70 20,60 2,32 0,00 0,00 29,14 121,58 216,39 271,79 17
18 DIN V für den Wohnbau c. Berechnung der Speicherung Wärmeverluste Q h,s Hilfsenergie W h,s Ungeregelte Wärmeeinträge Q l,h,s d. Berechnung der Solaranlage Wärmeertrag Q h,sol Hilfsenergie W h,sol e. Berechnung der Erzeugung Nennleistung des Erzeugers P n = 13,664 [kw] Wärmeverluste Q h,gen 74,58 47,89 37,88 19,53 4,37 0,51 0,00 0,00 6,17 25,15 42,89 93,10 18
19 3.2 Berechnungsergebnisse Einfamilienhaus EFH Hilfsenergie W h,gen 32,01 27,46 24,34 16,04 12,12 10,87 11,13 11,08 12,19 18,61 26,97 33,32 Ungeregelte Wärmeeinträge Q l,h,gen 29,86 25,76 21,89 11,32 2,52 0,29 0,00 0,00 3,55 14,32 24,83 30,81 f. Berechnung der Endenergie Wärmeverluste Q h,f 2341, , ,98 594,92 119,77 14,29 0,00 0,00 170,11 857, , ,88 Hilfsenergie W h,f 47,13 40,93 38,29 28,36 16,37 11,39 11,13 11,08 18,22 31,67 41,02 48,62 f. Berechnung der Primärenergie Wärmeverluste Q h,p 2429, , ,43 617,37 124,29 14,83 0,00 0,00 176,53 890, , ,50 Hilfsenergie W h,p 113,12 98,22 91,90 68,05 39,29 27,33 26,71 26,58 43,73 76,01 98,45 116,69 19
20 DIN V für den Wohnbau 3.2.8a.4 DIN V Teil 8 a. Berechnung des Nutzenergiebedarfs Wärmeverluste Q w,b 140, , , , , , , , , , , ,931 b. Berechnung der Verteilung Leitungslängen L V = 28,97 [m] L S = 11,14 [m] L SL = 7,43 [m] Wärmeverluste Q w,d 151,30 136,47 149,48 141,93 143,60 137,39 140,53 140,78 138,85 146,48 145,02 151,32 Hilfsenergie W w,d 3,30 2,98 3,30 3,19 3,30 3,19 3,30 3,30 3,19 3,30 3,19 3,30 Ungeregelte Wärmeeinträge Q l,w,d 151,30 136,47 149,48 141,93 143,60 137,39 140,53 140,78 138,85 146,48 145,02 151,32 20
21 3.2 Berechnungsergebnisse Einfamilienhaus EFH c. Berechnung der Speicherung Wärmeverluste Q w,s 27,37 24,70 27,12 25,87 26,32 25,25 25,90 25,93 25,45 26,71 26,30 27,37 Hilfsenergie W w,s 1,29 1,17 1,28 1,23 1,26 1,21 1,24 1,24 1,22 1,27 1,24 1,29 Ungeregelte Wärmeeinträge Q l,w,s 27,37 24,70 27,12 25,87 26,32 25,25 25,90 25,93 25,45 26,71 26,30 27,37 d. Berechnung der Solaranlage Wärmeertrag Q w,sol 53,03 62,85 135,52 269,07 241,57 263,18 278,89 231,75 210,15 137,48 64,81 15,71 Hilfsenergie W w,sol 2,65 3,14 6,78 13,45 12,08 13,16 13,94 11,59 10,51 6,87 3,24 0,79 e. Berechnung der Erzeugung Nennleistung des Erzeugers P n = 13,664 [kw] Wärmeverluste Q w,gen 0,80 0,63 0,37 0,01 53,63 75,04 80,35 80,16 39,10 0,35 0,68 1,04 21
22 DIN V für den Wohnbau Hilfsenergie W w,gen 3,08 2,61 2,10 0,41 8,08 10,71 11,46 11,95 6,35 2,04 2,81 3,51 Ungeregelte Wärmeeinträge Q l,w,gen 1,60 1,35 1,08 0,20 38,30 53,29 57,01 57,10 28,12 1,03 1,44 1,82 f. Berechnung der Endenergie Wärmeverluste Q w,f 267,37 226,25 182,39 35,14 122,90 110,89 108,82 156,05 129,64 176,99 243,58 304,95 Hilfsenergie W w,f 10,32 9,89 13,46 18,28 24,71 28,27 29,94 28,08 21,27 13,48 10,48 8,89 f. Berechnung der Primärenergie Wärmeverluste Q w,p 277,46 234,78 189,27 36,46 127,54 115,08 112,93 161,94 134,53 183,67 252,77 316,46 Hilfsenergie W w,p 24,77 23,75 32,31 43,87 59,31 67,86 71,86 67,40 51,04 32,36 25,16 21,33 22
23 3.2 Berechnungsergebnisse Einfamilienhaus EFH 3.2.8a.5 DIN V Teil 6 a. Berechnung der Ventilatoren Hilfsenergie W rv,fan 9,09 8,21 9,09 8,80 9,09 8,80 0,00 0,00 8,80 9,09 8,80 9,09 b. Berechnung der Regelung Hilfsenergie W rv,c c. Berechnung der Endenergie Hilfsenergie W rv,f 9,09 8,21 9,09 8,80 9,09 8,80 0,00 0,00 8,80 9,09 8,80 9,09 d. Berechnung der Primärenergie Hilfsenergie W rv,p 21,83 19,72 21,83 21,12 21,83 21,12 0,00 0,00 21,12 21,83 21,12 21,83 23
24 DIN V für den Wohnbau 3.3 Prüfgebäude Mehrfamilienhaus MFH Anlagentechnische Beschreibungen der Prüfgebäude Berechnung nur DIN V Teil 2 1.) Berechnung Wohnbau MFH ohne Lüftung 2.) Berechnung Wohnbau MFH mit Abluftanlage (nicht bedarfsgeführt) 3.) Berechnung Wohnbau MFH mit Abluftanlage (bedarfsgeführt) 3.a.) Berechnung Wohnbau MFH mit Abluftanlage mit DIBt Staffel 19 (bedarfsgeführt) 4.) Berechnung Wohnbau MFH mit Lüftungsanlage inkl. WRG Berechnung DIN V Teil 2/5/6/8 5.) Berechnung Wohnbau MFH (Brennwertkessel) 6.) Berechnung Wohnbau MFH (Brennwertkessel mit TW-Solar) 7.) Berechnung Wohnbau MFH (Brennwertkessel mit TW-Solar und Abluftanlage) 8.) Berechnung Wohnbau MFH (Referenzgebäude) 8.a.) Berechnung Wohnbau MFH (Referenzgebäude mit DIBt Staffel 19) 9.) Berechnung Wohnbau MFH (Brennwertkessel mit Hz-TW-Solar) 10.) Berechnung Wohnbau MFH (Brennwertkessel mit Lüftung WRG) 11.) Berechnung Wohnbau MFH (Brennwertkessel mit dezentraler TW Versorgung) 12.) Berechnung Wohnbau MFH (Wärmepumpe Luft-Wasser) 13.) Berechnung Wohnbau MFH (Wärmepumpe Sole-Wasser) 14.) Berechnung Wohnbau MFH (Biomassekessel) 15.) Berechnung Wohnbau MFH (Fernwärme) Beschreibung des Prüfgebäudes MFH 3.a.) Berechnung Wohnbau MFH mit Abluftanlage mit DIBt Staffel 19 (bedarfsgeführt) die Annahmen des folgenden Berechnungsdurchlaufs gelten weiterhin 3.) Berechnung Wohnbau MFH mit Abluftanlage (bedarfsgeführt) nutzungsbedingter Mindestaußenluftwechsel - n nutz = 0,55 h -1 (bedarfsgeführt) Änderung wegen DIBt Auslegungsstaffel 19 notwendig. 24
25 3.3 Prüfgebäude Mehrfamilienhaus MFH 8.a.) Berechnung Wohnbau MFH (Referenzgebäude mit DIBt Staffel 19) Basis Berechnungsdurchlauf Teil 2: 3.a. Wohnbau MFH mit Abluftanlage mit DIBt Staffel 19 (bedarfsgeführt) Trinkwarmwasser: Verteilung: Standard-Leitungslängen nach DIN V Leitungslängen mit A nutz = Gebäudenutzfläche berechnen. Als Umgebungstemperatur für die Berechnung der Verteilungsverluste sind die nach DIN V berechneten monatliche Bilanztemperatur zu verwenden. Verteilleitungen liegen im beheizten Bereich Zirkulation = mit Zirkulation, Zirkulationspumpe = auf Bedarf ausgelegt, nicht bekannte Pumpe, Pumpe ist geregelt Verteilleitungen = Nach 1995 Strangleitungen = Nach 1995 (außen liegende Stränge) Stichleitungen (Anbindung) = Nach 1995 (innen liegende Stränge) Speicherung: Speichertyp = Bivalenter Solarspeicher; Q s,po,day ist für einen Speichernenninhalt nach Tabelle 15 zu berechnen (Bereitschafts- und Solarteil) Die Anzahl der Wohneinheiten sind nach Gleichung 30 zu ermitteln ist. Lage des Speichers = stehender Speicher Aufstellungsort = außerhalb der Gebäudehülle Baujahr = nach 1994 Hilfsenergie für die Pumpe (Speicherbeladung) mit Standardwerten berechnen. Betrieb der Solarpumpe: Nennleistungsaufnahme der Solarpumpe nicht bekannt; W w,gen ist mit 5% von Q W,sol zu berechnen Speicher und Erzeuger im gleichem Raum = Ja Erzeugung: Erzeugertyp = Brennwertkessel verbessert ab 1999 Energieträger = Heizöl EL mittlere Heizkesseltemperatur während der Stillstandszeit = 50 C Aufstellungsort = außerhalb der Gebäudehülle Solaranlage: Kollektortyp = Flachkollektor Anlagendimension = kleine Anlage Baujahr = nach 1998 Neigung = 30 Abweichung aus der Südrichtung = -22,5 Zur Berechnung der Kollektorfläche die Nettogrundfläche verwenden. 25
26 DIN V für den Wohnbau Heizung: Übergabe: Übergabetyp = Heizkörper (freie Heizflächen) Anordnung = Außenwand Art der Regelung = P-Regler Intermittierende Betriebsweise = Nein Übertemperatur = 30K Verteilung: Standard-Leitungslängen nach DIN V Leitungslängen mit A nutz = Gebäudenutzfläche berechnen. Verteilleitungen = Nach 1995 (innen liegende Stränge) Strangleitungen = Nach 1995 (innen liegende Stränge) Anbindeleitungen = Nach 1995 (innen liegende Stränge) Verteilleitungen liegen im beheizten Bereich Auslegung der Heizungspumpe = auf den Bedarf ausgelegt Pumpenregelung = Dp konstant, Pumpe nicht intermittierend betrieben Pumpenmanagement = ohne integriertes Pumpenmanagement Überströmventile vorhanden = Nein hydraulischer Abgleich = Ja Wasserinhalt kleiner als 150ml/kW = Nein Wärmemengenzähler = Ja Strangarmaturen (Differenzdruckregler) = Ja Speicherung: Speicher vorhanden = nein Erzeugung: Erzeugertyp = Brennwertkessel verbessert nach 1999 Energieträger = Heizöl EL Aufstellungsort = außerhalb der Gebäudehülle Auslegungstemperaturen = 55/45 C gleicher Erzeuger für Hz und TWW = Ja (Vorrangbetrieb) elektrisch betriebene Kesselregulierung vorhanden = Ja Lüftung: zentrale Abluftanlage Heizperiodenbetrieb bedarfsgeführt mit geregeltem DC-Ventilator 26
27 3.4 Berechnungsergebnisse Mehrfamilienhaus MFH 3.4.3a Berechnung Wohnbau MFH - mit Abluftanlage (bedarfsgeführt) - - mit DIBt Staffel DIN V Teil 2 a. Berechnung des Wärmetransferkoeffizient für Transmission Der Wärmetransferkoeffizient nach außen H T,D = 258,812 [W/K] zu unbeheizten Bereichen H T,iu = 139,861 [W/K] über das Erdreich H T,s = 14,760 [W/K] b. Berechnung des Wärmetransferkoeffizient für Lüftung Der Wärmetransferkoeffizient über Infiltration H V,inf = 15,087 [W/K] über mechanische Lüftung H V,mech = 0,000 [W/K] über Fensterlüftung H V,win = 241,281 [W/K] über Fensterlüftung H V,win,mth [W/K] 234, , , , , , , , , , , ,929 c. Berechnung der Bilanztemperatur des Gebäudes Q i,h in C 19,172 19,211 19,333 19,529 19,743 19,856 19,956 19,939 19,752 19,542 19,307 19,168 d. Berechnung der Transmissionswärmesenken und -quellen Transmissionswärmesenken durch Außenbauteile Q T,sink 4946, , , , , , , , , , , ,998 27
28 DIN V für den Wohnbau Transmissionswärmequellen durch Außenbauteile Q T,source 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 e. Berechnung der Lüftungswärmesenken und -quellen Lüftungswärmesenken Q V,sink 3369, , , , , , , , , , , ,417 Lüftungswärmequellen Q V,source 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 28
29 3.4 Berechnungsergebnisse Mehrfamilienhaus MFH f. Berechnung der Solaren Wärmesenken und -quellen Solare Wärmequellen durch transparente Bauteile Q S,tr,source 701, , , , , , , , , , , ,279 Solare Wärmesenken durch opake Bauteile Q S,opak,sink 35,039 22,850 5,407 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 9,128 33,665 49,660 Solare Wärmequellen durch opake Bauteile Q S,opak,source 8,342 2,776 45, , , , , ,722 69,036 37,695 0,000 0,000 g. Berechnung der internen Wärmequellen Interne Wärmequellen Q I,source 1462, , , , , , , , , , , ,518 h. Berechnung der ungeregelten Wärmeeinträge Ungeregelte Wärmeeinträge Q I,source,h 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 i. Berechnung der Zeitkonstante Die Zeitkonstante ist t = 42,120 [h] 29
30 DIN V für den Wohnbau j. Berechnung des Heizwärmebedarfs Q h,b 6190, , , , ,601 25,718 0,000 0, , , , ,882 k. Berechnung der maximalen Heizleistung Die maximale Heizleistung am Auslegungstag F h,max = 19,913 [kw] l. Berechnung der monatlichen Heizzeit t h in h 744, , , , ,680 25,831 0,000 0, , , , ,000 m. Berechnung der monatlichen Betriebstage d h,rb in d 31,000 28,000 31,000 30,000 10,278 1,076 0,000 0,000 13,551 31,000 30,000 31,000 n. Berechnung der monatlichen Laufzeit Heizung t h,rl in h 615, , , , ,731 18,297 0,000 0, , , , ,759 30
31 3.4 Berechnungsergebnisse Mehrfamilienhaus MFH 3.4.8a Berechnung Wohnbau MFH - Referenzgebäude mit DIBt Staffel DIN V Teil 1 a. Berechnung der Primärenergie je Energieträger Wärme - Energieträger Heizöl EL Q p 7771, , , , , , , , , , , ,522 Hilfsenergie - Energieträger Strom W p 315, , , , , , , , , , , ,272 b. Berechnung der Primärenergie Wärmeverluste Q p 8086, , , , , , , , , , , ,794 Gesamt Primärenergiebedarf Q p = ,28 [kwh/a] = 82,561 [kwh/m²a] c. Berechnung des Transmissionswärmeverlust Transmissionswärmeverlust nach DIN V H T = 0,388 [W/(m²K)] 31
32 DIN V für den Wohnbau DIN V Teil 2 a. Berechnung des Wärmetransferkoeffizient für Transmission Der Wärmetransferkoeffizient nach außen H T,D = 258,812 [W/K] zu unbeheizten Bereichen H T,iu = 139,861 [W/K] über das Erdreich H T,s = 14,760 [W/K] b. Berechnung des Wärmetransferkoeffizient für Lüftung Der Wärmetransferkoeffizient über Infiltration H V,inf = 15,087 [W/K] über mechanische Lüftung H V,mech = 0,000 [W/K] über Fensterlüftung H V,win = 241,281 [W/K] über Fensterlüftung H V,win,mth [W/K] 234, , , , , , , , , , , ,929 c. Berechnung der Bilanztemperatur des Gebäudes Q i,h in C 19,172 19,211 19,333 19,529 19,743 19,856 19,956 19,939 19,752 19,542 19,307 19,168 d. Berechnung der Transmissionswärmesenken und -quellen Transmissionswärmesenken durch Außenbauteile Q T,sink 4946, , , , , , , , , , , ,998 Transmissionswärmequellen durch Außenbauteile Q T,source 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 32
33 3.4 Berechnungsergebnisse Mehrfamilienhaus MFH e. Berechnung der Lüftungswärmesenken und -quellen Lüftungswärmesenken Q V,sink 3369, , , , , , , , , , , ,417 Lüftungswärmequellen Q V,source 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 f. Berechnung der Solaren Wärmesenken und -quellen Solare Wärmequellen durch transparente Bauteile Q S,tr,source 701, , , , , , , , , , , ,279 Solare Wärmesenken durch opake Bauteile Q S,opak,sink 35,039 22,850 5,407 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 9,128 33,665 49,660 Solare Wärmequellen durch opake Bauteile Q S,opak,source 8,342 2,776 45, , , , , ,722 69,036 37,695 0,000 0,000 g. Berechnung der internen Wärmequellen Interne Wärmequellen Q I,source 1462, , , , , , , , , , , ,518 33
34 DIN V für den Wohnbau h. Berechnung der ungeregelten Wärmeeinträge Ungeregelte Wärmeeinträge Q I,source,h 1257, , , , , , , , , , , ,349 i. Berechnung der Zeitkonstante Die Zeitkonstante ist t = 42,120 [h] j. Berechnung des Heizwärmebedarfs Q h,b 5002, , , , ,300 19,553 0,000 0, , , , ,704 k. Berechnung der maximalen Heizleistung Die maximale Heizleistung am Auslegungstag F h,max = 19,913 [kw] l. Berechnung der monatlichen Heizzeit t h in h 744, , , , ,140 19,639 0,000 0, , , , ,000 m. Berechnung der monatlichen Betriebstage d h,rb in d 31,000 28,000 31,000 30,000 8,006 0,818 0,000 0,000 10,220 31,000 30,000 31,000 n. Berechnung der monatlichen Laufzeit Heizung t h,rl in h 615, , , , ,099 13,911 0,000 0, , , , ,759 34
35 3.4 Berechnungsergebnisse Mehrfamilienhaus MFH DIN V Teil 5 a. Berechnung der Übergabe Wärmeverluste Q h,ce 500,20 424,81 312,46 111,10 19,13 1,96 0,00 0,00 24,42 158,15 392,70 533,27 Hilfsenergie W h,ce b. Berechnung der Verteilung Leitungslängen L V = 41,30 [m] L S = 41,39 [m] L A = 303,55 [m] Wärmeverluste Q h,d 878,73 746,01 580,64 248,25 45,56 4,51 0,00 0,00 58,02 318,99 687,39 922,34 Hilfsenergie W h,d 24,96 21,83 20,02 14,35 3,55 0,36 0,00 0,00 4,53 15,96 21,75 25,83 Ungeregelte Wärmeeinträge Q l,h,d 878,73 746,01 580,64 248,25 45,56 4,51 0,00 0,00 58,02 318,99 687,39 922,34 35
36 DIN V für den Wohnbau c. Berechnung der Speicherung Wärmeverluste Q h,s Hilfsenergie W h,s Ungeregelte Wärmeeinträge Q l,h,s d. Berechnung der Solaranlage Wärmeertrag Q h,sol Hilfsenergie W h,sol e. Berechnung der Erzeugung Nennleistung des Erzeugers P n = 40,601 [kw] Wärmeverluste Q h,gen 116,51 99,89 84,17 50,32 11,58 0,34 0,00 0,00 14,73 56,67 94,19 121,07 36
37 3.4 Berechnungsergebnisse Mehrfamilienhaus MFH Hilfsenergie W h,gen 49,43 42,58 35,21 19,57 12,44 10,74 11,04 10,88 12,49 23,35 40,78 51,86 Ungeregelte Wärmeeinträge Q l,h,gen f. Berechnung der Endenergie Wärmeverluste Q h,f 6497, , , ,64 267,57 26,35 0,00 0,00 341, , , ,38 Hilfsenergie W h,f 74,39 64,41 55,23 33,92 15,99 11,10 11,04 10,88 17,03 39,31 62,53 77,69 f. Berechnung der Primärenergie Wärmeverluste Q h,p 6742, , , ,03 277,67 27,35 0,00 0,00 354, , , ,12 Hilfsenergie W h,p 178,54 154,59 132,55 81,41 38,39 26,64 26,49 26,11 40,86 94,35 150,07 186,45 37
38 DIN V für den Wohnbau DIN V Teil 8 a. Berechnung des Nutzenergiebedarfs Wärmeverluste Q w,b 667, , , , , , , , , , , ,816 b. Berechnung der Verteilung Leitungslängen L V = 37,04 [m] L S = 41,39 [m] L SL = 27,60 [m] Wärmeverluste Q w,d 378,91 341,66 376,26 361,02 369,55 355,83 366,05 366,34 357,49 372,84 364,54 378,98 Hilfsenergie W w,d 6,59 5,95 6,59 6,37 6,59 6,37 6,59 6,59 6,37 6,59 6,37 6,59 Ungeregelte Wärmeeinträge Q l,w,d 378,91 341,66 376,26 361,02 369,55 355,83 366,05 366,34 357,49 372,84 364,54 378,98 38
39 3.4 Berechnungsergebnisse Mehrfamilienhaus MFH c. Berechnung der Speicherung Wärmeverluste Q w,s 87,28 78,83 87,28 84,46 87,28 63,92 66,05 66,05 84,46 87,28 84,46 87,28 Hilfsenergie W w,s 2,19 1,97 2,18 2,11 2,17 2,06 2,12 2,12 2,10 2,18 2,11 2,19 Ungeregelte Wärmeeinträge Q l,w,s d. Berechnung der Solaranlage Wärmeertrag Q w,sol 146,04 173,09 373,22 741,04 665,31 724,81 768,08 638,27 578,77 378,63 178,50 43,27 Hilfsenergie W w,sol 7,30 8,65 18,66 37,05 33,27 36,24 38,40 31,91 28,94 18,93 8,92 2,16 e. Berechnung der Erzeugung Nennleistung des Erzeugers P n = 40,601 [kw] Wärmeverluste Q w,gen 3,51 2,88 2,07 0,46 150,61 140,29 149,07 148,80 129,58 2,02 3,12 4,28 39
40 DIN V für den Wohnbau Hilfsenergie W w,gen 6,48 5,58 4,97 2,30 11,16 12,62 13,21 14,02 10,34 4,91 6,01 7,15 Ungeregelte Wärmeeinträge Q l,w,gen f. Berechnung der Endenergie Wärmeverluste Q w,f 991,47 853,47 760,20 351,18 609,94 481,51 480,91 610,74 639,04 751,32 919, ,08 Hilfsenergie W w,f 22,55 22,16 32,40 47,83 53,18 57,29 60,32 54,64 47,75 32,61 23,42 18,09 f. Berechnung der Primärenergie Wärmeverluste Q w,p 1028,88 885,68 788,89 364,43 632,96 499,68 499,06 633,79 663,16 779,67 954, ,41 Hilfsenergie W w,p 54,13 53,17 77,76 114,79 127,64 137,50 144,78 131,13 114,60 78,26 56,21 43,42 40
41 3.4 Berechnungsergebnisse Mehrfamilienhaus MFH DIN V Teil 6 a. Berechnung der Ventilatoren Hilfsenergie W rv,fan 34,33 31,01 34,33 33,23 34,33 33,23 0,00 0,00 33,23 34,33 33,23 34,33 b. Berechnung der Regelung Hilfsenergie W rv,c c. Berechnung der Endenergie Hilfsenergie W rv,f 34,33 31,01 34,33 33,23 34,33 33,23 0,00 0,00 33,23 34,33 33,23 34,33 d. Berechnung der Primärenergie Hilfsenergie W rv,p 82,40 74,43 82,40 79,74 82,40 79,74 0,00 0,00 79,74 82,40 79,74 82,40 41
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