Anforderungen an die TGA im Hochhausbau Prof. Dr.-Ing. Uwe Franzke ILK Dresden 1 / 09.11.2014 VDI-Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik
Gliederung 1. Freie Lüftung vs. Mechanische Lüftung 2. Thermische Behaglichkeit 3. Wetterdaten 4. Lösungen 5. Schachtquerschnitte und Flexibilität 6. Technikzentralen 7. Erneuerbare Energien 2 / 09.11.2014 VDI-Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik
Arbeitsstättenverordnung ausreichend gesundheitlich zuträgliche Atemluft Verunreinigungen in RLT-Anlagen, die zu einer unmittelbaren Gesundheitsgefährdung durch die Raumluft führen können, müssen umgehend beseitigt werden. 3 / 09.11.2014 VDI-Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik
DIN EN 15251 4 09.11.2014 VDI-Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik
Thermischer Auftrieb p = g ρ h ρ 20 ρ 15 = 1,19 = 1,35 kg m 3 kg m 3 5 09.11.2014 VDI-Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik
Winddruck c = 0,6... 1,0 = 0,5... 0, 3 p, luv, lee c p Luv + - - Lee Hinweise zu Fassadenlüftungsgeräte in VDI 6035 Luv - + - c p - Lee = 1,2, lee,max 6 09.11.2014 VDI-Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik
Windgeschwindigkeit nach DIN 1055-4 Höhe über Erdoberfläche [m] 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Anströmgeschwindigkeit [m/s] 7 09.11.2014 VDI-Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik
Windgeschwindigkeit TRY04 in 10 m Höhe 16 14 Windgeschwindigkeit in m/s 12 10 8 6 4 2 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Stunden 8 09.11.2014 VDI-Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik
Operative Raumtemperatur DIN EN 15251 Nationaler Anhang 9 09.11.2014 VDI-Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik
Randbedingung Der Nutzer muss die Toleranzen der angegebenen Verläufe der operativen Raumtemperaturen durch Anpassung seiner Bekleidung ausgleichen können. Die gezeigten Werte gelten für übliche Bekleidungswiderstände zwischen 0,3 clo und 1,0 clo. Falls nicht in diesem Bereich liegende Bekleidungswiderstände zu erwarten sind, ist eine entsprechende Vereinbarung mit dem Auftraggeber zu treffen. Anhaltswerte für typische Bekleidungswiderstände können DIN EN ISO 7730 entnommen werden. Alle Angaben dieses Anhangs zur Behaglichkeit des Raumnutzers gehen von einer geringen Aktivität (1,2 met) aus. 10 09.11.2014 VDI-Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik
Zulässige Abweichungen Die Klasse II entsprechend diesem Anhang gilt als noch erreicht, wenn in weniger als 1 % der Nutzungszeit des Raums die Abweichung vom Toleranzbereich für die operative Raumtemperatur 2 K beträgt. Geringere Abweichungen werden entsprechend dem Gradstunden-Kriterium über längere Zeiträume zugelassen. Eine Über- beziehungsweise Unterschreitung der vorgegebenen operativen Raumtemperaturbandes von mehr als 2 K führt grundsätzlich zur Aberkennung der in diesem Anhang definierten Klasse II. 11 09.11.2014 VDI-Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik
Wetterdaten TRY04 40 35 30 25 20 Temperatur C 15 10 5 0-5 -10-15 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Feuchtegehalt g/kg 12 09.11.2014 VDI-Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik
Luft-Wasser Luft-Luft-System Niederdrucksystem p Luft Kanäle 500 Pa Klimagerät 700 Pa Gitter 100 Pa Total 1.300 Pa p Wasser Rohrnetz Kühldecke Total Gesamtwirkungsgrad 60 % Ventilator Gesamtwirkungsgrad Umwälzpumpe Ventilatorleistung 1,1 kw Pumpenleistung Faktor 30! Luft-Wasser-System Kühldeckensystem 20.000 Pa 20.000 Pa 40.000 Pa 40 % 0,04 kw 13 / 09.11.2014 VDI-Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik
Operative Temperatur vs. TBA 35 30 Operative Temperatur in C 25 20 15 10 5 0-15 -10-5 0 5 10 15 20 25 30 35 Außenlufttemperatur in C 20 C mittlere Medientemperatur durchgängiger Betrieb 14 09.11.2014 VDI-Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik
Wechselwirkung zur Kälteerzeugung Auch nicht in Fernkältesystemen bzw. in deren Rücklaufleitung! 15 09.11.2014 VDI-Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik
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Flexibilität Vorfertigung! 17 / 09.11.2014 VDI-Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik
Anordnung der Technikzentralen nach VDI 2050 RLT HZ KT ELT RKW Aufzug Daten UV ELT UV Schornstein Schacht Daten UV ELT UV Aufzug Daten UV ELT UV RLT KT Daten UV ELT UV Daten UV ELT UV Daten UV ELT UV Daten RLT HZ KT RKW SAN Sprinkler Aufzug Daten TEL ELT 18 09.11.2014 VDI-Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik
Verwaltungsgebäude (BGF= 33.000 m², Höhe=33 m) mit den Nutzungseinheiten Büro mit den zugehörigen Fluren Sanitär- und Sozialräume Treppen Besprechungsräume Eingangshalle Lager- und Technikräume in den UG s Beispiel - flächenbezogener Zu- und Abluftvolumenstrom: 6 m 3 /(h m²) - thermische Betonkernaktivierung (TBA) - Sprinklerung Die Flächenermittlung erfolgt unter Nutzung der Diagramme für die einzelnen Gewerke. Ergebnis: Sprinklerzentrale 110 m² (ergibt sich in Abhängigkeit der Gebäudehöhe) HLSKE (6 m³/(h m²)) 725 m² (siehe Abbildung 4) Kälte und Elektro für TBA 150 m² (ergibt sich aus Bild 2 der VDI 2050) Gesamt-Technikfläche (FF) 985 m² Die Installationsflächen für Schächte betragen: 33.000 m² (1 % bis 3 %) = 330 bis 990 m² 19 09.11.2014 VDI-Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik
Technikfläche nach VDI 2050 Blatt 1 1 000 900 800 HLSKE RLT-Zentrale 3 m V = 6 h m 2 Technikfläche FF [m²] a 700 600 500 400 300 200 20 09.11.2014 100 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 Bruttogrundfläche BGF [1.000 m²] VDI-Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik
VDI 2050 Blatt 4 B1 B RLT B 2 0,80 Draufsicht B 1 RLT-Gerät MSR B RLT B Ges Versorgungsleitungen B 2 L1 LRLT L4 L3 L 0,20 + 0, 75 1 B RLT L Ges L 4 0,80 + 0, 75 BRLT L 3 0, 60 21 / 09.11.2014 VDI-Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik
L KM f (Q ) = K LKM > 0,8 Kaltwasserverteilung Kältezentrale Dimensionierung B KM = f (Q K ) Kältemaschine Wartungsfläche >1,0 > 0,8 Schaltschrank / MSR Speicher WÜ > 0,8 > 0,2 22 09.11.2014 VDI-Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik
Einfluss der Gebäudeart Etwa 50 % der Dachfläche nutzbar! 23 09.11.2014 VDI-Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik
Abschätzung zur Dachfläche 24 09.11.2014 VDI-Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik