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Sommerlicher Winterschutz

= Ziel des Sommerlichen Wärmeschutz ist es, Raumtemperatur zu vermeiden, die über der Außentemperatur liegen

Ziel:

Vermeidung von Raumtemperaturen die über der Außentemperatur liegen

Maßnahmen:

- Reduzierung der Wärmeenergie, die in Innenräume eindringt

- umfasst Maßnahmen, die:

  • einer unzuträglichen Temperaturerhöhung entgegen wirken
  • indem sie das Eindringen von Wärmeenergie in Innenräume reduzieren

Folgen unangemessener Sommerlicher Wärmeschutz

  • stark ansteigende Raumtemperatur
  • Wohlbefinden der Nutzer sinkt
  • Beeinträchtigung der Konzentrationsfähigkeit der Nutzer
  • man benutzt energieintensive Kühlmaßnahmen

Transmission

Strahlungsanteil, der ins Gebäudeinnere gelangt

Reflexion

Strahlungsanteil der reflektiert wird


Sonnenschutzverglasung

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Außenklimatische Bedingung

Sonnenstand & Gebäudeausrichtung

  • Sonnenstand ändert sich im Laufe des Jahres
  • Sonne steht hoch -> kurze Sonnenstrahlen
  • Sonne steht tief -> Lange Sonnenstrahlen

Diffuse Sonnenstrahlung

  • Sonnenstrahlen können direkt oder diffus auf die Erden treffen

Direkte Sonnenstrahlung

  • ohne Hindernisse, direkt von der Sonne

Diffuse Strahlung

  • entsteht, wenn Sonnenlicht auf Wolken oder Hindernisse trifft
  • es wird dabei: reflektiert, absorbiert oder wieder ausgestrahlt gestreut, gebeugt oder gebrochen

Diffuse Strahlung:

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Sonnenstand und Ausrichtung

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Einflussfaktoren für Aufwärmung von Räumen

  • Orientierung, Neigung & Größe der transparenten Außenbauteile
  • Gesamtenergiedurchlassgrad -> Gwert (bei Fenster)
  • Wirksamkeit der Sonnenschutzvorrichtung
  • Raumgeometrie
  • Speicherfähigkeit der Umfassungsbauteile => Cwirk
  • Intensität der Raumlüftung

Einfluss auf die Innenraumtemp.

(Verglasung)

Ausrichtung der Fenster

  • Orientierung: Hat Einfluss darauf, wie gut ein Haus im Winter warm bleibt & im Sommer kühl bleibt
  • Im Winter: Man möchte möglichst viel Wärme durch die Sonne gewinnen
  • -> deshalb sollten die großen Fenster nach Süden zeigen - dort scheint die Sonne am meisten
  • Im Sommer: Wenn es keinen Sonnenschutz gibt, kann es in den Räumen zu heiß werden

Orientierung

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Neigung von Fenster

  • Wenn Fenster flacher geneigt sind (z.B. Dachfenster oder Glaskuppeln), kommt mehr Sonnenlicht direkt in den Raum
  • Dadurch wird mehr Energie (Wärme) in den Raum gebracht
  • Bei flachen Fenster: besonders guten Sonnenschutz, damit es im Raum nicht zu heiß wird

Gesamtenergiedurchlassgrad (g-Wert)

= beschreibt den Gesamtenergiedurchlassgrad durch die Verglasung

Gesamtenergiedurchlassgrad (g-Wert) von Verglasungen

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g-Wert verschiedener Verglasungen

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Vermeidung von Überhitzung

Wärmeschutzverglasung

Maßgebliche Kennwerte:

  • Solare Gewinne: g-wert
  • Wärmeverluste: U-wert
  • auf Innenseite mit Metalloxid beschichtet

Prinzip Wärmeschutzverglasung

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Isolierverglasung

  • Wärmetechnisch verbesserter Abstandshalter im Randbereich
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Sonnenschutzverglasung

  • wenn Glas eine Sonnenschutz - Beschichtung hat, wird es meist weniger durchsichtig
  • => das bed. weniger Licht kommt durch - aber auch weniger Wärme

Prinzip Sonnenschutzverglasung

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Sonnenschutzvorrichtung

Anordnung des Sonnenschutzes

Ziel:

  • Menschen & Gebäude sollen vor starker Sonnenstrahlung geschützt werden - damit es nicht blendet, keine Spiegelungen entstehen & es nicht zu heiß wird


Wo kann man Sonnenschutz anbringen?

  • Innen (z.B. Vorhänge, Rollos)
  • Zwischen den Glasscheiben
  • Außen (z.B. Rollläden, Fensterläden)

Wichtig:

  • Der Ort des Sonnenschutzes beeinflusst stark, wie gut er wirkt

=> " Außenschutz wirkt am besten gegen Hitze"

Einfluss des Sonnenschutzes hängt stark von dessen Lage ab

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Außenliegender Sonnenschutz & gegen g-total

  • Der Einfluss vor Sonnenschutzvorrichtungen wird bei der Betrachtung des Gesamtdurchlasses berücksichtigt

Formel: Außenliegender Sonnenschutz

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Bsp. für die Reduzierung des Gesamtenergieeintrages durch

außenliegenden Sonnenschutz

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Raumgeometrie

Einflussfaktoren:

  • Raumtiefe
  • Fensterflächenanteil
  • Ausrichtung der Fenster

Temperaturverlauf – Phasenverschiebung

Einfluss der Bauteilmasse

  • thermische Masse eines Bauteils hat Einfluss auf die Amplitudendämpfung & Phasenverschiebung der äußeren Temperaturanregung

Einfluss der Bauteilmasse:

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Speicherfähigkeit der Umfassungsbauteile

( Cwirk )

Wärmespeicherung durch Bauteile

  • Wenn die Wände, Decken & Böden eines Gebäudes massiver (also schwerer) sind, wird der Raum langsamer warm

=> " Schwere Bauteile speichern Wärme besser & geben sie langsamer an den Raum ab"

- Wichtig dafür sind:

  • Die Wärmespeicherfähigkeit der Materialien (z.B. Beton speichert mehr Wärme als Holz)
  • Dicke der verwendeten Materialien

Arten der Raumlüftung

Freie Lüftung

  • Frische Luft kommt von selbst ins Gebäude -> z.B. durch geöffnete Fenster
  • Natürliche Luftbewegung (Thermik)

Mechanische Lüftung:

  • die Luft wird mit Lüftungsanlagen oder Ventilatoren bewegt -> technisch gesteuert

Fensterlüftung:

  • durch Öffnen des Fenster

Lüftung - Einfluss von Tag & Nachtlüftung

  • die beste Zeit zum Lüften ist in der Nachthälfte, also früh morgens
  • dann ist die Außentemperatur am niedrigsten und die Raumluft kann effektiv gekühlt werden

Nutzereinfluss - Sonnenschutz & Lüftung

  • Sonnenschutz funktioniert nur, wenn die Nutzer wissen, wie & wann man ihn einsetzt;
  • wird der Sonnenschutz nicht benutzt oder das Fenstertagsüber bei Hitze geöffnet, hilft auch die beste Planung nichts
  • Wenn man Sonnenschutz richtig steuert, braucht man weniger künstliches Licht - das spart Strom & vermeidet zusätzliche Wärme
  • Optimum: regelbare Sonnenschutzvorrichtungen mit automatischen Steuerung

Sommerlicher Wärmeschutz - Wann muss ein Nachweis gemacht werden?

Laut DIN 4108 - 2: 2013 -02

  • Der Nachweis muss mind. für den kritischsten Raum in Gebäude gemacht werden
  • In der Regel: der kleinste Aufenthaltsraum, mit Südrichtung & einem hohen Fensterflächenanteil;

Ergebnis:

  • Anzahl der Übertemperaturgradstd. -> Das sind Zeiten, in denen die Raumtemperatur über dem zulässigen Grenzwert liegt

Bemessung des sommerlichen Wärmeschutzes nach DIN 4108-2

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Sommerlicher Wärmeschutzes nach DIN 4108-2

Wann ist Nachweisführung konkret notwendig?

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Nachweisverfahren nach DIN 4108-2

  1. Statisches Verfahren
  2. Dynamisches Verfahren

Statisches Verfahren


  • Einfache, tabellarische Berechnung
  • Man rechnet mit einem festen Wert: Sonneneintragskennwert (S)
  • = zeigt, wie viel Sonnenenergie in den Raum gelangt


Dynamisches Verfahren


  • Aufwändiger - mit Computersimulation
  • Es wird geprüft, wie oft es zu heiß im Raum wird


Vergleich der Verfahrensarten – Einflussfaktor Klimarandbedingungen

Statisches Verfahren (DIN 4108-2, Abs. 8.3):


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Vergleich der Verfahrensarten – Einflussfaktor Klimarandbedingungen

Dynamisches Verfahren (DIN 4108-2, Abs. 8.4):

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Nachweisführung nach DIN 4108-2

Vergleich der Verfahrensarten – Einflussfaktor Raumgeometrie

Statisches Verfahren (DIN 4108-2, Abs. 8.3):


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Nachweisführung nach DIN 4108-2

Vergleich der Verfahrensarten – Einflussfaktor Raumgeometrie

Dynamisches Verfahren (DIN 4108-2, Abs. 8.4):

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Nachweisführung nach DIN 4108-2

Vergleich der Verfahrensarten – Einflussfaktor Fensterorientierung & -neigung

Statisches Verfahren (DIN 4108-2, Abs. 8.3):

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Fensterorientierung & Neigung im Vergleich

Statisches Verfahren (DIN 4108-2, Abs. 8.3):


  • weil Fenster nach Norden weniger Sonne bekommen, werden diese weniger stark berücksichtigt
  • wenn Fenster geneigt sind (z.B. Dachfenster) trifft mehr Sonne ein -> es gibt einen Zuschlag

Fensterorientierung & Neigung im Vergleich

Dynamisches Verfahren (DIN 4108-2, Abs. 8.4):

  • hier wird das Gebäude mit seinen echten Fenstern & deren Neigung als 3D-Modell simuliert
  • Dadurch ist die Berechnung genauer, weil Schatten, Ausrichtung & Neigung realistisch berücksichtigt werden

Nachweisführung nach DIN 4108-2

Vergleich der Verfahrensarten – Einflussfaktor Fensterorientierung & -neigung

Dynamisches Verfahren (DIN 4108-2, Abs. 8.4):

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Nachweisführung nach DIN 4108-2

Vergleich der Verfahrensarten – Einflussfaktor Fensterorientierung & -neigung

Statisches Verfahren (DIN 4108-2, Abs. 8.3):

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Nachweisführung nach DIN 4108-2

Vergleich der Verfahrensarten – Einflussfaktor Fensterorientierung & -neigung

Dynamisches Verfahren (DIN 4108-2, Abs. 8.4):

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Vergleich der Verfahrensarten – Einflussfaktor Bauart

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Nachweisführung nach DIN 4108-2

Vergleich der Verfahrensarten – Sonnenschutz

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Nachweisführung nach DIN 4108-2

Vergleich der Verfahrensarten – Einflussfaktoren Glas + Sonnenschutz

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Nachweisführung nach DIN 4108-2

Vergleich der Verfahrensarten – Einflussfaktor bauliche Verschattung

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Nachweisführung nach DIN 4108-2

Vergleich der Verfahrensarten – Einflussfaktor Nachtlüftung

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Nachweisführung nach DIN 4108-2

Vergleich der Verfahrensarten – Einflussfaktor Gebäudenutzung

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Nachweisführung nach DIN 4108-2

Vergleich der Verfahrensarten – Nachweisführung

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Nachweisführung nach DIN 4108-2

Vergleich der Verfahrensarten – Nachweisführung

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