Benutzungshinweise Enerhaus (lizenziertes EDV-Programm für SIA 380/1: SIA 380/1:2009, MINERGIE, MINERGIE-P und Optimierung)

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1 Benutzungshinweise Enerhaus (lizenziertes EDV-Programm für SIA 380/1: SIA 380/1:2009, MINERGIE, MINERGIE-P und Optimierung) Inhaltsverzeichnis Einleitung... 1 Makro/Sicherheit... 2 Und los! - Kurzanleitung... 3 Vorgehen 380/1 Berechung...6 Aufbau von Enerhaus... 7 Eingabe 380/ Konstruktionen, Fenstereingabe und automatische Übernahme Ausgabe Druck des Nachweises Mehrere Zonen Varianten vergleichen Tipps und Optimierungen Programmgrenzen Lizenzierung Support Einleitung Das Programm Enerhaus entstand im Sommer/Herbst 2006 als Vorarbeit zur Diplomarbeit von Adrian Tschui an der HTA Luzern. Dabei wurden die Resultate der Berechnungsverfahren der SIA 380/1:2001 und SIA 380/1:2007 mit Resultaten thermischer Simulationen verglichen. Die Philosophie war es, ein auf einfachsten Eingaben basierendes 380/1 Programm zu erstellen, welches aber sämtliche Energiestandards abdeckt und auch Optimierungsmöglichkeiten der Gebäudehülle schnell aufzeigt. Inzwischen wurde Enerhaus überarbeitet und erhielt im Herbst 2008 die BFE/EnFK-Zert.-Nr by AT /22

2 Makro/Sicherheit Um Enerhaus voll nutzen zu können müssen in Excel die Makros aktiviert werden (mit Sicherheitsstufe Mittel ). Dies erfolgt wie folgt: Excel 2003 / XP (Ausschnitt aus der Microsoft Hilfe) Mit den Makrosicherheitseinstellungen wird gesteuert, welche Einschränkungen Excel für die Ausführung von Makros auf dem Computer festlegt. Es sind vier Sicherheitsstufen vorhanden: Sehr hoch, Hoch, Mittel und Niedrig. Diese können im Dialogfeld Sicherheit (Menü Extras, Befehl Optionen, Registerkarte Sicherheit, Schaltfläche Makrosicherheit) festgelegt werden, wie in der folgenden Abbildung veranschaulicht. Die erforderliche Stufe der Makrosicherheit ist Mittel. Wenn Sie auf dieser Stufe eine Arbeitsmappe öffnen, die Makros enthält, wird in Excel ein Dialogfeld geöffnet. In diesem werden Sie gefragt, ob Sie die Makros aktivieren möchten. Dabei stehen folgende Optionen zur Auswahl: Klicken Sie auf Makros aktivieren, um die Arbeitsmappe zu öffnen und die Ausführung von Makros in der Arbeitsmappe zuzulassen. Excel 2007 (Ausschnitt aus der Microsoft Hilfe) Sie können die Einstellungen für die Makrosicherheit im Vertrauensstellungscenter ändern, sofern nicht ein Systemadministrator in Ihrer Organisation die Standardeinstellungen so geändert hat, dass Sie die Einstellungen nicht ändern können. 1. Klicken Sie auf der Registerkarte Entwicklertools in der Gruppe Code auf Makrosicherheit. Tipp Wenn die Registerkarte Entwicklertools nicht angezeigt wird, klicken Sie auf die Microsoft Office-Schaltfläche, auf Excel-Optionen und dann in der Kategorie Häufig verwendet unter Die am häufigsten verwendeten Optionen bei der Arbeit mit Excel auf Entwicklerregisterkarte in der Multifunktionsleiste anzeigen. 2. Klicken Sie in der Kategorie Einstellungen für Makros unter Einstellungen für Makros auf die gewünschte Option. Hinweis Alle Änderungen, die Sie in Excel unter der Kategorie Einstellungen für Makros vornehmen, werden nur in Excel angewendet und wirken sich nicht auf andere Microsoft Office-Programme aus. Tipp Sie können auch über das Dialogfeld Excel-Optionen auf das Vertrauensstellungscenter zugreifen. Klicken Sie dazu auf die Microsoft Office-Schaltfläche und dann auf Excel-Optionen. Klicken Sie in der Kategorie Vertrauensstellungscenter auf Einstellungen für das Vertrauensstellungscenter, und klicken Sie dann auf die Kategorie Einstellungen für Makros. by AT /22

3 Und los! - Kurzanleitung In den folgenden Abbildungen sollen in einfachen Schritten die grundlegenden Eingaben und der Ausdruck von Enerhaus aufgezeigt werden. Die detaillierten Schritte finden sich in den nachfolgenden Kapiteln. Die Eingaben erfolgen im Register Eingabe von oben nach unten: Übersicht Projektwert / Grenzwert Eingabe der Projektadresse wie auch der Adressen von Bauherrschaft und Nachweisverfasser Eingabe der Projektdaten und Projektgrundlagen wie Nachweisart, Nutzung, Berechnungsverfahren etc. Alle Felder müssen ausgefüllt sein. Eingabe der Nutzungsdaten Eingabe der Energiebezugsflächen Abbildung 1: Erfassung der Objektgrundlagen by AT /22

4 Bezeichnung der Konstruktionen inkl. Eingabe von Art, Typ und U-Wert (Flächen werden nicht hier eingegeben) Bezeichnung der Fenster und Türen inkl. Eingabe von Art, Typ und U-Wert Prozentuale Eingabe eines Wärmebrückenzuschlages für erste Abschätzungen Bezeichnung der linearen Wärmebrücken inkl. Eingabe von Typ und Psi-Wert (Hier keine Eingabe von Längen) Bezeichnung der punktuellen Wärmebrücken inkl. Eingabe von Typ und Chi-Wert (Hier keine Eingabe der Anzahl) Abbildung 2: Erfassung der Konstruktionen, Fenster und Wärmebrücken by AT /22

5 Auswahl des Konstruktiontyps, Orientierung, Fläche, Abzüge und b-wert Eingabe zu den Fenstern: Glasanteil, Verschattungsfaktoren und g-wert Abbildung 3: Gebäudeflächen werden den Konstruktionen zugewiesen Nach Abschluss der Eingaben kann das Register Nachweis angewählt und ausgedruckt werden. by AT /22

6 Vorgehen 380/1 Berechung Die Erfahrung hat gezeigt, dass bei einem systematischen Vorgehen bei der 380/1 Eingabe viel Ärger und Zeit eingespart werden kann. Aktuell empfiehlt sich das folgende Vorgehen (kann soweit auch für MINERGIE und MINERGIE-P angewandt werden): Objektdaten zusammentragen: - Pläne (Situation, Grundrisse, Fassaden, Schnitte, evtl. Details) - Energiesysteme - Konstruktione n (deklarierte Materialisierung, Stärken) - Fenster (Datenblätter zu Glas und Rahmen) - Spezielle Informationen (Wärmebrücken) etc. 1. Planbearbeitung: - Zuweisen der Konstruktionen in Fassaden- und Grundrissplänen - Wärmebrücken orten Berechnung - U-Werte der Konstruktionen und der Fenster berechnen Genügt Einzelbauteil?! Wärmebrücken! ja Einzelbauteilnachweis der Kantone ausfüllen nein 2. Planbearbeitung: - Flächen in Fassaden- und Grundrissplänen herausmessen und direkt eintragen - Verschattungen herauslesen 380/1 Ausfüllen - Zuweisung der Konstruktionen zu den Flächen - Eingabe mit Ausrichtung und weiterer Parameter Abbildung 4: Mögliches Vorgehen zur Erstellung des 380/1 by AT /22

7 Aufbau von Enerhaus Das Programm basiert auf dem Programm Microsoft Excel und ist in 8 Mappen/Register gegliedert: Abbildung 5: Gliederung der Excelmappen: Nachweis, Eingabe und mehrere Zonen U-Werte homo: Eingabe homogener Konstruktionen (nicht zwingend erforderlich) U-Werte inhomo: Eingabe inhomogener Konstruktionen mit bis zu vier Schichten (nicht zwingend erforderlich) U-Werte Erdreich: Eingabe von homogenen Wänden und Böden gegen Erdreich (nicht zwingend erforderlich) Fenster: Eingabe der Fenster (nicht zwingend erforderlich) Eingabe: Eingaben nach 380/1 Nachweis: Strukturierter und detaillierter 380/1 Nachweis für den Ausdruck Mehrere Zonen: Möglichkeit, die Objekt und Grenzwerte von mehreren Zonen (Exceldateien) zusammenzuführen Varianten: Auf der Basis der eingegebenen Grundvariante lassen sich weitere Varianten direkt vergleichen. Abbildung 6: Eingabe in die grünen Eingabefelder z. T. unterstützt durch Auswahlfelder (Drop-Down) Abbildung 7: Kommentare zu den einzelnen Eingabeparametern Abbildung 8: Die Druckausgabe über die Druckbutton erfolgt jeweils über den Standarddrucker by AT /22

8 Eingabe 380/1 In der Kopfzeile, über der eigentlichen Eingabe befindet sich ein direkter Projekt-/Grenzwert- Vergleich, wo jeweils ersichtlich ist, wie das Objekt zum Grenzwert steht. Abbildung 9: Titelleiste mit direktem Projektwert/Grenzwert-Vergleich Die eigentliche Dateneingabe erfolgt in der Mappe Eingabe. Dabei können in die grünen Felder Werte eingegeben oder ausgewählt werden. Die restlichen Felder sind schreibgeschützt. Abbildung 10: Eingabe der Nachweis- und Objektadressen Die Nachweisinformationen werden jeweils aus einer Auswahl gewählt. Abbildung 11: Mögliche Optionen der Nachweisinformationen by AT /22

9 Wird bei der Berechnung die Wahl von der SIA 380/1:2007 auf die SIA 380/1:2009 gewechselt, erfolgt auch die automatische Wahl der richtigen Meteostation. Falls die ausgewählte Berechnung nicht möglich ist, erfolgt ein Hinweis (vgl. Abbildung 12). Abbildung 12: Anzeige der für die Berechnung verwendeten Meteostation Die Angabe der Höhe über Meer muss als Zahl erfolgen. Die Möglichkeit, das Gebäude um jeweils 45 Grad zu drehen, ermöglicht eine nachträgliche Anpassung der Gebäudeausrichtung oder auch eine Optimierungsvariante für alle eingegebenen Aussenflächen. (Bei der Auswahl von E wird das Gebäude um 90 im Uhrzeigersinn gedreht) Abbildung 13: Nutzungsdaten Als Nutzungsdaten werden der Regelungsfaktor bzw. -zuschlag wie auch die Wärmespeicherfähigkeit eingegeben. Hier kann entweder aus der Auswahl gewählt oder es können die Werte der eigenen Berechnung eingesetzt werden. Für MINERGIE und MINERGIE-P Nachweise wird hier der thermisch effektiv wirksame Aussenluftvolumenstrom für die zweite 380/1 Berechnung mit v th,eff eingesetzt. Abbildung 14: Eingabe der Energiebezugsflächen und der Raumhöhen (Eingabe von Formeln möglich) Die Raumhöhenkorrektur ist nur bei der Berechnung nach SIA380/1:2001 aktiv! Ebenfalls wird für MINERGIE und MINERGIE-P nach der SIA380/1:2007 und 2009 die flächengemittelte Höhenkorrektur ausgegeben. by AT /22

10 Abbildung 15: Eingabe der Konstruktionen und der Fenster/Türen Es muss die Konstruktionsart (Dach/Decke, Boden, Wand, Fenster oder Türe) und der Aussenbezug (aussen, unbeheizt, Erdreich oder beheizt) gewählt werden. Die Konstruktionsnummer ist statisch und somit fix der jeweiligen Konstruktion zugewiesen. Ist eine Flächenheizung in der Wand-/Bodenkonstruktion oder ein Heizkörper vor einem Fenster, muss die geplante Temperatur (Vorlauf-Temperatur des Wassersystems) angegeben werden. Die U-Werte werden abschliessend eingefügt. Für die automatische Übernahme von Konstruktionen und Fenster bitte das nächste Kapitel beachten! by AT /22

11 Abbildung 16: Eingabe der Wärmebrücken In einer frühen Planungsphase können die Wärmebrücken als Pauschale angegeben werden. Für den behördlichen Nachweis müssen dann die einzelnen Wärmebrücken berechnet oder mit geeigneten Hilfsmitteln ausgezogen und eingegeben werden. Mit der Eingabe der Wärmebrücken schliesst man die Dateneingabe ab. by AT /22

12 Die den einzelnen Nummern zugewiesenen Konstruktionen werden in der folgenden Tabelle den Objektflächen zugewiesen und mit deren Ausrichtung ergänzt. Die Konstruktionen werden im ersten Feld entweder mit der Drop-Down Auswahl ausgesucht oder direkt als Nummer eingegeben. Die Bauteilbeschreibung wird übernommen (wenn nur die Nummer eingegeben wird, erfolgt die Übernahme nur im Nachweis). Eine individuelle Bezeichnung kann in der Zelle Etage/Bereich vergeben werden. Danach werden die Bauteilgrössen (Länge und Breite oder direkt die Fläche und eine 1) und Anzahl eingegeben. Abbildung 17: Eingabe der Konstruktionen mit Hilfe der Auswahl Abbildung 18: Eingabe der Konstruktionsnummer (nur eine mit Bauteilen hinterlegte Zahl eingeben) Abbildung 19: Abzug von Konstruktionen bei anderen Flächen Mit der Möglichkeit, im Excel direkt die Summen zu bilden, können z. B. Fenster und Türen direkt abgezogen werden. Im letzten Feld werden b-werte oder auch die Raumtemperaturen von beheizten Nachbarräumen (z. B. andere Nutzungskategorien) eingegeben. by AT /22

13 Abbildung 20: Eingabe der Fensterwerte Die Eingaben der Fenster und Türen werden aus der Eingabe der Konstruktionen übernommen. Die Fenster werden noch mit den Faktoren von Glasanteil, den drei Verschattungsfaktoren sowie dem g-wert ergänzt. Die Verschattungsfaktoren können auch als Winkel (grösser 1 ; kleiner 60 ) eingegeben werden. Auf dem Nachweisformular werden diese dann umgerechnet als Faktoren ausgegeben. Abbildung 21: Eingabe der Fensterwerte Werden die Fenster direkt mit der Nummerierung der Fenster -Zusammenstellung eingegeben, erfolgt diese Übernahme automatisch. Vergleiche nächstes Kapitel! Somit ist die Eingabe des Nachweises fertig. by AT /22

14 Konstruktionen, Fenstereingabe und automatische Übernahme Die Konstruktionen können grundsätzlich verteilt auf die Typen Homogen, Inhomogen und gegen Erdreich eingegeben werden. Dabei soll je Typ eine Nummer (11-40) gewählt und eine Beschreibung zugewiesen werden (Doppelauswahl wird gemeldet). Abbildung 22: Eingabe der Fensterwerte Die Konstruktionen wie auch die Wärmeleitfähigkeiten können über das Auswahlmenü automatisch in die markierte Zelle (Spalte Schichtenfolge) eingefügt werden. Natürlich ist auch eine Eingabe von Hand möglich. Abbildung 23: Auswahl des Materials R-Werte (z.b. von Luft) können nicht direkt eingeben werden, sondern müssen über die Dicke und Wärmeleitfähigkeit umgerechnet werden. (Mit einer fiktiven Konstruktionsstärke von 1 Meter ergibt dies für das passende Lambda die Formel: =1/R.) Die Fenster können direkt mit all ihren Eigenschaften in die Mappe Fenster eingegeben werden. by AT /22

15 Die Übernahme der Konstruktionen findet direkt mit einer Formel statt (wird diese überschrieben, so kann diese mit dem Button Formel für Verknüpfung mit Konstruktionsblätter einfügen wieder eingefügt werden). Abbildung 24: Leere Tabelle der Einzelbauteile nach der automatischen Übernahme der Konstruktionsbezeichnung und der U-Werts. Nach der automatischen Übernahme müssen noch die Art der Konstruktion sowie der Typ definiert werden. Der Defaultwert Temperatur der Bauteilheizung von 50 C kann gelöscht oder entsprechend geändert werden. Die graue hinterlegte Nummerierung sorgt dafür, dass man jederzeit den Überblick behält, welche Nummern bei den Konstruktionen schon vergeben sind. Abbildung 25: Eingabe des Fensters F1 leere Datenzeile Die Fenster aus der Fenstertabelle (Mappe Fenster ) müssen nicht mehr in die Tabelle der Einzelbauteile eingetragen werden. Es reicht, die Fensterabkürzung bei der Bauteileingabe einzugeben (F1 bis F45, sowie für die Mittelwerte der Fassadenflächen FN, FNE, bis FHor). Dabei verschwindet die Eingabezeile und es bleibt nur die Fläche sichtbar, welche wie bisher für Verknüpfungen von Flächenabzügen benutzt werden kann. In der Mappe Nachweis sind dann alle Konstruktionsdaten ersichtlich! Ebenfalls müssen nach dieser Methode bei den Glasflächen keine weiteren Fensterwerte mehr eingetragen werden. Wenn das Gebäude im Nachhinein gedreht wird, werden die Verschattungsfaktoren aus der Mappe Fenster automatisch angepasst. Abbildung 26: Glasflächen nach automatischer Datenübernahme by AT /22

16 Ausgabe Druck des Nachweises Die Resultate werden in der Mappe Nachweis in der Zusammenfassung des ersten Blattes angezeigt. Auf den weiteren Seiten sind die Flächenauszüge wie auch alle Eingabedaten ersichtlich. Die letzte Seite zeigt die graphische Auswertung der Berechnung. Abbildung 27: Resultatseite des Energienachweises Abbildung 28: Graphische Auswertung der Energiebilanz der einzelnen Monate Der Ausdruck des kompletten Antrages kann ebenfalls über den Druckknopf im Projektkopf ausgelöst werden (dies dann inkl. Fenstertabelle und benutzter Konstruktionen). Die Ausgabe erfolgt auf den aktuell ausgewählten Standarddrucker. by AT /22

17 Mehrere Zonen Da die Eingabe nur eine Nutzungskategorie abdeckt, können in der Mappe Mehrere Zonen die einzelnen Nutzungen zusammengeführt werden: Abbildung 29: Zusammenfassen von verschiedenen Nutzungen by AT /22

18 Varianten vergleichen Die grösste Innovation ab Enerhaus Version 3.1 ist die Möglichkeit, drei weitere Varianten mit der eingegebenen Grundvariante zu vergleichen. Dies jedoch nur bei einer Berechnung nach SIA 380/1:2009! Abbildung 30: Auswertung der Varianten auf dem Titelblatt Die Eingabe besteht aus zwei Teilen. Als erstes können drei verschiedene Grenzwerte definiert werden. Dabei müssen jeweils alle Eingaben je Eingabeblock gemacht werden (A th /A e muss aus der Mappe Nachweis übertragen werden). Abbildung 31: Eingabe von maximal drei Grenzwerten Die Varianten selbst können nun mit jeweils drei Parametern bei der Konstruktion wie auch beim Glas gebildet werden. Bei der Konstruktion sind dies die Fläche (bzw. Länge/Stk.), der U-Wert und der b-wert (bzw. Temperatur des Nachbarraumes) Beim Glas sind dies der Glasflächenanteil, das Produkt der Verschattungsfaktoren wie auch der g-wert. by AT /22

19 Abbildung 32: Eingabe der Grundlagedaten wie auch der neuen Bauteildefinitionen (inkl. Kopierbutton) Abbildung 33: Eingabe der Glasflächen bzw. deren Faktoren (inkl. Kopierbutton) Um den Aufwand von Hilfsberechnungen im Rahmen zu halten, empfiehlt es sich, die Berechung bei den Grundeingabe in den Mappen der Konstruktionen, Fenster und Eingabe anzupassen. Danach können mit dem Button K (K für kopieren vgl. Abbildung 32/33) die Daten von der Grundlage in die Spalte der jeweiligen Variante kopiert werden. by AT /22

20 Tipps und Optimierungen Eine weitere Stärke des Programms ist die Übersicht der einzelnen Energieverluste der Bauteile. So können sofort Bauteile mit grossem Optimierungspotential eruiert und verbessert werden. Im Verlust von 100% ist auch der Lüftungsverlust einberechnet. Abbildung 34: Anteilsübersicht der einzelnen Konstruktionen Ebenfalls lassen auch die Gewinn/Verlust Bilanz der Fenster Schlüsse zur Fensterwahl zu. Abbildung 35: Gewinn/Verlustverhältnis der Fenster (mit dem Wärmegewinn-Faktor gewichtet) Um keine mühsamen Berechnungen der eingesetzen Fensterrahmenlängen mehr machen zu müssen, können diese bei der Eingabe direkt mit dem Feld unterhalb der Glasflächenzusammenstellung verknüpft werden (Eingabe: =I395 bei den Bauteilen). =I395 Abbildung 36: Eingabe der gesamten Rahmenlänge Derselbe Wert (ohne Türen) findet sich auch in Mappe Fenster. by AT /22

21 Um eine schnelle Kontrolle der Eingaben zu erhalten, empfiehlt sich ein Flächenvergleich in Tabelle 3 der Mappe Nachweis. Darin ist ersichtlich, ob Dach und Boden (entspricht normalerweise der EBF-Fläche des grössten Stockwerks), die Süd- und Nordflächen wie auch die Ost- und Westflächen jeweils dieselbe Grösse aufweisen. Abbildung 37: Tabelle 3 der Nachweisausgabe Programmgrenzen Folgende maximalen Eingaben sind zulässig: Nutzungen: 1 Gebäudekategorie (auf Zusatzblatt können 6 Gebäudekategorien zusammengefasst werden. Bedingt jeweils die Eingabe in einem separaten Enerhaus-Excel). Energiebezugsflächen: Hier können 10 einzelne Werte eingegeben werden. Mehrere Werte können auch als Addition in einem Feld eingesetzt werden. Konstruktionen: 30 verschiedene Konstruktionen (In den einzelnen Datenblättern: Homogen: 20 Stk., Inhomogen: 10 Stk. und gegen Erdreich: je 5 Wände und Böden) Fenster/Türen: 20 verschiedene Fenster/Tür Typen (Bei verschiedensten Fenstergrössen wird ein separater Zusammenzug empfohlen: 45 Stk. in der Mappe Fenster ) Linienbezogene Wärmebrücken: 20 Stück Punktbezogene Wärmebrücken: 10 Stück Bauteile inkl. Fenster: 133 Stück davon Fenster und Türen: 50 Stück Laufzeit: 1 Jahr, danach Erneuerung der Jahreslizenz. Reichen Ihnen die Anzahl der möglichen Eingaben nicht, nehmen Sie bitte mit adrian.tschui@tschuiag.ch Kontakt auf. Gerne passen wir das Programm soweit möglich Ihren Anforderungen an. by AT /22

22 Lizenzierung Um die Nutzer stets auf dem Laufendem zu halten, wird das Programm Enerhaus in einer Jahreslizenz vergeben. Somit erhält der Nutzer jeweils zu Beginn des neuen Jahres den neuen Lizenzschlüssel wie auch wenn nötig die aktuellste Programmversion. Abbildung 38: Eingabeaufforderung für einen neuen Jahresschlüssel. Support Der Support wird grundsätzlich über den elektronischen Weg geführt. Bitte senden Sie einen Beschrieb Ihres Problems wie auch die Datei an die in adresse Ihnen wir rasch möglichst geantwortet. Feedbacks und kritische Rückmeldungen werden ebenfalls dankend entgegengenommen. by AT /22