{"id":3918,"date":"2018-08-06T10:57:08","date_gmt":"2018-08-06T08:57:08","guid":{"rendered":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/?p=3918"},"modified":"2019-08-16T15:45:10","modified_gmt":"2019-08-16T13:45:10","slug":"9-anhang","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/9-anhang\/","title":{"rendered":"9. Anhang"},"content":{"rendered":"

9.5 Heizwerte von Energietr\u00e4gern und Baustoffen<\/h2>\n
<\/div>\n

9.7 Thermische Behaglichkeit<\/h2>\n

9.7.7 Kaltluftabfall an vertikaler Oberfl\u00e4che<\/h2>\n

Die lokale Luftgeschwindigkeit an einer kalten, vertikalen Fl\u00e4che kann gem\u00e4ss SIA 180 [9.2]<\/span><\/span> mit folgendem Ansatz ermittelt werden:<\/p>\n

(A9.1)<\/div>\n
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Um die Luftgeschwindigkeiten in Abh\u00e4ngigkeit des Abstandes x<\/i> von der kalten Fl\u00e4che in 0.1 m \u00fcber Boden abzusch\u00e4tzen, wurden die Regressionskoeffizienten k <\/i>gem\u00e4ss Tabelle A9.2 f\u00fcr R\u00e4ume ohne und mit konvektiven W\u00e4rmelasten bestimmt. Dabei wurden die Werte f\u00fcr den Fall ohne W\u00e4rmelasten experimentell [9.3]<\/span><\/span>, diejenigen f\u00fcr den Fall mit konvektiven W\u00e4rmelasten mithilfe von CFD-Simulationen [9.4]<\/span><\/span> ermittelt. Im letzteren Fall wurde ein Raum (Abmessungen l \u00b7 b \u00b7 h<\/i> = 5 m \u00b7 3 m \u00b7 3 m) mit M\u00f6blierung und internen konvektiven W\u00e4rmelasten angenommen. Der Impuls der Auftriebsstr\u00f6me bei den internen W\u00e4rmequellen verst\u00e4rkt die Abw\u00e4rtsstr\u00f6mung bei der kalten Fl\u00e4che, womit h\u00f6here Luftgeschwindigkeiten am Fusse der kalten Fl\u00e4che resultieren.<\/p>\n

Bei der Beurteilung der W\u00e4rmelastsituation gilt es zu beachten, dass nur die konvektiven W\u00e4rmelasten betrachtet werden. Die sensible W\u00e4rmeabgabe einer Person bei einer ruhig sitzenden T\u00e4tigkeit betr\u00e4gt total 70 W, der konvektive Anteil ca. 35 W. Bei elektrischen Ger\u00e4ten wird ca. 80 % der W\u00e4rmelast konvektiv abgegeben.<\/p>\n

Berechnung des maximal zul\u00e4ssigen <\/b>U<\/i><\/b>-Wertes<\/b><\/h3>\n

Der maximal zul\u00e4ssige W\u00e4rmedurchgangskoeffizient U<\/i> kann, unter Verwendung der Temperaturdifferenz \u0394\u03b8<\/i> zwischen der Raumluft und der kalten Oberfl\u00e4che, mit folgender Gleichung ermittelt werden:<\/p>\n

(A9.2)<\/div>\n
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Aus Gleichung A9.2 ist ersichtlich, dass die einfallende Solarstrahlung die Temperaturdifferenz \u0394\u03b8 <\/i> und somit auch den Kaltluftabfall reduziert. Die kritischen Zust\u00e4nde sind somit bei fehlender Solarstrahlung zu erwarten.<\/p>\n

F\u00fcr den maximal zul\u00e4ssigen U<\/i>-Wert des Bauteils U<\/i>max<\/sub> \u2013 bei einer maximal zul\u00e4ssigen Luftgeschwindigkeit v<\/i>max <\/sub>\u2013 gilt somit Gleichung A9.3 [9.2]<\/span><\/span>:<\/p>\n

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(A9.3)<\/div>\n
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In den Abbildungen A9.1 bis A9.3 wird der Einfluss der Aussenlufttemperatur, der Draught Rate DR und der internen W\u00e4rmelasten auf den maximal zul\u00e4ssigen U-Wert aufgezeigt.<\/p>\n

\"Beispiel<\/div>\n
Abbildung A9.1:\u2002Beispiel maximal zul\u00e4ssiger W\u00e4rmedurchgangskoeffizienten U<\/i> eines Bauteils in Abh\u00e4ngigkeit der Bauteilh\u00f6he und der Aussenlufttemperatur f\u00fcr einen Raum mit internen W\u00e4rmelasten (\u03b8<\/i>i<\/sub> = 21\u00a0\u00b0C, I<\/i>s<\/sub> = 0 W\/m2<\/sup>, DR<\/i> = 15 %,Tu<\/i> = 50 %, Abstand x = 1 m)<\/div>\n

<\/h3>\n
\"Beispiel<\/div>\n
Abbildung A9.2:\u2002Beispiel maximal zul\u00e4ssiger W\u00e4rmedurchgangskoeffizienten U<\/i> eines Bauteils in Abh\u00e4ngigkeit zur Bauteilh\u00f6he und Draught Rate DR f\u00fcr einen Raum mit internen W\u00e4rmelasten (\u03b8<\/i>i<\/sub> = 21\u00a0\u00b0C, \u03b8<\/i>e<\/sub> = 0\u00a0\u00b0C , I<\/i>s<\/sub> = 0 W\/m2<\/sup>, Tu<\/i> = 50 %, Abstand x = 1 m)<\/div>\n

<\/h3>\n
\"Beispiel<\/div>\n
Abbildung A9.3:\u2002Beispiel maximal zul\u00e4ssiger W\u00e4rmedurchgangskoeffizienten U<\/i> eines Bauteils in Abh\u00e4ngigkeit zur Bauteilh\u00f6he f\u00fcr einen Raum mit und ohne interne W\u00e4rmelasten (\u03b8<\/i>i<\/sub> = 21\u00a0\u00b0C, \u03b8<\/i>e<\/sub> = -5\u00a0\u00b0C , I<\/i>s<\/sub> = 0 W\/m2<\/sup>, DR<\/i> = 15 %,Tu<\/i> = 50 %, Abstand x =1 m)<\/div>\n

9.14a Sonnenschutz: Anforderungen und vereinfachte Berechnungsverfahren<\/h2>\n

Gesamtenergiedurchlassgrad des Fensters<\/b><\/h3>\n

Der Gesamtenergiedurchlassgrad eines Fensters setzt sich aus den Anteilen der Verglasung und des Fensterrahmens, gewichtet nach ihren Fl\u00e4chenanteilen, gem\u00e4ss nachfolgender Formel A9.4 zusammen. Der Bereich der w\u00e4rme- und solartechnischen Gr\u00f6ssen von Verglasungen ohne und mit Sonnenschutz sind in Tabelle A9.3 und A9.4 dargestellt, der Bereich des Gesamtenergiedurchlassgrades von Fensterrahmen unterschied-licher Farbe und Rahmen-U-Werte in Tabelle A9.5:<\/p>\n

(A9.4)<\/div>\n
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\"\"<\/p>\n

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Abbildung A9.4:\u2002Gesamtenergiedurchlassungsgrad gf<\/sub> von Fensterrahmen ersetzt Tabelle 9.14.5<\/div>\n

9.14b Nachweisverfahren zum sommerlichen W\u00e4rmeschutz nach SIA 180:2014 (9.2)<\/a><\/h2>\n

Das Geb\u00e4ude ist so zu projektieren und auszuf\u00fchren, dass die Behaglichkeitsanforderungen (zul\u00e4ssiger Bereich der empfundenen Temperatur gem\u00e4ss Abbildung A1.3) bei Nutzungen mit m\u00e4ssi-
\ngen internen spezifischen W\u00e4rmeeintr\u00e4gen von 120 Wh\/m2<\/sup> pro Tag, bei korrekter Bedienung der beweglichen Sonnenschutzeinrichtungen und bedarfsgerechter nat\u00fcrlicher L\u00fcftung, ohne aktive K\u00fchlung, erf\u00fcllt sind.<\/p>\n

Die Norm SIA 180:2014 [9.2]<\/span><\/span><\/a> gibt drei m\u00f6gliche Nachweisverfahren zum sommerlichen W\u00e4rmeschutz an, welche die Problemkreise Nachtausk\u00fchlung, Sonnenschutz, W\u00e4rmed\u00e4mmung und W\u00e4rmespeicherf\u00e4higkeit behandeln. Die drei Verfahren sind in Tabelle A9.6 einander gegen\u00fcbergestellt.<\/p>\n

Das <\/i>Verfahren 1<\/i><\/b> beinhaltet einfache Kriterien zur Wahl der zul\u00e4ssigen Fenstergr\u00f6sse von Wohn- und B\u00fcrobauten mit einem Sonnenschutz von maximal g<\/i> = 0.10, eine beschr\u00e4nkte Auswahl von Bauteilkonstruktionen des Raumes mit einer gen\u00fcgenden W\u00e4rmespeicherf\u00e4higkeit und eine effiziente Nachtausk\u00fchlung durch nat\u00fcrliche L\u00fcftung mit einem Aussenluft-Volumenstrom pro Nettogeschossfl\u00e4che von mindestens 10\u00a0m3<\/sup>\/(h . m2<\/sup>).<\/p>\n

Der maximale Glasanteil eines Raumes mit Personenbelegung darf die in Tabelle A9.7 angegebenen Werte nicht \u00fcberschreiten.<\/p>\n

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Das <\/i>Verfahren 2<\/i><\/b> verlangt ebenfalls eine effiziente Nachtausk\u00fchlung durch nat\u00fcrliche L\u00fcftung mit einem Aussenluft-Volumenstrom pro Nettogeschossfl\u00e4che von mindestens 10\u00a0m3<\/sup>\/(h .<\/sup> m2<\/sup>), l\u00e4sst aber einen gr\u00f6sseren Spielraum bez\u00fcglich Fenstergr\u00f6sse und erforderlichem Sonnenschutz (g<\/i>-Wert abh\u00e4ngig vom Glasanteil und der Orientierung der Fassade) zu (siehe \u00abBauphysik\u00bb Ausgabe 2014, Anhang 9.14). Die innere Oberfl\u00e4chentemperatur in der Mitte der Glasfl\u00e4che des Fensters darf bei bet\u00e4tigtem Sonnenschutz maximal 5 K \u00fcber der Raumlufttemperatur liegen. Dachkonstruktionen \u00fcber bewohnten Dachr\u00e4umen m\u00fcssen einen dynamischen W\u00e4rmedurchgangskoeffizienten U<\/i>24<\/sub> von maximal 0.20\u00a0W\/(m2 <\/sup>.<\/sup> K) aufweisen. Die auf die Nettogeschossfl\u00e4che bezogene W\u00e4rmespeicherf\u00e4higkeit C<\/i>R<\/sub>\/A<\/i>NGF<\/sub> des Raumes muss mindestens 45\u00a0Wh\/m2<\/sup> . <\/sup>K) betragen.<\/p>\n

Das Verfahren 3<\/i><\/b> verlangt eine Simulation mit einem dynamischen thermischen Rechenverfahren zur Darstellung des st\u00fcndlichen Verlaufs der empfundenen Temperatur im Sommer bei vorgegeben Randbedingungen gem\u00e4ss SIA 180:2014<\/a>, Anhang C.1. Mit diesen Randbedingungen werden die Geb\u00e4udeh\u00fclle und die vorhandene Geb\u00e4udemasse bez\u00fcglich dem sommerlichen W\u00e4rmeschutz \u00fcberpr\u00fcft. Mit dem vorgegebenen erh\u00f6hten Aussenluft-Volumenstrom pro Nettogeschossfl\u00e4che von 10\u00a0m3<\/sup>\/(h . <\/sup>m2<\/sup>) zum Abf\u00fchren der W\u00e4rme beim Erreichen einer festgelegten Grenztemperatur wird die verf\u00fcgbare Raumspeicherf\u00e4higkeit getestet. Die empfundenen Temperaturen d\u00fcrfen die obere Grenzkurve von Abbildung A1.3 nicht \u00fcberschreiten. Dieses Verfahren l\u00e4sst einen grossen Spielraum bei der Planung eines Geb\u00e4udes zu. Die Resultate einer dynamischen thermischen Simulation f\u00fcr einen Raum mit einer mittleren W\u00e4rmespeicher-f\u00e4higkeit und einem Glasanteil von f<\/i>g <\/sub>= 60\u00a0% sind beispielhaft in Abbildung A9.4 f\u00fcr den sommerlichen W\u00e4rmeschutznachweis am Klimastandort Z\u00fcrich MeteoSchweiz dargestellt.<\/p>\n

Zur \u00dcberpr\u00fcfung der thermischen Behaglichkeit in R\u00e4umen mit nat\u00fcrlicher L\u00fcftung muss zus\u00e4tzlich ein Rechengang mit den realen Randbedingungen gem\u00e4ss SIA 180:2014, Anhang C.2, durchgef\u00fchrt werden. Dies erm\u00f6glicht die effektiven internen W\u00e4rmelasten gem\u00e4ss Nutzung (Merkblatt SIA 2024 [9.8]<\/span><\/span><\/a>) und die effektive nat\u00fcrliche L\u00fcftung mit einem dynamischen Modell zur Bestimmung der Aussenluftraten mit einer Fensterl\u00fcftung zu ber\u00fccksichtigen (z.B. mit dem Rechenansatz gem\u00e4ss Formel A4.1). Die empfundenen Temperaturen d\u00fcrfen die obere Grenzkurve von Abbildung A1.3 nicht \u00fcberschreiten. Die Resultate einer dynamischen thermischen Simulation f\u00fcr einen Raum mit einer mittleren W\u00e4rmespeicherf\u00e4higkeit, einem Glasanteil f<\/i>g <\/sub>= 60 % und internen W\u00e4rmeeintr\u00e4gen von 180 Wh\/m2<\/sup> pro Tag sind beispielhaft in Abbildung A9.5 f\u00fcr die sommerliche empfundene Temperatur am Klimastandort Z\u00fcrich MeteoSchweiz dargestellt.<\/p>\n

Ist keine nat\u00fcrliche L\u00fcftung m\u00f6glich, muss der Nachweis mittels Simulation und den Randbedingungen gem\u00e4ss SIA 382\/1:2014, Anhang E [9.7]<\/span><\/span><\/a>, gef\u00fchrt werden.<\/p>\n

<\/div>\n
Abbildung A9.4:\u2002Beispiel zum rechnerischen Nachweis des sommerlichen W\u00e4rmeschutzes<\/i> f\u00fcr einen Raum (4 m x 4 m x 2.5 m) mit einer mittleren W\u00e4rmespeicherf\u00e4higkeit und einem Glasanteil von f<\/i>g <\/sub>= 60 % (Randbedingungen nach SIA 180:2014, Anhang C.1)<\/div>\n

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<\/div>\n
Abbildung A9.5:\u2002Beispiel zum Nachweis der sommerlichen empfundenen Temperatur<\/i> f\u00fcr einen Raum (4 m x 4 m x 2.5 m) mit einer mittleren W\u00e4rmespeicherf\u00e4higkeit, einem Glasanteil f<\/i>g <\/sub>= 60 %, internen W\u00e4rmeeintr\u00e4gen von 180 Wh\/(m2 <\/sup>. d) und einseitiger L\u00fcftung \u00fcber einen Fensterfl\u00fcgel B = 0.5 m \/ H = 1.0m (Randbedingungen nach SIA 180:2014, Anhang C.2<\/a>)<\/div>\n

9.18\u2002Terz-\/Oktavmittenfrequenzen und Bewertungs-\/Normkurven<\/h2>\n

<\/p>\n

9.32 Literatur: Anhang<\/h2>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
[9.1]<\/a><\/td>\nSIA Norm 380, Grundlagen f\u00fcr energetische Berechnungen von Geb\u00e4uden<\/i>, Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Z\u00fcrich, 2015<\/td>\n<\/tr>\n
[9.2]<\/a><\/td>\nSIA 180, W\u00e4rmeschutz, Feuchteschutz und Raumklima in Geb\u00e4uden<\/i>, Schweizerischer Ingenieur- und Architekten-Verein, Z\u00fcrich, 2014<\/td>\n<\/tr>\n
[9.3]<\/a><\/td>\nHeiselberg P.: Draught Risk from Cold Vertical Surfaces<\/i>, Building and Environment 29 (1994), 297\u2013301<\/td>\n<\/tr>\n
[9.4]<\/a><\/td>\nManz H., Frank Th.: Analysis of Thermal Comfort near Cold Vertical Surfaces by Means of Computational Fluid Dynamics<\/i>, Indoor and Built Environment 13 (2004),
\n233\u2013242<\/td>\n<\/tr>\n
[9.5]<\/a><\/td>\nGlas im Bauwesen \u2013 Bestimmung der lichttechnischen und strahlungsphysikalischen Kenngr\u00f6ssen von Verglasungen<\/i>, EN 410, CEN Br\u00fcssel<\/td>\n<\/tr>\n
[9.6]<\/a><\/td>\nSonnenschutzeinrichtungen in Kombination mit Verglasungen \u2013 Berechnung der Solarstrahlung und des Lichttransmissionsgrades \u2013 Teil 1: Vereinfachtes Verfahren<\/i>, EN 13363-1:2003+A1:2007, CEN Br\u00fcssel<\/td>\n<\/tr>\n
[9.7]<\/a><\/td>\nSIA 382\/1, L\u00fcftungs- und Klimaanlagen \u2013 Allgemeine Grundlagen und Anforderungen<\/i>, Schweizerischer Ingenieur- und Architekten-Verein, Z\u00fcrich, 2014<\/td>\n<\/tr>\n
[9.8]<\/a><\/td>\nMerkblatt SIA 2024, Standard-Nutzungsbedingungen f\u00fcr die Energie- und Geb\u00e4udetechnik<\/i>, Schweizerischer Ingenieur- und Architekten-Verein, Z\u00fcrich (in Revision)<\/td>\n<\/tr>\n
[9.9]<\/a><\/td>\nSIA Norm 181, Schallschutz im Hochbau<\/i>, Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, Z\u00fcrich, 2006<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

9.5 Heizwerte von Energietr\u00e4gern und Baustoffen 9.7 Thermische Behaglichkeit 9.7.7 Kaltluftabfall an vertikaler Oberfl\u00e4che Die lokale Luftgeschwindigkeit an einer kalten, vertikalen Fl\u00e4che kann gem\u00e4ss SIA 180 [9.2] mit folgendem Ansatz ermittelt werden: (A9.1) Um die Luftgeschwindigkeiten in Abh\u00e4ngigkeit des Abstandes x von der kalten Fl\u00e4che in 0.1 m \u00fcber Boden abzusch\u00e4tzen, wurden die Regressionskoeffizienten k […]<\/p>\n","protected":false},"author":8,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[19],"tags":[],"class_list":["post-3918","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-addendum"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3918","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/users\/8"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=3918"}],"version-history":[{"count":7,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3918\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":6733,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3918\/revisions\/6733"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3918"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=3918"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/enbau-online.ch\/bauphysik\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=3918"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}