Sommerlicher Wärmeschutz Simulation

Verfahren und Begriffe

In der EnEV 2014 ist festgelegt, dass für zu errichtende Wohngebäude sowie für Nichtwohngebäude ein Nachweis zur Einhaltung des sommerlichen Wärmeschutzes nach DIN 4108-2: 2013-02 Abschnitt 8 zu erbringen ist. So soll erreicht werden, dass Räume ohne aktive Kühlung (Kältemaschine) ihre Nutzung erfüllen können.

Dazu können folgende Verfahren zur Anwendung kommen:

1. Begrenzung der Sonneneintragskennwerte

  • Einhaltung der höchstzulässigen Sonneneintragskennwerte gem. DIN 4108-2: 2013-02 Abschnitt 8.3
  • Bestimmung des Sonneneintragskennwertes über die Fensterflächen, den Gesamtenergiedurchlass des Glases einschl. Sonnenschutz und Nettogrundfläche des Raumes
  • Einfaches Verfahren mit schnellen Ergebnissen ohne Detailtiefe
  • Berechnung über das Modul EVEBI - Sommerlicher Wärmeschutz Pro »

2. Begrenzung der Übertemperaturgradstunden

  • Einhaltung der Übertemperaturgradstunden gem. DIN 4108-2: 2013-02 Abschnitt 8.4
  • dynamische thermische Simulation mit großer Detailtiefe
  • In den Räumen werden die zu erwartenden operativen Rauminnentemperaturen für jede Stunde im Jahr berechnet.
  • In Abhängigkeit der Klimazone A, B und C werden die maximalen Grenztemperaturen 25°C, 26°C und 27°C festgelegt.
  • Diese Grenztemperaturen dürfen durch die operative Raumtemperatur in
    • Wohngebäuden um maximal 1.200 Übertemperaturgradstunden und in 
    • Nichtwohngebäuden um max. 500 Übertemperaturgradstunden
      überschritten werden.
  • Übertemperaturgradstunden: Anzahl der Stunden und Kelvin über der Grenztemperatur des Raumes im Jahr (Kh/a). Eine Übertemperaturgradstunde entsteht, wenn die Grenztemperatur für eine Stunde um ein K überschritten wird.
  • Operative Raumtemperatur: Mittelwert aus Raumlufttemperatur und der flächenmäßig gemittelten Oberflächentemperatur der raumumschließenden Flächen.
  • Zusätzlich werden die Überschreitungshäufigkeiten der Grenztemperatur in h ausgewiesen für
    • Grenztemperatur + 0 K
    • Grenztemperatur + 2 K
    • Grenztemperatur + 4 K
  • Berechnung über das Modul EVEBI - Sommerlicher Wärmeschutz Simulation »

Wann ist eine thermische Simulation sinnvoll?

Sommerlicher Wärmeschutz Pro - kritischer Raum

Sommerlicher Wärmeschutz Pro - kritischer Raum

Der Wunsch von Bauherren nach offenen und lichtdurchfluteten Räumen nimmt zu. Die Anforderungen an den Sommerlichen Wärmeschutz gem. DIN 4108-2 sind jedoch sehr streng.

  • Das Verfahren zur Ermittlung des Sonneneintragskennwertes der Räume bietet eine einfache aber auch unspezifische Bewertung der thermischen Situation im Gebäude. Für Fassaden mit hohem Glasanteil ist deshalb die Einhaltung oft nur mit speziellen technischen Lösungen möglich.
  • Der Nachweis des Sommerlichen Wärmeschutzes mittels thermischer Simulation bietet daher eine sinnvolle Alternative. Die Simulation bietet mit ihren wesentlich genaueren Ergebnissen eine detaillierte Bewertung der thermischen Verhältnisse im Gebäude und hilft so, auf teure technische Lösungen zu verzichten.

Einfluss auf sommerliche Wärme

Einflüsse auf die sommerliche Wärme

Einflüsse auf die sommerliche Wärme

Außenklima: Strahlung (diffus und direkt), Temperatur

  • Einträge durch transparente Bauteile
  • Absorption durch Außenbauteile
  • Transmission durch Außenbauteile
  • Luftaustausch / Konvektion

Nutzungsverhältnisse: innere Wärmeeinträge

  • Wärmequelle Personenabwärme
  • Wärmequelle Arbeitshilfen
  • Wärmequelle Beleuchtung

Bauweise (massiv – leicht)

  • Speicherung / Entspeicherung in Bauteilen
  • Sonnenschutz, Regelungseinrichtungen

 

 

 

Strahlung

Strahlungswege

Strahlungswege

Mögliche Strahlungswege

  1.  direkte Strahlung der Sonne durch transparente Bauteile
  2. diffuse Strahlung der Sonne durch transparente Bauteile
  3. direkte Strahlung der Sonne auf opake Bauteile
  4. diffuse Strahlung der Sonne auf opake Bauteile
  5. Abstrahlung opaker Bauteile nach außen
  6. Abstrahlung von Objekten der Umgebung auf opake Bauteile (nicht in der Simulation)
  7. Abstrahlung der Bauteilinnenoberflächen an den Raum
  8. Abstrahlung von Objekten im Raum an die Bauteilinnenoberflächen (nicht in der Simulation)
  9. Abstrahlung von Wärmeerzeugern im Raum an die Bauteilinnenoberflächen und Objekte im Raum

 

 

 

Transmission und Wärmespeicherung

Transmission und Wärmespeicherung

Transmission und Wärmespeicherung

  1. Transmission durch transparente Bauteile
  2. Transmission durch opake Bauteile
  3. Transmission von/zu angrenzenden Räumen
  4. Speicherung in Bauteilen
  5. Entspeicherung aus Bauteilen