detaillierte Frage
Umsetzung der DIN 18599-1 Anhang D
Bei der energetischen Bewertung von Nichtwohngebäuden nach DIN V 18599 steht in vielen Fällen der Aufwand für die Ermittlung der wärmeübertragenden Umfassungsflächen in keinem Verhältnis zu dem daraus gezogenen Nutzen. Insbesondere bei Neubauten stellt die Ermittlung der Bauteilflächen einen erheblichen Zeitaufwand dar, da es während der Planungs- und Bauphase häufig zu Planänderungen kommt, und so die Flächenermittlung regelmäßig überarbeitet werden muss. Eine vereinfachte Flächenermittlung kann in der Praxis bei der Anwendung der Norm ein effektiveres und zeitsparendes Arbeiten ermöglichen.
In DIN V 18599-1, Anhang D wird eine vereinfachte Flächenermittlung beschrieben, die auch im Zusammenhang mit der EnEV 2014 angewendet werden darf. Der Grundgedanke dieser Vereinfachung ist es, wie bei einem Ein-Zonen-Modell, nur die gesamte Fläche der verschiedenen thermisch relevanten Bauteile zu erfassen, anstatt diese einzeln zonenweise zu ermitteln. Bei dem vereinfachten Verfahren werden die Bauteile nach unterschiedlichen Eigenschaften wie U-Wert (bzw. Konstruktionsart), Fx-Wert sowie bei vertikalen transparenten Bauteilen nach Himmelsrichtung getrennt ermittelt. Anschließend werden die Bauteile je Bauteilgruppe zu einem äquivalenten Bauteil zusammengefasst und mit einem mittleren U-Wert in der Bilanz berücksichtigt.
Die Anwendung der Vereinfachungen werden in DIN V 18599-1, Anhang D beschrieben. In diesem Verfahren kann auch bei einem Mehrzonenmodell die Ermittlung der thermisch relevanten Flächen wie bei einem Ein-Zonen-Modell erfolgen. Die Verteilung der Flächen erfolgt anschließend in Abhängigkeit der Nettogrundfläche der Zone. Für die Anwendung des Verfahrens sind drei Arbeitsschritte notwendig, die im Folgenden beschrieben werden.
1. Arbeitsschritt: Zonierung
2. Arbeitsschritt: Erfassung der Hüllfläche
3. Arbeitsschritt: Zuweisung der Hüllfläche (der thermisch gleichartig konditionierten Zonen)
Zunächst wird unter Allgemein / Berechnungsverfahren im Abschnitt Einstellungen zur Berechnung die vereinfachte Flächenermittlung aktiviert.
Abbildung 1: Auswahl des vereinfachten Verfahrens nach DIV V 18599-1, Anhang D
Hinweis: Die Anwendung des vereinfachten Verfahrens kann nur bei einer raumweisen Erfassung der Bautechnik erfolgen. Des Weiteren wird die Bilanzierung mit Temperatur-Korrekturfaktoren nach DIN V 18599-2 vorausgesetzt.
Abbildung 2: Einstellung der raumweise Erfassung der Bautechnik
In einem ersten Schritt wird das Gebäude nach DIN V 18599-1 zoniert. Die Regeln für die Zonierung bleiben unverändert. Dabei werden direkt die notwendigen Beleuchtungsbereiche eingegeben. Durch die Zonierung ergeben sich maximal vier Gruppen von thermisch gleichartigen Konditionierungen:
2.1 Eingabe von opaken Bauteilen
Als nächstes werden die Bauteile der wärmeübertragenden Hüllfläche (unterteilt nach opaken und transparenten Bauteilen sowie Türen) angelegt [1]. Bei der Eingabe der Flächen ist darauf zu achten, dass die opaken Flächen (z.B. Wandflächen) abzüglich der Flächen der Fassadenöffnungen (Fenster, Türen, usw.) eingegeben werden [2]. Ein automatischer Abzug der Öffnungsflächen von den opaken Flächen ist hier nicht möglich.
Abbildung 3: Flächenermittlung - die Bauteilflächen, die den entsprechend konditionierten Zonen zugeordnet werden, sind in m² anzugeben.
Die Flächen der opaken Bauteile werden für alle Bereiche getrennt nach Bauteilart, thermischen Eigenschaften und Temperatur-Korrekturfaktoren (Fx) ermittelt. Eine weitere Unterteilung z.B. nach Himmelsrichtungen ist nicht notwendig.
Die vereinfachte Flächenermittlung ist jeweils für thermisch gleichartig konditionierte Bereiche eines Gebäudes durchzuführen. Die entsprechenden Zonen werden zusammengefasst, so dass höchstens vier Bereiche entstehen können (beheizt, gekühlt, beheizt und gekühlt, unkonditioniert). Die Flächen der Bauteil werden diesen vier Bereichen zugeordnet.
Die Bauteilflächen werden zusammengefasst und vereinfacht als „Außenbauteil mit Westorientierung“ in der Bilanz berücksichtigt. Der entsprechende mittlere U-Wert wird mit Hilfe der Transmissionswärmetransferkoeffizienten aller opaken Bauteile HTopak unter Verwendung der Temperatur-Korrekturfaktoren (Fx) berechnet.
Hinweis: Zusätzlich zu den Außenbauteilen werden die wärmeübertragenden Innenflächen bestimmt und daraus ebenfalls ein mittlerer U-Wert (HTopakinnen) für ein pauschales Innenbauteil gegen unbeheizt ermittelt. Alternativ können die Innenflächen über die entsprechenden Fx-Werte berücksichtigt werden und so im pauschalierten Außenbauteil erfasst werden.
2.2 Eingabe von transparenten Bauteile
Abbildung 4: Eingabe der transparenten Flächen nach gleichartig konditionierten Bereichen und Himmelsrichtungen
Die transparenten Bauteile werden getrennt nach Orientierung, Typ, Geometrie (Sturz- und Brüstungshöhe) sowie nach Art und Regelung des Sonnenschutzes bestimmt. Die Eingabe der Flächen der transparenten Bauteile erfolgt im Gegensatz zu den opaken Bauteilen nach den Himmelsrichtungen.
In der Registerkarte Flächenangaben können Sie die Flächen des Fenstertyps für gleichartig konditionierte Bereiche eingeben.
3. Arbeitsschritt: Zuweisung der Hüllfläche (der thermisch gleichartig konditionierten Zonen)
Nachdem die thermisch relevanten Bauteilflächen eingegeben wurde, müssen diese nun noch den Zonen bzw. Räumen zugewiesen werden. Die Zuweisung der Bauteilflächen erfolgt im Abschnitt Geschosse in den entsprechenden Räumen bzw. Raumgruppen.
Abbildung 5: Geschoss- und raumweise Eingabe des Gebäudes
In der Registerkarte Flächenzuordnung wird über entsprechende Checkboxen dem Raum die unterschiedlichen Bauteiltypen (z.B. opake Flächen, Fassadenfenster, usw.) zugeordnet.
Abbildung 6: Durch setzen des Häkchens bei den verschiedenen Bauteiltypen wird pauschal anhand des Grundflächenanteils der Zone am Gesamtgebäude ein Anteil der Bauteilflächen der jeweiligen Zone zugewiesen.
Flächen als Außenbauteil stellen auch die Flächen dar, die an unbeheizte (nicht als Zone) Räume angrenzen. Diese Bauteile werden über die Fx-Werte ebenfalls als Außenbauteile berücksichtigt.
Flächen gegen unkonditionierte Zonen stellen Flächen dar, die gegen eine angelegte jedoch nicht thermisch konditionierte Zone angrenzen. Es muss in diesem Fall aber auch die entsprechende Zone (mit den jeweiligen Zonen-Randbedingungen) angelegt und bei dem entsprechenden Raum ausgewählt werden.
Die zuvor eingegebenen Gesamtflächen der Bauteile (als „Außenbauteil West“ bzw. „Innenbauteil zu unbeheizt“) werden anteilig nach der Nettogrundfläche der Zone (in Bezug auf die Summe der Grundflächen aller relevanten Zonen des jeweiligen thermisch gleichartig konditionierten Bereichs (beheizt, gekühlt, beheizt und gekühlt, unkonditioniert)) aufgeteilt.
Die Aufteilung der transparenten Flächen erfolgt ebenfalls anteilig nach Nettogrundfläche der Zone in Bezug auf die Summe der entsprechenden Zonen.
Vereinfachte Ermittlung von tageslichtversorgten Bereichen
Bei der Berechnung der tageslichtversorgten Bereiche wird die tatsächliche Tiefe des Raumes außer Acht gelassen und die Breite des Tageslichtbereichs gleich der Fensterbreite angenommen.
Modellierung des Referenzgebäudes
Das Referenzgebäude wird (wie im normalen Verfahren auch) so modelliert, wie das zu betrachtende Gebäude. Dabei wird für jeden Bauteiltyp ein mittlerer U-Wert getrennt ermittelt. Somit ergeben sich sinnvoll aufgeführte Bauteilkategorien, so dass sichergestellt wird, dass trotz der Vereinfachungen ein richtiges Referenzgebäude abgebildet werden kann.
In DIN V 18599-1, Anhang D wird eine vereinfachte Flächenermittlung beschrieben, die auch im Zusammenhang mit der EnEV 2014 angewendet werden darf. Der Grundgedanke dieser Vereinfachung ist es, wie bei einem Ein-Zonen-Modell, nur die gesamte Fläche der verschiedenen thermisch relevanten Bauteile zu erfassen, anstatt diese einzeln zonenweise zu ermitteln. Bei dem vereinfachten Verfahren werden die Bauteile nach unterschiedlichen Eigenschaften wie U-Wert (bzw. Konstruktionsart), Fx-Wert sowie bei vertikalen transparenten Bauteilen nach Himmelsrichtung getrennt ermittelt. Anschließend werden die Bauteile je Bauteilgruppe zu einem äquivalenten Bauteil zusammengefasst und mit einem mittleren U-Wert in der Bilanz berücksichtigt.
Die Anwendung der Vereinfachungen werden in DIN V 18599-1, Anhang D beschrieben. In diesem Verfahren kann auch bei einem Mehrzonenmodell die Ermittlung der thermisch relevanten Flächen wie bei einem Ein-Zonen-Modell erfolgen. Die Verteilung der Flächen erfolgt anschließend in Abhängigkeit der Nettogrundfläche der Zone. Für die Anwendung des Verfahrens sind drei Arbeitsschritte notwendig, die im Folgenden beschrieben werden.
1. Arbeitsschritt: Zonierung
2. Arbeitsschritt: Erfassung der Hüllfläche
3. Arbeitsschritt: Zuweisung der Hüllfläche (der thermisch gleichartig konditionierten Zonen)
Umsetzung in ZUB Helena
1. Arbeitsschritt: ZonierungZunächst wird unter Allgemein / Berechnungsverfahren im Abschnitt Einstellungen zur Berechnung die vereinfachte Flächenermittlung aktiviert.
Abbildung 1: Auswahl des vereinfachten Verfahrens nach DIV V 18599-1, Anhang D
Hinweis: Die Anwendung des vereinfachten Verfahrens kann nur bei einer raumweisen Erfassung der Bautechnik erfolgen. Des Weiteren wird die Bilanzierung mit Temperatur-Korrekturfaktoren nach DIN V 18599-2 vorausgesetzt.
Abbildung 2: Einstellung der raumweise Erfassung der Bautechnik
In einem ersten Schritt wird das Gebäude nach DIN V 18599-1 zoniert. Die Regeln für die Zonierung bleiben unverändert. Dabei werden direkt die notwendigen Beleuchtungsbereiche eingegeben. Durch die Zonierung ergeben sich maximal vier Gruppen von thermisch gleichartigen Konditionierungen:
- beheizt
- gekühlt
- beheizt und gekühlt
- unkonditioniert.
2.1 Eingabe von opaken Bauteilen
Als nächstes werden die Bauteile der wärmeübertragenden Hüllfläche (unterteilt nach opaken und transparenten Bauteilen sowie Türen) angelegt [1]. Bei der Eingabe der Flächen ist darauf zu achten, dass die opaken Flächen (z.B. Wandflächen) abzüglich der Flächen der Fassadenöffnungen (Fenster, Türen, usw.) eingegeben werden [2]. Ein automatischer Abzug der Öffnungsflächen von den opaken Flächen ist hier nicht möglich.
Abbildung 3: Flächenermittlung - die Bauteilflächen, die den entsprechend konditionierten Zonen zugeordnet werden, sind in m² anzugeben.
Die Flächen der opaken Bauteile werden für alle Bereiche getrennt nach Bauteilart, thermischen Eigenschaften und Temperatur-Korrekturfaktoren (Fx) ermittelt. Eine weitere Unterteilung z.B. nach Himmelsrichtungen ist nicht notwendig.
Die vereinfachte Flächenermittlung ist jeweils für thermisch gleichartig konditionierte Bereiche eines Gebäudes durchzuführen. Die entsprechenden Zonen werden zusammengefasst, so dass höchstens vier Bereiche entstehen können (beheizt, gekühlt, beheizt und gekühlt, unkonditioniert). Die Flächen der Bauteil werden diesen vier Bereichen zugeordnet.
Die Bauteilflächen werden zusammengefasst und vereinfacht als „Außenbauteil mit Westorientierung“ in der Bilanz berücksichtigt. Der entsprechende mittlere U-Wert wird mit Hilfe der Transmissionswärmetransferkoeffizienten aller opaken Bauteile HTopak unter Verwendung der Temperatur-Korrekturfaktoren (Fx) berechnet.
Hinweis: Zusätzlich zu den Außenbauteilen werden die wärmeübertragenden Innenflächen bestimmt und daraus ebenfalls ein mittlerer U-Wert (HTopakinnen) für ein pauschales Innenbauteil gegen unbeheizt ermittelt. Alternativ können die Innenflächen über die entsprechenden Fx-Werte berücksichtigt werden und so im pauschalierten Außenbauteil erfasst werden.
2.2 Eingabe von transparenten Bauteile
Abbildung 4: Eingabe der transparenten Flächen nach gleichartig konditionierten Bereichen und Himmelsrichtungen
Die transparenten Bauteile werden getrennt nach Orientierung, Typ, Geometrie (Sturz- und Brüstungshöhe) sowie nach Art und Regelung des Sonnenschutzes bestimmt. Die Eingabe der Flächen der transparenten Bauteile erfolgt im Gegensatz zu den opaken Bauteilen nach den Himmelsrichtungen.
In der Registerkarte Flächenangaben können Sie die Flächen des Fenstertyps für gleichartig konditionierte Bereiche eingeben.
3. Arbeitsschritt: Zuweisung der Hüllfläche (der thermisch gleichartig konditionierten Zonen)
Nachdem die thermisch relevanten Bauteilflächen eingegeben wurde, müssen diese nun noch den Zonen bzw. Räumen zugewiesen werden. Die Zuweisung der Bauteilflächen erfolgt im Abschnitt Geschosse in den entsprechenden Räumen bzw. Raumgruppen.
Abbildung 5: Geschoss- und raumweise Eingabe des Gebäudes
In der Registerkarte Flächenzuordnung wird über entsprechende Checkboxen dem Raum die unterschiedlichen Bauteiltypen (z.B. opake Flächen, Fassadenfenster, usw.) zugeordnet.
Abbildung 6: Durch setzen des Häkchens bei den verschiedenen Bauteiltypen wird pauschal anhand des Grundflächenanteils der Zone am Gesamtgebäude ein Anteil der Bauteilflächen der jeweiligen Zone zugewiesen.
Flächen als Außenbauteil stellen auch die Flächen dar, die an unbeheizte (nicht als Zone) Räume angrenzen. Diese Bauteile werden über die Fx-Werte ebenfalls als Außenbauteile berücksichtigt.
Flächen gegen unkonditionierte Zonen stellen Flächen dar, die gegen eine angelegte jedoch nicht thermisch konditionierte Zone angrenzen. Es muss in diesem Fall aber auch die entsprechende Zone (mit den jeweiligen Zonen-Randbedingungen) angelegt und bei dem entsprechenden Raum ausgewählt werden.
Die zuvor eingegebenen Gesamtflächen der Bauteile (als „Außenbauteil West“ bzw. „Innenbauteil zu unbeheizt“) werden anteilig nach der Nettogrundfläche der Zone (in Bezug auf die Summe der Grundflächen aller relevanten Zonen des jeweiligen thermisch gleichartig konditionierten Bereichs (beheizt, gekühlt, beheizt und gekühlt, unkonditioniert)) aufgeteilt.
Die Aufteilung der transparenten Flächen erfolgt ebenfalls anteilig nach Nettogrundfläche der Zone in Bezug auf die Summe der entsprechenden Zonen.
Vereinfachte Ermittlung von tageslichtversorgten Bereichen
Bei der Berechnung der tageslichtversorgten Bereiche wird die tatsächliche Tiefe des Raumes außer Acht gelassen und die Breite des Tageslichtbereichs gleich der Fensterbreite angenommen.
Modellierung des Referenzgebäudes
Das Referenzgebäude wird (wie im normalen Verfahren auch) so modelliert, wie das zu betrachtende Gebäude. Dabei wird für jeden Bauteiltyp ein mittlerer U-Wert getrennt ermittelt. Somit ergeben sich sinnvoll aufgeführte Bauteilkategorien, so dass sichergestellt wird, dass trotz der Vereinfachungen ein richtiges Referenzgebäude abgebildet werden kann.
Hinweis: Diese Informationen werden von der ZUB Systems GmbH kostenlos bereitstellt. Die Ausführungen stellen insbesondere keine Rechtsberatung dar. Jede Form der Haftung und Gewährleistung für die technische oder sachliche Richtigkeit ist ausgeschlossen.
ZUB | Wilhelm Liese