DIN V 18599 Teil 2 Flashcards
DIN V 18599 Teil 2 | Inhalt und Umfang
- Rechenverfahren , um den benötigten Nutzwärmebedarf (Heizwärmebedarf) und den
Nutzkältebedarf (Kühlbedarf) des betrachteten Gebäudeteils auszuweisen - Zur Ermittlung des Heizwärme und des Kühlbedarfs werden alle in der Gebäudezone auftretenden
Wärmequellen und Wärmesenken bestimmt und miteinander bilanziert - Heizwärmebedarf und Kühlbedarf ergeben sich aus dem Zusammenwirken von bautechnischen und anlagentechnischen Eigenschaften des Gebäudes sowie den Anforderungen der Nutzung
- Energieeinsparungen durch bauliche Veränderungen können durch die Ermittlung des Heizwärmebedarfs und des Kühlbedarfs abgeschätzt werden
DIN V 18599 Teil 2 | Monatsbilanzverfahren
- Prinzip der Ermittlung des Heizwärme und Kühlbedarfs einer Gebäudezone
- Rechenverfahren: Monatsbilanzverfahren
- Bilanzraum: Gebäudezone
→ Festlegung der Zone nach DIN V 18599 1
→ Grenzen sind die wärmeübertragenden Umfassungsflächen - Berechnungszeitraum: Tageweise
→ Verwendung durchschnittlicher Tagesmittelwerte
→ Differenzierung zwischen Werktagen, Wochenenden, Ferienzeiten möglich
Heizwärme- und Kühlbedarf
Der Heizwärme und der Kühlbedarf einer Gebäudezone sind diejenigen Wärme bzw. Kälteeinträge, die zur Aufrechterhaltung der vorgegebenen Innentemperatur in der Gebäudezone benötigt werden und mittels Anlagentechnik in der Gebäudezone zur Verfügung gestellt werden.
DIN V 18599 – Teil 2 | Monatsbilanzverfahren
- Berücksichtigung Wärmesenken und Wärmequellen
- innerhalb einer bilanzierten Gebäudezone und an deren Grenzen auftretenden Wärmeströme wirken sich für die Gebäudezone entweder als Wärmequellen (z.B. Wärmeeinträge, Wärmegewinne) oder als Wärmesenken (z.B. Kälteeinträge, Wärmeverluste) aus.
Der nutzbare Anteil von Wärmesenken/-quellen wird
mithilfe des Ausnutzungsgrades bestimmt und berücksichtigt zeitliche Schwankungen der Senken und Quellen. Der Ausnutzungsgrad ist abhängig von:
→ der wirksamen Wärmekapazität
→ dem Verhältnis Wärmesenken/ Wärmequellen
→ dem Berechnungszeitraum
→ der nutzerakzeptierten Toleranz
! Neben der Bauweise des Gebäudes hängen Heizwärmeund Kühlbedarf einer Gebäudezone auch stark von den klimatischen Bedingungen am Standort, von der Nutzung des Gebäudes und vom Nutzerverhalten ab.
Transmissionswärmesenken/-quellen (Q_T)
Transmissionswärmesenken liegen zu allen angrenzenden Bereichen vor, in denen die mittlere Temperatur unter der Innentemperatur der betrachteten Gebäudezone liegt. Falls die mittlere Temperatur über der Innentemperatur liegt, handelt es sich um eine Wärmequelle.
Transmission
Wärmesenke 𝜃𝑖>𝜃𝑒
Wärmequelle 𝜃𝑖<𝜃𝑒
Fälle:
- nach außen (inkl. Wärmebrücken)
- durch unbeheizte oder ungekühlte Räume nach außen
- zu angrenzenden beheizten oder
gekühlten Gebäudezonen
- über das Erdreich
Lüftungswärmesenken
Lüftungswärmesenken treten infolge von Infiltration durch Fugen und Undichtheiten, durch Fensterlüftung und durch Lüftung durch mechanische Lüftungsanlagen auf.
Fälle:
- Infiltration
- Fensterlüftung
- Mechanische Lüftung
- Luftwechsel zwischen Zonen
Strahlungswärmequellen
Sonnenstrahlung kann durch Einstrahlung durch Fenster oder andere transparente Bauteile direkt in der Gebäudezone absorbiert werden oder sie wird auf der Außenfläche von nicht transparenten (opaken) Bauteilen absorbiert und wirkt indirekt über Wärmeleitung als Wärmequelle in der Gebäudezone.
Arten:
- Strahlung auf opake Flächen
- Wärmeeinträge durch transparente Flächen
Strahlungswärmequellen
- Solare Einträge durch transparente Flächen
- Keine Sonnenschutzvorrichtung
- Feststehende Sonnenschutzvorrichtung
- Variable Sonnenschutzvorrichtung
- Solare Wärmeeinträge über opake Bauteile
- Solare Wärmeeinträge über unbeheizte oder ungekühlte Glasvorbauten
Interne Wärmesenken/ -quellen
- sich in der Gebäudezone aufhaltende Personen oder Tiere oder in der Gebäudezone betriebene (elektrische) Geräte, insbesondere künstliche Beleuchtung
- innenliegende Heizungsverteilleitungen, Trinkwarmwasser, Warmluftkanäle, Wärmespeicher, Wärme und Kälteerzeuger oder durch regelmäßig in den Raum eingebrachte heiße Stoffe oder Gegenstände (z. B. Güter in Produktionsbetrieben) verursacht sein.
Arten:
- Personen
- Geräte und Maschinen
- Stofftransport
- künstliche Beleuchtung
→ Wärmequellen/ -senken durch das Heiz-, Kühl-, Trinkwasser und Lüftungssystem
Monatlicher Heizwärme-/ Kühlbedarf
- Heizwärme und Kühlbedarf einer Gebäudezone sind diejenigen Wärme bzw. Kälteeinträge , die zur Aufrechterhaltung der vorgegebenen Innentemperatur in der Gebäudezone benötigt werden und mittels!Anlagentechnik in der Gebäudezone zur Verfügung gestellt werden.
Monatlicher Heizwärme-/ Kühlbedarf
- Der Heizwärmebedarf/ Raumkühlbedarf ist zunächst als Tageswert (24-h-Wert) für jeden Monat zu bestimmen
→ Berücksichtigung unterschiedlicher Nutzungstage möglich (Wochenende, Werktags, Ferien)
→ Differenzierung von Heiz-/ Kühlfall möglich, da üblicherweise unterschiedliche Randbedingungen gelten
→ Wärmequellen, Wärmesenken und Ausnutzungsgrad sind damit unter Umständen für vier verschiedene Randbedingungen zu bestimmen (Heizfall/Kühlfall, Werktag/Wochenende). - Summen aller Wärmesenken und aller Wärmequellen sind einander gegenüberzustellen und über den Ausnutzungsgrad miteinander zu bilanzieren
Ausnutzungsgrad
- 𝜂 = f(Q_source / Q_sink, 𝜏)
Faktor, der die gesamten monatlichen oder jahreszeitlichen Wärmequellen reduziert , um den zur Deckung der Wärmesenken nutzbaren Teil der Wärmequellen festzustellen.
Der nicht nutzbare Anteil äußert sich in der Heizperiode als überhöhte Raumtemperatur und/oder überhöhter Luftwechsel der Zone. In der Kühlperiode kann hiermit der Kühlbedarf ermittelt werden.
- Der Ausnutzungsgrad berücksichtigt
→ die Wärmespeicherfähigkeit und den spezifischen Transmissions- und Lüftungswärmekoeffizienten der Gebäudezone über die Auskühlzeitkonstante.
→ das Verhältnis von Wärmequellen zu Wärmesenken innerhalb des Berechnungszeitraumes.
→ den Berechnungszeitraum.
→ die vom Nutzer tolerierte bzw. vom Anlagensystem zugelassene Schwankung der Innentemperatur (zugrunde gelegt: 2 K) - Der Ausnutzungsgrad 𝜼 hängt ab von:
→ dem Verhältnis 𝜸 der Wärmequellen zu den Wärmesenken der Gebäudezone
→ der Zeitkonstante τ, welche sich aus der wirksamen Wärmekapazität der Gebäudezone sowie der Summe der Wärmetransferkoeffizienten für die Wärmetransmission der Gebäudezone ergibt
Ausnutzungsgrad nach Gebäudezone
Die wirksame Speicherfähigkeit ist nach DIN EN ISO 13786 zu berechnen. Vereinfacht dürfen aber häufig aufgelistete, auf die Nettogrundfläche A_NGF bezogene Pauschalwerte verwendet werden.
- Leichte Gebäudezone: c_wirk = 50 Wh/㎡K * A_NGF
- Mittelschwere Gebäudezone: c_wirk = 90 Wh/㎡K * A_NGF
- Schwere Gebäudezone: c_wirk = 130 Wh/㎡K * A_NGF
DIN V 18599 – Teil 2 | Monatsbilanzverfahren
- Berücksichtigung von Wochenend- und Ferienbetrieb
Für Nichtwohngebäude können Tage mit stark unterschiedlicher Nutzung, z. B. reduziertem Wochenendbetrieb/
Ferienzeiten, berücksichtigt werden.
- Dabei können sich folgende Nutzungsparameter ändern:
− Solltemperatur;
− Personenbelegung und interne Wärmequellen(-senken);
− nutzungsbedingte und mechanische Luftwechsel;
− tägliche Betriebszeit der Heizung und/oder Kühlung;
− Betätigung des Sonnenschutzes.
- Die Bilanz für den Heizwärmebedarf und den Kühlbedarf ist jeweils für beide Randbedingungen (z. B. Werktage und Wochenende) getrennt durchzuführen.
- Wärmequellen/-senken und der Ausnutzungsgrad sind dann für vier verschiedene Randbedingungen zu bestimmen: Wochenende (Q_h,b,we oder Q_C,b,we) oder Werktags (Q_h,b,nutz oder Q_c,b,nutz)
- Die Bedarfswerte sind ihrem Zeitanteil entsprechend auf einen Monat hochzurechnen
DIN V 18599 – Teil 2 | Monatsbilanzverfahren
- Berücksichtigung reduzierter Betrieb der Heizung während der Nacht
- Wird im Rechenverfahren ein reduzierter Betrieb der Heizung während der Nacht berücksichtigt, so ist die Innentemperatur monatsweise entsprechend zu korrigieren.
- Als reduzierter Betrieb ist jeder Zeitraum zu werten, in dem ein Unterschreiten der normalen Soll
Innentemperatur zugelassen wird. - Hierbei werden folgende Betriebsarten des reduzierten Betriebs unterschieden:
→ Absenkbetrieb: Absenkung der Heizungsvorlauftemperatur während der Nachtstunden über einen festgesetzten Zeitraum
→ Abschaltung : Abschaltung der Heizung während der Nachtstunden für einen festgesetzten Zeitraum, der den Absenk und
Aufheizbetrieb umfasst - In beiden Fällen ist eine Temperaturabsenkung nur bis zu einer festgesetzten maximalen Temperaturabsenkung
Δ𝜃𝑖,𝑁𝐴) anzurechnen (Wert steht in Teil 10).
