Heizlastberechnung und ihre «Grenzen» - Plancal

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Planung
Die EN 12831 – nationale Besonderheiten
Georg Hewelt*
Heizlastberechnung und
ihre «Grenzen»
Die Heizlastberechnung wurde mit der EN 12831 auf «europäische» Grundlagen
gestellt. Es sollte eine einheitliche Berechnungsgrundlage in den Mitgliedsländern
des Europäischen Komitees für Normung (CEN) geschaffen
werden. Trotzdem existieren nationale Besonderheiten und Unterschiede
selbst zwischen der Schweiz, Deutschland und Österreich.
Neben einer nötigen Überarbeitung der
zum Teil recht in die Jahre gekommenen nationalen
Normen stand mit der Erarbeitung
der EN 12831 die Erstellung einer einheitlichen
Berechnungsgrundlage im Zentrum
der Bemühungen.
Die SIA 384.201 ist seit 1. März 2005 in der
Schweiz in Kraft. Nach einer Übergangsphase
sind die Diskussionen über diese
Norm nicht verstummt. Trotzdem ist die
EN 12831 mit dem Schweizer Anhang inzwischen
tägliches Handwerkszeug für den
Haustechnik-Planer.
Berechnungsdifferenzen
trotz Normierung
Der Anhang D der EN 12831 gibt nur so
genannte Überschlags- bzw. «Default-Werte»
an, die nur angewendet werden sollen,
wenn keine nationalen Werte vorliegen.
In Deutschland und Österreich sind genau
so wie in der Schweiz nationale Anhänge
erschienen, die den Anhang D der
EN 12831 ersetzen (Deutschland, DIN EN
12831 Beiblatt 1; Österreich, «Vornorm
ÖNORM H7500»).
Auch wenn die EN 12831 im europäischen
Text ausdrücklich die nationalen Eingriffe über
die nationalen Anhänge vorschlägt, so überrascht
doch die Vielfältigkeit der unterschiedlichen
Festlegungen, die in Einzelbereichen
der Berechnung zu völlig unterschiedlichen
Abläufen führt und «unterm Strich» deutliche
Berechnungsdifferenzen aufweist.
Verfahren
zur Heizlastbestimmung
Die EN 12831 kennt zwei grundlegende Verfahren
zur Ermittlung der Heizlast. Einerseits
das vereinfachte Verfahren, das über den
Europäischen Anhang auf Wohngebäude
und einer Luftdichtigkeit der Gebäudehülle
von n50 < 3 h -1 beschränkt ist. Andererseits
das differenzierte Verfahren, welches alle
weiteren Berechnungsfälle abdecken soll.
Der nationale Anhang der Schweiz besagt:
«Die Wärmeverluste dürfen nicht mit dem
vereinfachten Verfahren, … Der Berech-
Die Heizlastberechnung, mit der EN 12831 eigentlich auf «europäische» Grundlagen gestellt, führt dennoch
zu Unterschieden selbst zwischen Schweiz, Deutschland und Österreich. (Bild: www.erdgashaus.de)
Luftdichtigkeit von Gebäuden
Die Luftdichtigkeit von Gebäuden wird mit
einem Differenzdrucktest (Blower-Door-Test)
bestimmt. Durch einen Ventilator wird innerhalb
des Gebäudes ein konstanter Überdruck/Unterdruck
von (z.B.) 50 Pa erzeugt
und gehalten. Die durch Gebäudeundichtigkeiten
ausströmende Luftmenge wird dabei
gemessen. Der n50-Wert (Einheit: 1/h) gibt
an, wie viel mal das Innenraumvolumen pro
Stunde umgesetzt wird. (Quelle: www.
cwaller.de/teil5_3_gebaeudeklima.htm)
nungsgang ist zu wenig detailliert und führt
zu ungenauen Resultaten».
Nationaler Anhang Deutschland: «Beide Verfahren
sind zulässig und für beide Verfahren
stehen entsprechende Werte im nationalen
Anhang zur Verfügung». Der nationale Anhang
für Österreich hingegen liefert keinen
Hinweis auf das vereinfachte Verfahren.
Der Planer kann hier nur den Kopf schütteln.
Die Schweiz hat das vereinfachte Verfahren
aus gutem Grunde deutlich abgestraft
und es für unzulässig erklärt. Tabelle
1 informiert über weitere Unterschiede der
Umsetzung in den einzelnen Ländern.
Beispielberechnungen
In den Tabellen 2 bis 4 dargestellten Berechnungen
sind die Ergebnisse dreier Räume
nach den unterschiedlichen nationalen Anhängen
einander gegenübergestellt.
Die Summe ist der Gesamt-Normwärmeverlust
Fi für einen beheizten Raum und
setzt sich aus dem Norm-Transmissionswärmeverlust
FT,i und dem Norm-Lüftungswärmeverlust
FV,i zusammen.
Richtwerte
Mittlere Bauqualität der U-Werte und
Wärmebrücken, Norm-Aussentemperatur
(-12 °C), mittlere Aussentemperatur (8 °C),
angrenzende Temperatur (20 °C), Decken
und Fussböden gegen Nachbarraum
(Deutschland/Österreich 14 °C, CH 20 °C).
Beispiel Büroraum
Die in der Berechnung nach dem «Anhang
Deutschland» gewählte pauschale Berechnung
der Wärmebrücken führt im Vergleich
Software unterstützt Planer
Mit der EN 12831 stehen Planer vor dem
Problem, bei grenzüberschreitenden Planungen
nach dem jeweiligen nationalen
Anhang zu rechnen.
Die Plancal AG ist hier in der Lage, eine innovative
Lösung anzubieten. In der Berechnungs-
und CAD-Software «nova» kann
die Eingabe der Heizlast über eine manuelle
oder zeichnerische Erfassung unabhängig
vom verwendeten nationalen Anhang
erfolgen, und es ist jederzeit möglich, zwischen
den einzelnen Anhängen der EN
12831 zu wechseln. Bauteilabmessungen
werden automatisch korrigiert.
Spektrum GebäudeTechnik – SGT 5/ 2006

zur detaillierten Betrachtungsweise nach
dem CH-Anhang zu einem 5 W geringeren
Ergebnis. Die deutlichen Unterschiede ergeben
sich durch die unterschiedlichen
minimalen Luftwechsel. (Deutschland/Österreich
1,0 h -1 zu CH mit 0,3 h -1 ).
Beispiel WC
Die deutlichen Unterschiede im WC resultieren
zum einen aus den unterschiedlichen
Temperaturvorgaben und zum anderen
aus den geringeren Luftwechseln in der
Schweiz.
Beispiel Wohnzimmer
Der unterschiedliche Transmissionswärmebedarf
im Vergleich Deutschland/Österreich
zur Schweiz resultiert fast ausschliesslich aus
der Betrachtung nach dem CH-Anhang die
angrenzende Wohnung mit gleicher Temperatur
zu rechnen. Die unterschiedlichen
Ergebnisse bei der Lüftungsheizlast resultieren
wieder aus dem unterschiedlichen
minimalen Luftwechsel. (Deutschland/Österreich
0,5 h -1 zu CH mit 0,3 h -1 ).
Grenzüberschreitende Planungen
Viele Planer stehen mit der Einführung
der EN 12831 vor dem Problem, dass bei
grenzüberschreitenden Planungen nach
Planung
Tabelle 1 – Weitere Unterschiede im Überblick
Schweiz
Umsetzung für die Länder
Deutschland Österreich
Vereinfachtes Verfahren nicht zulässig zulässig in Anhang nicht aufgenommen
Korrektur der Aussentemperatur ja – Korrektur für Höhenabweichung nein
und Zeitkonstante
nein
Gebäudeabmessung ½ Innenwand / Aussenkante ½ Innenwand / Aussenkante Innenkante Innenwand / Aussenkante
Aussenwand Aussenwand Aussenwand
Innentemperatur (Beispiel WC) 18 °C 20 °C 15 °C
Aufheizleistung entfallen keine Regelausführung mit Bauherr abzustimmen
Mindestluftwechsel Pauschal 0,3 h-1 Wohnzimmer 0,5 h-1 , Büro 1,0 h-1 Besprechung 2,0 h-1 , Büro 1,0 h-1 Besprechung 2,0 h-1 Infiltration wie EN 12831,
jedoch bei Neubauten = 0 h
wie EN 12831 wie EN 12831
-1
Wärmebrücken Wärmebrücken können nach Wärme- kann pauschal berechnet werden kann pauschal berechnet werden
brückenkatalog erfasst werden
Darstellung der Wärmeströme
gemäss Berechnung eines
Projekts aus «Plancal nova».
(Bilder: Plancal)
Länder deren Normungsinstitute im CEN Mitglied sind.
Tabelle 2 – Büroraum
Schweiz Deutschland Österreich
FT,i 275 W 270 W 260 W
FV,i 145 W 465 W 465 W
Fi 420 W 735 W 725 W
% Fi 100 % 175 % 173 %
Beispiel Büroraum: 15 m 2 , eine Aussenwand,
Lüftung (natürlich), Innenwand, Innentüre,
Decke, Fussboden kein Wärmeverlust,
da angrenzend gleiche Temperatur.
Tabelle 3 – WC
Schweiz Deutschland Österreich
FT,i 67 W 140 W 9 W
FV,i 17 W 88 W 78 W
Fi 84 W 228 W 87 W
% Fi 100 % 271 % 104 %
Beispiel WC: 1,7 m 2 , 2x Aussenwand, 2x
Aussenfenster, Lüftung (natürlich).
Tabelle 4 – Wohnzimmer
Schweiz Deutschland Österreich
FT,i 715 W 885 W 847 W
FV,i 241 W 388 W 388 W
Fi 956 W 1273 W 1235 W
% Fi 100 % 133 % 129 %
Beispiel Wohnzimmer: 25 m 2 , 2x Aussenwand,
2x Aussenfenster, Lüftung (natürlich).
dem jeweiligen nationalen Anhang gerechnet
werden muss. Die Plancal AG bietet hier
eine innovative Lösung an.
In der Berechnungs- und CAD-Software
«nova» kann unabhängig vom verwendeten
nationalen Anhang die Eingabe der Heizlast
über eine manuelle oder zeichnerische Erfassung
erfolgen. Beim Einlesen der Heizlastinformationen
werden dann die Bauteilabmessungen
für die einzelnen nationalen
Anhänge analysiert und bereitgestellt. Somit
ist es jederzeit möglich, zwischen den einzelnen
Anhängen der EN 12831 zu wechseln.
Die Bauteilabmessungen werden automatisch
korrigiert. Allein die raumspezifischen
Daten wie Mindestluftwechsel oder Innentemperaturen
müssen geändert werden.
Hierbei wird der Anwender über eine klare
Menuführung und interaktive HTML-Tabellen,
die Erläuterungen zu den jeweiligen
Parametern der EN anbieten, unterstützt.
Auch die Hotline der Plancal AG kann zu
allen drei nationalen Anhängen inhaltlich
und programmtechnisch Hilfestellung leisten.
Bei einem internen Test der Plancal AG
benötigte man für ein Projekt mit 120 Räumen
für die Umstellung aller Berechnungsdaten
etwa 20 Minuten.
Spektrum GebäudeTechnik – SGT 5/ 2006 3
Fazit
Die Wunschvorstellung, dass sich durch die
EN 12831 in Europa eine vereinheitlichte
Heizlastberechnung ergibt und hiermit eine
Berechnung, die beispielsweise in der Schweiz
erstellt wurde, auch in anderen Ländern anwendbar
ist, erfüllt sich leider nicht.
Dieser Artikel wurde zusammengefasst und
steht in vollem Umfang unter der Homepage:
www.plancal.ch zur Verfügung. l
Weitere Informationen:
Plancal AG, Seestrasse 5a, 8810 Horgen
Tel. 044 727 44 44, Fax 044 727 44 45
www.plancal.ch, verkauf@plancal.ch
* Georg Hewelt, seit 2002 Produktmanager bei
der Plancal GmbH Sankt Augustin Deutschland,
beschäftigt sich unter anderem mit der Umsetzung
der EN 12831 in die CAD- und Berechnungssoftware
nova und wurde für diesen Artikel
von den Mitarbeitern der Plancal AG, Horgen,
unterstützt.