Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 1 Heizlastberechnung nach

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 1 Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt IKE Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 2 Inhalt • Differenzen zwischen DIN 4701 Teil 1 und 2 und DIN EN 12831 • Verwendung von Lastwerten nach DIN EN 12831 IKE Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 3 Warum haben wir neue Normen ? IKE Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 4 Einschränkungen, hier und heute: • • • IKE Standardfall Eingebauter beheizter Raum Freie Lüftung Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 5 Grundzüge des Berechnungsverfahrens Das Verfahren für die „Standardfälle“ beruht auf den folgenden Annahmen: • 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 Das Verfahren für die Standardfälle kann für die Mehrzahl von Gebäuden angewendet werden (Anwendungsbereich): • 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. IKE Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 6 Grundzüge des Berechnungsverfahrens Für die Berechnung der Norm-Wärmeverluste eines beheizten Raumes werden zwei Anteile berücksichtigt, 1. die Norm-Transmissionswärmeverluste. 2. • 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. IKE Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 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 Ja Norm. Innentemperatur Schritt c) Festlegung von: - der Bemessungsart - den wärmetechnischen Eigenschaften aller Bauteile jedes beheizten und unbeheizten Raumes Gebäudedaten Schritt d) Berechnung der Transmissions-Wärmeverluste: Für Wärmeverluste durch: - die Gebäudehülle - unbeheizte Räume - Nachbarräume - Erdreich IKE (Norm-Transmissionswärmeverlustkoeffizient x Norm-Temperaturdifferenz) Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 Schritt e) Berechnung der Lüftungs-Wärmeverluste: Schritt f) Berechnung der gesamten Wärmeverluste: Schritt g) Berechnung der Aufheizleistung: Schritt h) Berechnung der gesamten Heizlast : IKE (Norm-Lüftungswärmeverlustkoeffizient x Norm-Temperaturdifferenz) 8 Berechnung der Gebäude. Wärmeverluste (Norm-Transmissionswärmeverluste + Norm-Lüftungswärmeverluste) (zusätzliche Leistung für Ausgleich unterbrochener Beheizung) (gesamte Wärmeverluste + Aufheizleistung) Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik Auswirkungen unterbrochener Beheizung Berechnung der Normheizlast Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 9 Berechnungsverfahren für einen beheizten Raum a) Bestimmung der Werte für die Norm-Außentemperatur und des Jahresmittels der Außenlufttemperatur Ermittlung der benötigten Angaben: - Norm-Außentemperatur - Jahresmittel der Außentemperatur Meteorologische Daten e Nationaler Anhang Tabelle 1 im Beiblatt zur DIN EN 12831 IKE Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 10 Bestimmen der Außentemperatur IKE Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 11 Berechnungsverfahren für einen beheizten Raum b) Festlegung der Räume (beheizt oder unbeheizt) und Festlegung der Werte für die Norm-Innentemperatur jedes beheizten Raumes; beheizter Raum; ja/nein Definition der Räume des Gebäudes Ja int bu IKE Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik e Nein Norm. Innentemperatur unbeheizter Raum Temperatur. Reduktionsfaktor Nationaler Anhang Tabelle 2 im Beiblatt zur DIN EN 12831 Nationaler Anhang Tabelle 4 im Beiblatt zur DIN EN 12831 Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 12 Norm-Innentemperatur: IKE Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 13 Berechnungsverfahren für einen beheizten Raum c) 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 int bu e DIN EN ISO 6946 DIN EN ISO 13370 …… IKE Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 14 Berechnungsverfahren für einen beheizten Raum d) 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) int bu IKE Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik e Kapitel 7 Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 15 Gebäudedaten • 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. IKE Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 16 Bestimmung des Norm. Transmissionsverlust T, i • 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. IKE Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 17 Wärmeverluste zur äußeren Umgebung – Wärmeverlust-Koeffizient HT, IE: 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 = Σk. Ak 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; IKE Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 18 Wärmeverluste zur äußeren Umgebung – Wärmeverlust-Koeffizient HT, IE: HT, ie wird wie folgt berechnet: HT, ie = Σk. Ak 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. IKE Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 19 Vereinfachte Methode: Transmissionswärmeverluste durch lineare Wärmebrücken Ukc = Uk + fc Dabei ist: Ukc = korrigierter Wärmedurchgangskoeffizient des Bauteiles k, welcher die Verluste durch Wärmebrücken berücksichtigt in W/(m 2∙K); Uk = Wärmedurchgangskoeffizient des Bauteiles k in W/(m 2∙K); fc = Korrekturfaktor in Watt pro Quadratmeter und Kelvin W/(m 2∙K) abhängig von der Art des Gebäudeteiles. IKE Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 20 Korrekturfaktor fc (ΔUWB) für alle Bauteile der wärmeaustauschenden Gebäudehülle (Dach, Außenwand, Fenster, Türen, Kellerdecken, Bodenplatten, erdreichberührte Flächen) IKE Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 21 Zwischenfazit Ø = Σ · U · A ·Δθ U A Δθ : +10 … 15 % : + 2% : + 6% AΔØ: + 20 … 25 % IKE Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 22 Berechnungsverfahren für einen beheizten Raum e) 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) int bu IKE Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik e ebenfalls Kapitel 7 Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 23 Norm-Lüftungswärmeverluste ΦV, i: Berechnung von IKE ist abhängig vom betrachteten Lüftungssystem Natürliche Mechanische Belüftung Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 24 Norm-Lüftungswärmeverluste ΦV, i: HV, i : Norm-Lüftungswärmeverlust-Koeffizient in Watt pro Kelvin (W/K). Berechnung von IKE ist abhängig vom betrachteten Lüftungssystem Natürliche Mechanische Belüftung Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 25 Abschirmungskoeffizient e für verschiedene Gebäudestandorte IKE Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 26 Höhenkorrekturfaktor ε nach Lage des Raumes über Erdreichniveau IKE Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 27 Berechnungsverfahren für einen beheizten Raum f) Addieren der Norm-Transmissionswärmeverluste und der Norm. Lüftungswärmeverluste; Berechnung der gesamten Wärmeverluste: (Norm-Transmissionswärmeverluste + Norm-Lüftungswärmeverluste) int bu IKE Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik e Immer noch Kapitel 7 Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 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 IKE Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 29 Wiederaufheizfaktor f. RH für eine Luftwechselrate n = 0, 5 h-1 IKE Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 30 Berechnungsverfahren für einen beheizten Raum h) Die Auslegungs-Heizleistung der beheizten Räume ergibt sich aus der Summe der Norm-Wärmeverluste und der Aufheizleistung; Berechnung der gesamten Heizlast: (gesamte Wärmeverluste + Aufheizleistung) int e bu IKE Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 31 Die Heizlast nach DIN EN 12831 ist deutlich größer als die nach DIN 4701 IKE Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt

Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 32 Warnung Die Heizlasten nach DIN EN 12831 können nicht ohne weiteres verwendet werden: – VDI 2067 – VDI 6030 IKE Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik Prof. Dr. -Ing. Michael Schmidt