Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 Prof. Dr.-Ing. Michael Schmidt

1. Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 Prof. Dr.-Ing. Michael Schmidt

2. Differenzen zwischen DIN 4701 Teil 1 und 2 und DIN EN 12831 Verwendung von Lastwerten nach DIN EN 12831 Inhalt

3. Warum haben wir neue Normen ?

4. Standardfall Eingebauter beheizter Raum Freie Lüftung Einschränkungen, hier und heute:

5. Gleichmäßige Temperaturverteilung (Luft und operative Raumtemperatur). Die Wärmeverluste werden für den stationären Zustand berechnet, unter Annahme konstanter Stoffwerte, wie z.B. Temperatur, Kennwerte der Bauteile deren Raumhöhe fünf Meter nicht überschreiten, die auf eine festgelegte Temperatur stationär erwärmt werden, bei denen Lufttemperatur und operative Temperatur als identisch angenommen werden können. Grundzüge des Berechnungsverfahrens Das Verfahren für die „Standardfälle“ beruht auf den folgenden Annahmen: DasVerfahrenfür die Standardfälle kann für die Mehrzahl von Gebäuden angewendet werden (Anwendungsbereich):

6. Grundzüge des Berechnungsverfahrens Für die Berechnung der Norm-Wärmeverluste eines beheizten Raumes werden zwei Anteile berücksichtigt, • die Norm-Transmissionswärmeverluste. • Wärmeverluste nach außen aufgrund Wärmeleitung durch die umschließenden Flächen, • der Wärmefluss zwischen beheizten Räumen unterschiedlicher Temperaturniveaus. • die Norm-Lüftungswärmeverluste. Hierin enthalten sind die Wärmeverluste nach außen aufgrund der Lüftung oder Infiltration durch die Gebäudehülle, sowie der Lüftungswärmefluss zwischen einem beheizten Raum i und einem beheizten Raum j innerhalb des Gebäudes.

7. Schritt a) Ermittlung der benötigten Angaben: - Norm-Außentemperatur - Jahresmittel der Außentemperatur Meteorologische Daten Schritt b) Definition eines jeden Raums des Gebäudes Status jedes Raums und Norm-Innentemperatur Temperatur jedes beheizten Raumes beheizter Raum; ja/nein unbeheizter Raum Ja Norm-Innentemperatur Ja Schritt c) Festlegung von: - der Bemessungsart - den wärmetechnischen Eigenschaften aller Bauteile jedes beheizten und unbeheizten Raumes Gebäudedaten Schritt d) Berechnung der Transmissions-Wärmeverluste: (Norm-Transmissionswärmeverlustkoeffizient x Norm-Temperaturdifferenz) Für Wärmeverluste durch: - die Gebäudehülle - unbeheizte Räume - Nachbarräume - Erdreich

8. Schritt e) Berechnung der Lüftungs-Wärmeverluste: (Norm-Lüftungswärmeverlustkoeffizient x Norm-Temperaturdifferenz) Berechnung der Gebäude-Wärmeverluste Schritt f) Berechnung der gesamten Wärmeverluste: (Norm-Transmissionswärmeverluste + Norm-Lüftungswärmeverluste) Schritt g) Berechnung der Aufheizleistung: (zusätzliche Leistung für Ausgleich unterbrochener Beheizung) Auswirkungen unterbrochener Beheizung Schritt h) Berechnung der gesamten Heizlast : (gesamte Wärmeverluste + Aufheizleistung) Berechnung der Normheizlast

9. Ermittlung der benötigten Angaben: - Norm-Außentemperatur - Jahresmittel der Außentemperatur e Nationaler Anhang Tabelle 1 im Beiblatt zur DIN EN 12831 Berechnungsverfahren für einen beheizten Raum • Bestimmung der Werte für die Norm-Außentemperatur und des Jahresmittels der Außenlufttemperatur Meteorologische Daten

10. Bestimmen der Außentemperatur

11. Berechnungsverfahren für einen beheizten Raum • Festlegung der Räume (beheizt oder unbeheizt) und Festlegung der Werte für die Norm-Innentemperatur jedes beheizten Raumes; Definition der Räume des Gebäudes beheizter Raum; ja/nein Ja Nein Norm-Innentemperatur unbeheizter Raum e Temperatur-Reduktionsfaktor int int bu Nationaler Anhang Tabelle 2 im Beiblatt zur DIN EN 12831 Nationaler Anhang Tabelle 4 im Beiblatt zur DIN EN 12831

12. Norm-Innentemperatur:

13. Berechnungsverfahren für einen beheizten Raum • Festlegung der Abmessungen und der wärmetechnischen Eigenschaften aller Bauteile für jeden beheizten oder unbeheizten Raum Festlegen der Bemessungsart Festlegen der wärmetechnischen Eigenschaften aller Bauteile jedes be- und unbeheizten Raums e int int DIN EN ISO 6946 DIN EN ISO 13370 …… bu

14. Berechnungsverfahren für einen beheizten Raum • Berechnung des Koeffizienten für die Norm-Transmissionswärmeverluste und Multiplizieren mit der Norm-Temperaturdifferenz, um die Norm-Transmissionswärmeverluste zu erhalten; Berechnung der Transmissions-Wärmeverluste: (Norm-Transmissionswärmeverlust-Koeffizient x Norm-Temperaturdifferenz) e int int Kapitel 7 bu

15. bei Länge und Breite; die äußeren Rohbaumaße bzw. einschl. halber Innenwanddicke, bei Höhen der Wände; die Geschosshöhen und bei Abmessungen der Fenster und Türen; die Maueröffnungen einzusetzen. Das Volumen des Raums wird anhand der lichten Innenmaße berechnet. Gebäudedaten

16. T,i wird für einen beheizten Raum i wie folgt berechnet: T,i = (HT,ie + HT,iue + HT,ig + HT,ij ) ∙ (int,i - e ) in W Dabei sind: HT,ie = Transmissions-Wärmeverlustkoeffizient zwischen dem beheizten Raum (i) und der äußeren Umgebung (e) durch die Gebäudehülle; HT,iue= Transmissionswärmeverlust-Koeffizient vom beheizten Raum (i) an die äußere Umgebung (e) durch den unbeheizten Raum (u); HT,ig = stationärer Transmissions-Wärmeverlust-Koeffizient des Erdreichs vom beheizten Raum (i) an das Erdreich (g); HT,ij = korrigierter Transmissions-Wärmeverlustkoeffizient eines beheizten Raumes (i) und eines benachbarten beheizten Raumes (j), welcher durch Beheizung auf einem unterschiedlichen Temperaturniveau gehalten wird. Bestimmung des Norm-Transmissionsverlust T,i

17. Der Norm-Wärmeverlust-Koeffizient zwischen der inneren und der äußeren Umgebung HT,ie wird für alle Bauteile und thermischen Wärmebrücken bestimmt, die den beheizten Raum von der äußeren Umgebung trennen, wie z.B. Wände, Böden, Decken, Türen, Fenster. HT,ie wird wie folgt berechnet: HT,ie = ΣkAkUkek + Σllllel Uk = Wärmedurchgangs-Koeffizient des Elementes k in W/(m²K), berechnet nach: EN ISO 6946-1 (für lichtundurchlässige Elemente); EN ISO 10077 (für Türen und Fenster); oder nach Angaben in den Europäischen Technischen Zulassungen; Wärmeverluste zur äußeren Umgebung – Wärmeverlust-Koeffizient HT,IE:

18. HT,ie wird wie folgt berechnet: HT,ie = ΣkAkUkek + ΣlΨlllel l = längenbezogener Wärmedurchgangs-Koeffizient der Wärmebrücke l in W/(mK), ist nach einer der folgenden Methoden zu bestimmen: überschlägige Bestimmung nach den Tabellenwerten in EN ISO 14683; Berechnung der Werte nach EN ISO 10211-2; ll = Länge der linearen Wärmebrücke l zwischen innerer und äußerer Umgebung in Meter. Wärmeverluste zur äußeren Umgebung – Wärmeverlust-Koeffizient HT,IE:

19. Ukc = Uk + fc Dabei ist: Ukc = korrigierter Wärmedurchgangskoeffizient des Bauteiles k, welcher die Verluste durch Wärmebrücken berücksichtigt in W/(m2∙K); Uk = Wärmedurchgangskoeffizient des Bauteiles k in W/(m2∙K); fc = Korrekturfaktor in Watt pro Quadratmeter und Kelvin W/(m2∙K) abhängig von der Art des Gebäudeteiles. Vereinfachte Methode: Transmissions-wärmeverluste durch lineare Wärmebrücken

20. Korrekturfaktor fc (ΔUWB) für alle Bauteile der wärmeaustauschenden Gebäudehülle(Dach, Außenwand, Fenster, Türen, Kellerdecken, Bodenplatten, erdreichberührte Flächen)

21. Zwischenfazit Ø = Σ · U · A ·Δθ U : +10 … 15 % A : + 2 % Δθ : + 6 % AΔØ: + 20 … 25 %

22. Berechnungsverfahren für einen beheizten Raum • Berechnung des Koeffizienten für die Norm-Lüftungswärmeverluste und multiplizieren mit der Norm-Temperaturdifferenz, um die Norm-Lüftungswärmeverluste zu erhalten; Berechnung der Lüftungs-Wärmeverluste: (Norm-Lüftungswärmeverlustkoeffizient x Norm-Temperaturdifferenz) e int int ebenfalls Kapitel 7 bu

23. Norm-Lüftungswärmeverluste ΦV,i: Berechnung von ist abhängig vom betrachteten Lüftungssystem Natürliche Belüftung Mechanische Belüftung

24. Norm-Lüftungswärmeverluste ΦV,i: HV,i : Norm-Lüftungswärmeverlust-Koeffizient in Watt pro Kelvin (W/K). Berechnung von ist abhängig vom betrachteten Lüftungssystem Natürliche Belüftung Mechanische Belüftung

25. Abschirmungskoeffizient e für verschiedene Gebäudestandorte

26. Höhenkorrekturfaktor ε nach Lage des Raumes über Erdreichniveau

27. e int int bu Berechnungsverfahren für einen beheizten Raum • Addieren der Norm-Transmissionswärmeverluste und der Norm-Lüftungswärmeverluste; Berechnung der gesamten Wärmeverluste: (Norm-Transmissionswärmeverluste + Norm-Lüftungswärmeverluste) Immer noch Kapitel 7

28. Aufheizleistung Zusätzlich benötigte Leistung ΦRH,i, zum Ausgleich der Auswirkung durch unterbrochenes Heizen in einem beheizten Raum (i) Mit: Ai = Fußbodenfläche des beheizten Raumes (i) in Quadratmeter

29. Wiederaufheizfaktor fRHfür eine Luftwechselrate n = 0,5h-1

30. Berechnungsverfahren für einen beheizten Raum • Die Auslegungs-Heizleistung der beheizten Räume ergibt sich aus der Summe der Norm-Wärmeverluste und der Aufheizleistung; Berechnung der gesamten Heizlast: (gesamte Wärmeverluste + Aufheizleistung) e int int bu

31. Die Heizlast nach DIN EN 12831 ist deutlich größer als die nach DIN 4701

32. Warnung Die Heizlasten nach DIN EN 12831 können nicht ohne weiteres verwendet werden: VDI 2067 VDI 6030