Gebäude und Wärmelasten

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1 Gebäude und Wärmelasten Dr.-Ing. K.-H. Dahlem ASUE/EOR-Fachtagung Das richtige Klima im Gebäude - umweltschonende passive und aktive Maßnahmen Mainz, EP_2006_1-1

2 bisher nach Energieeinsparverordnung Q h = Q Transmission + Q Lüftung Q solar Q int ern Q h... Jahres-Heizwärmebedarf Verluste Q Transmission Transmissionswärmeverluste Q Lüftung... Lüftungswärmeverluste Gewinne Q solar... Solare Wärmegewinne Q intern... I Interne Wärmegewinne EP_2006_1-2

3 Energy Performance of Buildings Directive EP_2006_1-3

4 Energy Performance of Buildings Directive Ganzheitliche Bilanzierung des Energiebedarfs von Gebäuden (Heizung, Warmwasser, Kühlung, Lüftung, Beleuchtung) EnEV 2006 (EnEff 2006): Transmissions- + Lüftungswärmeverluste + Trinkwarmwasser + (Heizungs-)Anlagentechnik + Primärenergetische Bewertung + Beleuchtung + Klimatisierung Q P = Q P,Heiz + Q P,Lüft + Q P,WW + Q P,Licht + Q P,Kühl EP_2006_1-4

5 DIN V Quelle: Rouvel: Bewertung der Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden; EnSan-Workshop EP_2006_1-5

6 DIN V EP_2006_1-6

7 Wärmesenken (DIN V ) Q source = Q T + Q V + Q I,ssink + Q S Dabei ist Q sink Q T Q V Q I,sink Q S Summe der Wärmesenken der Gebäudezone Transmissionswärmesenken Lüftungswärmesenken interne Wärmesenken in der Gebäudezone Wärmesenken durch Abstrahlung unter Berücksichtigung der solaren Einstrahlung EP_2006_1-7

8 Wärmequellen (DIN V ) Q source = Q T + Q V + Q S + Q I,source Dabei ist Q source Q T Q V Q S Q I,source Summe der Wärmequellen in der Gebäudezone Transmissionswärmequellen Lüftungswärmequellen Wärmequellen aufgrund solarer Einstrahlung interne Wärmequellen in der betrachteten Gebäudezone EP_2006_1-8

9 Wärmequellen (DIN V ) Wärmequellen aufgrund solarer Einstrahlung Dabei ist Q S = Q + Q S,tr S, op Q S,tr Q S,op Q S,op,TI Die Summe der Wärmeeinträge durch solare Einstrahlung durch transparente Bauteile Q = F A g I S, tr F eff S Die Summe der Wärmeeinträge durch solare Einstrahlung durch opake Flächen opake Bauteile ohne transparente Wärmedämmung sind nach Gleichung (110) zu berechnen Opake Bauteile mit transparenter Wärmedämmung sind nach Gleichung (113) zu berechnen t EP_2006_1-9

10 Wärmequellen (DIN V ) Wärmequellen aufgrund solarer Einstrahlung Berücksichtigung von: - Abminderung für Verschattung - Abminderung infolge nicht senkrechten Strahlungseinfalls - Abminderung infolge von Verschmutzung - Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung - Parameter zur Bewertung der Aktivierung von beweglichen Sonnenschutzvorrichtungen EP_2006_1-10

11 Wärmequellen Sonne Messungen in drei Gebäuden 32 5-Liter-Haus 30 7-Liter-Haus 3-Liter-Haus Temperatur in C Zeit EP_2006_1-11

12 Wärmequellen (DIN V ) Wärmequellen aufgrund solarer Einstrahlung Gesonderte Betrachtung für unbeheizte Glasvorbauten EP_2006_1-12

13 Interne Brutto-Wärmegewinne nach DIN V Φ i,m = q i,m A B q i,m A B mittlere interne Wärmegewinne Bezugsfläche EP_2006_1-13

14 Interne Brutto-Wärmegewinne nach DIN V EP_2006_1-14

15 Interne Brutto-Wärmegewinne nach DIN V Φ i,m = q i,m A B Bei Wohngebäuden ist q i = 5 W/m² Bei Büro- und Verwaltungsgebäuden ist q i = 6 W/m² Bei allen weiteren Gebäuden ist q i = 5 W/m², soweit hierfür in anderen Regeln der Technik keine anderen Werte festgelegt sind bisherige EnEV EP_2006_1-15

16 Wärmequellen (DIN V ) Interne Wärmequellen Q I,source = Q I,source,p + Q I,source,L + Q I,source,fac + Q I,source,goods + Q I,source,h Dabei ist Q I,source,p Q I,source,L Q I,source,fac Q I,source,goods Q I,source,h der Wärmeeintrag durch Personen der Wärmeeintrag durch künstliche Beleuchtung der Wärmeeintrag durch Geräte und Maschinen der Wärmeeintrag durch Gebäudezonen eingebrachte Güter mit Temperaturen über der Bilanz-Innentemperatur der Wärmeeintrag durch Heiz- und Kühlsysteme (durch Verteilung und Luftkanäle mit Temperaturen über der Bilanz-Innentemperatur sowie Wärmeeinträge aus Erzeugung und Speicherung) aus DIN V Teile 5 / 6 / 7 / 8 EP_2006_1-16

17 Wärmequellen (DIN V ) Interne Wärmequellen ( Wohngebäude) Q I,source,WG (= Q I,source,p + Q I,source,L + Q I,source,fac ) = q i A B EP_2006_1-17

18 DIN V Teil 10 EP_2006_1-18

19 DIN V Teil 10 EP_2006_1-19

20 DIN V Teil 10 q i,p q i,fac EP_2006_1-20

21 Beispiel Bürogebäude Geräte in Büros PC mit Bildschirm Drucker Fax Geräte in sonstigen Räumen Server Getränkeautomat Kühlschrank, Kaffeemaschine EP_2006_1-21

22 Wärmequellen (DIN V ) Interne Wärmequellen - Nichtwohngebäude q i,p +q i,fac EP_2006_1-22

26 Wärmequellen/-senken (DIN V ) Interne Wärmequellen/-senken - Nichtwohngebäude q i,p +q i,fac Negativ aufgrund der Kühlvitrinen EP_2006_1-26

27 DIN V Teil 2 Beleuchtung immer Wärmequelle EP_2006_1-27

28 Einflussgrößen Tageslichtversorgung Beleuchtungsstärke Beleuchtungssystem Kontrollsystem Sonnenschutz / Blendschutz Kontrollsystem Präsenz EP_2006_1-28

29 Ansatz für Berechnung Stufe 1 Klassifizierung der Tageslichtversorgung (aufgrund der Geometrie) Stufe 2 Einbeziehung von: Nutzung, Klima, Lage Stufe 3 Einbeziehung von: Beleuchtungssystem und Kontrollsystem EP_2006_1-29

30 Tageslichtbereich aufgrund der Geometrie Raumbreite Raumtiefe A KTL a TL,max A TL Sturzhöhe Höhe Nutzebene a TL, max TL, max 4 4 a EP_2006_1-30

31 Bilanzierungsansatz (DIN V ) l,b,n,j Energiebedarf für einen Berechnungsbereich j j [ A ( t + t ) + A ( t t )] Q = p + TL,j eff,tag,tl,j eff,nacht,j KTL,j eff,tag,ktl,j eff,nacht,j p j A TL,j A KTL,j t eff,tag,tl,j t eff,tag,ktl,j t eff,nacht,j spezifische elektrische Bewertungsleistung des Bereiches j Teilfläche des Bereichs j, der mit Tageslicht versorgt ist Teilfläche des Bereichs j, der nicht mit Tageslicht versorgt ist effektive Betriebszeit des Beleuchtungssystems im tageslichtversorgten Bereich j zur Tagzeit effektive Betriebszeit des Beleuchtungssystems im nicht tageslichtversorgten Bereich j zur Tagzeit effektive Betriebszeit des Beleuchtungssystems in dem Bereich j zur Nachtzeit EP_2006_1-31

32 Kunstlicht (DIN V ) Spezifische elektrische Bewertungsleistung p j p j = p j,lx E m k A k L k R p j,lx E m k A k L k R spezifische elektrische Bewertungsleistung des Vorschaltgerätes Wartungswert der Beleuchtungsstärke nach DIN V Minderungsfaktor zur Berücksichtigung des Bereichs der Sehaufgabe Anpassungsfaktor Lampe Anpassungsfaktor Raum EP_2006_1-32

33 Kunstlicht (DIN V ) Faktoren für Lampenart Anpassungsfaktor k L für unterschiedliche Lampentypen EP_2006_1-33

34 Berechnungsbereich mit Tageslicht A TLj Berechnungsbereich ohne Tageslicht A KTLj Betriebszeit Nacht Betriebszeit Tag Betriebszeit Nacht Betriebszeit Tag Präsenz Präsenz Präsenz Präsenz t eff,nacht,j t eff,nacht,j t eff,tag,ktlj Tageslicht t eff, Tag,TL,j EP_2006_1-34

35 Tageslicht (DIN V ) Effektive Betriebszeit im nicht tageslichtversorgten Bereich t eff, Tag, KTL, j = t Tag, n F Prä, j t Tag,n F Prä,j die Betriebszeit der Zone n zur Tageszeit der Teilbetriebsfaktor zur Berücksichtigung der Präsenz in dem Berechnungsbereich j F Prä, j = 1- C A,j C Prä,kon, j C A,j C Prä,kon,j die relative Abwesenheit in dem Berechnungsbereich j nach DIN V der Faktor zur Beschreibung der Effizienz der Präsenzkontrolle, die Abwesenheit zu erkennen in dem Berechnungsbereich j EP_2006_1-35

36 Tageslicht (DIN V ) Effektive Betriebszeit im tageslichtversorgten Bereich t eff, Tag, TL, j = t Tag,n F TL, j F Prä, j t Tag,n F TL,j F Prä,j die Betriebszeit der Zone n zur Tageszeit der Teilbetriebsfaktor zur Berücksichtigung der Tageslichtversorgung in dem Berechnungsbereich j der Teilbetriebsfaktor zur Berücksichtigung der Präsenz in dem Berechnungsbereich j F TL, j = 1- C TL, Vers, j C TL, kon, j C TL,Vers,j C TL,kon,j der Tageslichtversorgungsfaktor der Faktor zur Berücksichtigung des tageslichtabhängigen Beleuchtungskontrollsystems EP_2006_1-36

37 Tageslicht (DIN V ) Tageslichtversorgungsfaktor C TL,Vers,j Geometrieverhältnisse Fenster und Raum Verbauungsindex Beispiele: Verglasungstyp Doppelfassade Sonnenschutz / Blendschutz Himmelsrichtung EP_2006_1-37

38 Tageslichtbereich (DIN V ) Beispiel: Bürogebäude mit Einzelbüros (1411 m²) m² Verkehrsfläche + 84 m² Sanitär V1: Grundfall stabförmige Leuchtstofflampe mit KVG V1: 22,6 kwh/(m² a) EP_2006_1-38

39 Tageslichtbereich (DIN V ) Beispiel: Bürogebäude mit Einzelbüros (1411 m²) m² Verkehrsfläche + 84 m² Sanitär V2: Variante alt Glühlampen V1: 22,6 kwh/(m² a) V2: 109,4 kwh/(m² a) EP_2006_1-39

40 Tageslichtbereich (DIN V ) Beispiel: Bürogebäude mit Einzelbüros (1411 m²) m² Verkehrsfläche + 84 m² Sanitär V3: statt KVG EVG V1: 22,6 kwh/(m² a) V2: 109,4 kwh/(m² a) V3: 18,2 kwh/(m² a) EP_2006_1-40

41 Tageslichtbereich (DIN V ) Beispiel: Bürogebäude mit Einzelbüros (1411 m²) m² Verkehrsfläche + 84 m² Sanitär V4: Tageslichtkontrolle autark abschaltend V1: 22,6 kwh/(m² a) V2: 109,4 kwh/(m² a) V3: 18,2 kwh/(m² a) V4: 10,7 kwh/(m² a) EP_2006_1-41

42 Tageslichtbereich (DIN V ) Beispiel: Bürogebäude mit Einzelbüros (1411 m²) m² Verkehrsfläche + 84 m² Sanitär V5: mit Präsenzmelder V1: 22,6 kwh/(m² a) V2: 109,4 kwh/(m² a) V3: 18,2 kwh/(m² a) V4: 10,7 kwh/(m² a) V5: 8,2 kwh/(m² a) EP_2006_1-42

43 Tageslichtbereich (DIN V ) Beispiel: Bürogebäude mit Einzelbüros (1411 m²) m² Verkehrsfläche + 84 m² Sanitär V6: zusätzlich zum Blendschutz lichtlenkend V1: 22,6 kwh/(m² a) V2: 109,4 kwh/(m² a) V3: 18,2 kwh/(m² a) V4: 10,7 kwh/(m² a) V5: 8,2 kwh/(m² a) V6: 7,7 kwh/(m² a) EP_2006_1-43

44 Primärenergiekennwerte Quelle: BINE-profi-INFO II/00 Energieeffiziente Bürogebäude EP_2006_1-44

45 Ende Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit EP_2006_1-45