Heizen und Kühlen Flashcards
Welche Faktoren haben einen Einfluss auf den Heiz- / Kühlbedarf?
Transmissionswärmeverluste (optimierbar durch Hüllfläche bzw. A/V-Verhältnis)
Dämmstandard
- Bei Verwaltungsgebäuden: Heizwärmebedarf wird maßgebend durch interne Wärmelasten und Lüftungswärmebedarf bestimmt -> Einfluss der Dämmung nicht so erheblich wie im Wohnungsbau
- Einsparpotenziale hier bei ca. 30% -> dadurch können ggf. einfachere Technikkonzepte realisiert werden
- Bessere Dämmung vermindert erforderliche Heizleistung und verbessert Behaglichkeit
Fensterorientierung
- Mit zunehmendem Fensterflächenanteil steigt aufgrund der erhöhten Transmissionswärmeverluste der Heizwärmebedarf
- Dieser Effekt wird auch durch die erhöhten solaren Gewinne nicht kompensiert, da diese anders als im Wohnungsbau kaum noch nutzbar sind
- Nordfassade: Größere Fensterflächenanteile sind an der Nordfassade energetische gesehen besonders ungünstig
Raumbelegung
- Belegungsdichte spielt, v.a. bei Verwaltungsgebäuden, eine große Rolle
- Einfluss wird etwas gedämpft, da eine höhere Belegung zwar höhere Lasten aufweist, gleichzeitig jedoch einen erhöhten Luftwechsel erfordert
- Aufgrund der Lastwechsel und des Lüftungswärmebedarfes reduziert sich die erforderliche Heizleistung mit zunehmender Belegung nicht
Interne Wärmelasten
- Durch hohe interne Wärmelasten durch Geräte vermindert sich der Heizwärmebedarf um ca. 75-90%
- Größenordnung:
- Wohnungen: 2-5 W/m2
- Bürogebäude 5-50 W/m2 (höhere Belegungsdichte, EDV-Ausstattung)
Verglasungsqualität
- Bei Verwaltungsgebäuden ist der Vorteil von 3-Scheiben-Verglasung bei kleineren Fensterflächenanteilen gering
- Bei hohem Glasanteil sind 3-Scheiben Verglasungen sinnvoll , vor allem aus Behaglichkeitsgründen
- Größere Fensterflächenanteile sind energetisch gesehen ungünstiger als kleine, da die zusätzlichen solaren Gewinne aufgrund der Überhitzungsgefahr durch den Sonnenschutz begrenzt werden
Speichermasse
- Die Speichermasse hat erheblichen Einfluss auf den Heizwärmebedarf
- Bei schwerer Bauweise ergibt sich bei großen Fensterflächen eine Reduktion um bis zu 40%
- Die tagsüber in schweren Bauteilen eingespeicherte Wärme (durch solare und interne Gewinne) verzögert ein nächtliches Auskühlen wenn die Erträge fehlen
Lüftungsverluste
- Variable Größe, vom Nutzer abhängig
- Bei einem hohen Luftwechsel überlagern die Lüftungswärmeverluste die Transmissionswärmeverluste bei weitem
Welche Wärmelasten gibt es?
Extern
- Solare Einstrahlung
- Transmission
- Lüftung
Intern
- Personen
- Geräte
- Beleuchtung
Wie können externe Wärmelasten minimiert werden?
über g-Wert und fc-Wert
Was ist der g-Wert?
Gesamtenergiedurchlässigkeit
- G-Wert von 0,8 = 80% Energiedurchlass
- Ab g-Wert von 0,4: Sonnenschutzverglasung
Was ist der fc-Wert?
Abminderungsfaktor Sonnenschutzsystem fc-Wert
- Fc-Wert 0,5 = 50% Energiedurchlass
- Fc = gtotal / g (g = Gesamtenergiedurchlassgrad vergl.; gtotal = Gesamtenergiedurchlassgrad inkl. Sonnenschutz)
Wie berechnet sich der Gesamtenergiedurchlassgrad?
Gtotal (Gesamtenergiedurchlassgrad) = g x fc
-> z.B.: Gtotal = 0,8 x 0,5 = 0,4
Was ist das Prinzip von Nachtauskühlung?
- Tag: Bauteile nehmen Wärme auf und reduzieren den Temperaturanstieg (radiativer und konvektiver Übergang, solare und interne Wärmelasten)
- Nacht: Bauteile geben Wärme an die kühle Nachtluft ab
- Speichermasse ist die Voraussetzung für eine effiziente Nachtauskühlung (Bauweise muss mindestens mittelschwer sein)
Wie hoch sollten die Luftwechselzahlen bei Nachtauskühlung sein?
Um gute Bedingungen zu schaffen, sollten Luftwechselzahlen von mindestens 4/h erzielt werden
Welche Möglichkeiten hat man bei der Umsetzung von Nachtauskühlung?
Freie Lüftung
- Vorteil: geringe Kosten, keine Betriebsaufwendungen
- Nachteil: kein definierter Luftaustausch, witterungsabhängig
Abluftanlagen
- Vorteil: nachweisbare, einstellbare Luftmenge
- Nachteil: erhöhte Investitionskosten, Betriebsaufwendungen
- Zuluft über Fensteröffnung oder spezielle Lüftungselemente
- Zuluftöffnungen: z.B. Klapp-Fenster, versteckte Lüftungsklappen, Lüftungsklappen als Gestaltungselement
Zu- und Abluftanlagen
- Vorteil: nachweisbare, einstellbare Luftmenge, WRG im Heizbetrieb
- Nachteil: deutlich erhöhte Investitionskosten und Betriebsaufwendungen
- Wärmetauscher für Nachtauskühlung mit Bypass ausstatten
Was ist PCM?
PCM (Phase Change Material)
- „Speichermasse ohne Speichermasse generieren“
- Können viel Energie speichern ohne Temperaturänderung
- Bekanntester Stoff für Latentwärmespeicherung: Wasser (Phasenwechsel von fest auf flüssig bei 0°C)
- Mit der Wärme, die notwendig ist, um 1kg Eis zu schmelzen, kann die gleiche Menge Wasser auf 80°C erhitzt werden
- PCM können z.B. in GKP-Platten eingebracht werden
- Prinzip der adiabaten Kühlung
