Vortrag von Herrn Dr.-Ing. Schild - Fachverband der Ziegelindustrie

Lehrstuhl Bauphysik und Technische Gebäudeausrüstung
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Wolfgang M. Willems
technische universität
dortmund
Anforderungen
Beispiel
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Energieeinsparverordnung 2014
Auswirkungen auf die zweischalige Wandkonstruktion,
Wärmebrückenoptimierte Regeldetails,
Sommerlicher Wärmeschutz
Dr.-Ing. Kai Schild
Technische Universität Dortmund
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
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Anforderungen
Beispiel
1
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Umsetzbares Effizienzniveau ist abhängig vom Energiepreisniveau!
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
2
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Anforderungen
Beispiel
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Referenzgebäude Wohngebäude (Zusammenfassung)
Gebäudehülle
. U-Werte pro Bauteilkategorie
. Wärmebrückenzuschlag UWB = 0,05 W/(m²K)
. Luftdichtheitstest
Heizung
. Öl-Brennwert-Kessel
. Verteilung 55/45, hydr. abgeglichen
. Heizkörper, 1K-Ventile
Trinkwarmwasser
. Öl-Brennwert-Kessel
. Solare Trinkwarmwasserbereitung
. mit Zirkulation
Lüftung
. zentrale Abluftanlage
. Bedarfsgeführt
. Gleichstromventilatoren
ab 01.01.2016: pauschale Verschärfung um 25 %
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
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Anforderungen
Beispiel
3
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Primärenergiefaktoren
ab 2016: 1,8
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
4
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Anforderungen
Beispiel
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Gebäudehülle Wohngebäude
Maximaler spez. Transmissionswärmeverlust
H´T in W/(m²K)
Gebäudetyp
AN  350 m²
0,40
AN > 350 m²
0,50
Freistehende Wohngebäude
Einseitig angebaute Wohngebäude
mit AN  350 m²
0,45
Zweiseitig angebaute Wohngebäude
mit AN  350 m²
0,65
Erweiterung und Ausbau von Wohngebäuden
0,65
Alle anderen Wohngebäude
0,65
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
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Anforderungen
Beispiel
5
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Gebäudehülle Wohngebäude
Demnächst zusätzlich: Kopplung an das Referenzgebäude!
• Ab dem 1. Januar 2016 darf der spezifische, auf die wärmeübertragende
Umfassungsfläche bezogene Transmissionswärmeverlust eines zu
errichtenden Wohngebäudes das 1,0fache des entsprechenden Wertes des
jeweiligen Referenzgebäudes nicht überschreiten.
• Die jeweiligen Höchstwerte für H´T dürfen dabei nicht überschritten
werden.
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
6
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Anforderungen
Beispiel
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Gebäudehülle Wohngebäude
Beispiel: freistehendes Mehrfamilienhaus
2014
2016
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
7
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Anforderungen
Beispiel
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Gebäudehülle Nichtwohngebäude
Maximaler mittl. Wärmedurchgangskoeffizient
Um in W/(m²K)
Gebäudetyp
EnEV 2009
EnEV 2014
bis 31.12.2015 ab 01.01.2016
i  19 °C
0,35
0,35
0,28
opake Außenbauteile
12  i < 19 °C
i  19 °C
0,50
1,9
1,9
1,5
Transparente Außenbauteile
12  i < 19 °C
i  19 °C
2,8
1,9
1,9
1,5
Vorhangfassaden
12  i < 19 °C
Glasdächer, Lichtbänder,
Lichtkuppeln
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
i  19 °C
12  i < 19 °C
3,0
3,1
3,1
2,5
3,1
8
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Anforderungen
Beispiel
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Beispiel: Wohngebäude
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Anforderungen
Beispiel
9
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Gebäudehülle
Außenwand monolithisch, 36,5 cm WLG 100
UAW
0,25 W/m²K)
Bodenplatte, 8 cm WLG 040
UG
0,40 W/(m²K)
Kehlbalkendecke, 16 cm WLG 035
UD1
0,24 W/(m²K)
Steildach, 16 cm WLG 035
UD2
0,26 W/(m²K)
Fenster
UW
1,10 W/(m²K)
UWB
0,05 W/(m²K)
Wärmebrückenzuschlag
Blower-Door-Test
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ja
10
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Anforderungen
Beispiel
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Gebäudetechnik
Viessmann Vitodens 300W,
Hocheffizienzpumpe
freie Heizflächen 55/45, P-Regler 1K
Heizung
über Gas-BW-Kessel,
zus. solar unterstützt,
keine Zirkulation
Trinkwarmwasser
Lüftung
freie Lüftung über Fensteröffnung
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Anforderungen
Beispiel
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Ergebnis – EnEV 2014 (Ausgangszustand)
Primärenergiebedarf
V1: EnEV 2014
V2: wie V1, aber EnEV 2016
Gebäudehülle
IST
REF
IST/REF
in %
IST
MAX
REF
93,1
96,7
-3,6
0,399
0,400
0,387
Ausgangszustand erfüllt die
Anforderungen der EnEV 2014!
V3: V2 + Gebäudehülle
V4: Hülle etwa wie V1, aber
Erd-WP
V5: Hülle etwa wie V1, aber
Pelletkessel
V6: Hülle etwa wie V1, zus.
Lüftung 80 %
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
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Anforderungen
Beispiel
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Ergebnis – EnEV 2016
Primärenergiebedarf
Gebäudehülle
IST
REF
IST/REF
in %
IST
MAX
REF
V1: EnEV 2014
93,1
96,7
-3,6
0,399
0,400
0,387
V2: wie V1, aber EnEV 2016
93,1
72,5
+ 28,5
0,399
0,400
0,387
V3: V2 + Gebäudehülle
V4: Hülle etwa wie V1, aber
Erd-WP
Zu beachten:
1. Es gibt keine exakte 25 % Verschärfung!
2. Bei H´T gilt nun auch das Referenzgebäude!
V5: Hülle etwa wie V1, aber
Pelletkessel
V6: Hülle etwa wie V1, zus.
Lüftung 80 %
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
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Anforderungen
Beispiel
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Ergebnis – EnEV 2016, Erfüllung durch bauliche Maßnahmen
Primärenergiebedarf
Gebäudehülle
IST
REF
IST/REF
in %
IST
MAX
REF
V1: EnEV 2014
93,1
96,7
-3,6
0,399
0,400
0,387
V2: wie V1, aber EnEV 2016
93,1
72,5
+ 28,5
0,399
0,400
0,387
V3: V2 + Gebäudehülle
72,2
72,5
-0,5
0,262
0,400
0,387
V4: Hülle etwa wie V1, aber
Erd-WP
Rein bauliche Zielfindung ist aufwändig!
V5: Hülle etwa wie V1, aber
Pelletkessel
V6: Hülle etwa wie V1, zus.
Lüftung 80 %
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Beispiel
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Ergebnis – EnEV 2016, Erfüllung durch bauliche Maßnahmen
Notwendige Gebäudehülle für V3
Außenwand monolithisch, 42 cm WLG 100
UAW
0,23 W/m²K)
Bodenplatte, 18 cm WLG 040
UG
0,21 W/(m²K)
Kehlbalkendecke, 26 cm WLG 035
UD1
0,16 W/(m²K)
Steildach, 26 cm WLG 035
UD2
0,16 W/(m²K)
Fenster
UW
0,95 W/(m²K)
UWB
0,01 W/(m²K)
Wärmebrückenzuschlag
Blower-Door-Test
ja
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Anforderungen
Beispiel
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Ergebnis – EnEV 2016, Erfüllung durch gebäudetechnische Maßnahmen
Primärenergiebedarf
Gebäudehülle
IST
REF
IST/REF
in %
IST
MAX
REF
V1: EnEV 2014
93,1
96,7
-3,6
0,399
0,400
0,387
V2: wie V1, aber EnEV 2016
93,1
72,5
+ 28,5
0,399
0,400
0,387
V3: V2 + Gebäudehülle
72,2
72,5
-0,5
0,262
0,400
0,387
V4: Hülle etwa wie V1, aber
Erd-WP
44,2
70,6
-37,3
0,386
0,400
0,387
V5: Hülle etwa wie V1, aber
Pelletkessel
Dach + Kehlbalkendecke:
16 cm + 5 cm Untersparrendämmung
V6: Hülle etwa wie V1, zus.
Lüftung 80 %
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Anforderungen
Beispiel
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Ergebnis – EnEV 2016, Erfüllung durch gebäudetechnische Maßnahmen
Primärenergiebedarf
Gebäudehülle
IST
REF
IST/REF
in %
IST
MAX
REF
V1: EnEV 2014
93,1
96,7
-3,6
0,399
0,400
0,387
V2: wie V1, aber EnEV 2016
93,1
72,5
+ 28,5
0,399
0,400
0,387
V3: V2 + Gebäudehülle
72,2
72,5
-0,5
0,262
0,400
0,387
V4: Hülle etwa wie V1, aber
Erd-WP
44,2
70,6
-37,3
0,386
0,400
0,387
V5: Hülle etwa wie V1, aber
Pelletkessel
26,1
70,6
-63,1
0,386
0,400
0,387
V6: Hülle etwa wie V1, zus.
Lüftung 80 %
70,0
72,8
-3,9
0,386
0,400
0,387
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Anforderungen
Beispiel
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Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Ergebnis – Endenergiebedarf und Energiekosten
Energiekosten
Endenergiebedarf
in kWh / Jahr
€ / kWh
€ / Jahr
V1: EnEV 2014
12.416
0,075
931
V3: wie V1, + Gebäudehülle
9.526
0,075
714
V4: Hülle wie V1, aber Erd-WP
3.372
0,20
674
V5: Hülle wie V1, aber Pelletkessel
16.589
0,055
912
V6: Hülle wie V1, zus. Lüftung 80 %
9.206
0,075
690
Variante
Welche Umsetzungsvariante der EnEV 2106 ist wirtschaftlich?
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
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Anforderungen
Beispiel
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Zweischalige Wand mit Luftschicht und Wärmedämmung
Innenputz,
 = 0,7 W/(mK)
Tragschale,
 = 0,56 W/(mK)
Mineralfaser,
 = 0,035 W/(mK)
Luftschicht,
R = 0,18 m²K/W
Verblender,
 = 0,99 W/(mK)
U = 0,27 W/(m²K)
1
17,5
10
4
11,5
Maße in cm
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
19
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technische universität
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Anforderungen
Beispiel
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Zweischalige Wand mit Kerndämmung und Fingerspalt
Innenputz,
 = 0,7 W/(mK)
Tragschale,
 = 0,56 W/(mK)
Mineralfaser,
 = 0,032 W/(mK)
Luftschicht,
R = 0,15 m²K/W
Verblender,
 = 0,99 W/(mK)
U = 0,19 W/(m²K)
1
17,5
14
11,5
Maße in cm
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
20
Lehrstuhl Bauphysik und Technische Gebäudeausrüstung
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Wolfgang M. Willems
technische universität
dortmund
Anforderungen
Beispiel
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Zweischalige Wand mit Kerndämmung und Fingerspalt
Innenputz,
 = 0,7 W/(mK)
Tragschale,
 = 0,56 W/(mK)
Mineralfaser,
 = 0,035 W/(mK)
Verblender,
 = 0,99 W/(mK)
U = 0,16 W/(m²K)
1
17,5
20
11,5
Maße in cm
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
21
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technische universität
dortmund
Anforderungen
Beispiel
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Zweischalige Wand mit Kerndämmung und Fingerspalt
Innenputz,
 = 0,7 W/(mK)
Tragschale,
 = 0,56 W/(mK)
Resolharz,
 = 0,022 W/(mK)
Luftschicht,
R = 0,15 m²K/W
Verblender,
 = 0,99 W/(mK)
U = 0,14 W/(m²K)
1
17,5
14
11,5
Maße in cm
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
22
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Anforderungen
Beispiel
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Beispiele für Wärmebrücken
Erker
Attika
Sockel
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
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technische universität
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Anforderungen
Beispiel
23
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Identifikation der Problempunkte
Ein durchschnittliches EFH hat
rund 20 – 30 Wärmebrücken!
→ m = 0,05 · 350 / 250 = 0,07
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
24
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dortmund
Anforderungen
Beispiel
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Berücksichtigung von Wärmebrücken im EnEV-Nachweis
Pauschale Berücksichtigung von Wärmebrücken
•
•
•
ohne Nachweis: ∆UWB = 0,10 W/(m²·K)
Innendämmung + Massivdecke: ∆UWB = 0,15 W/(m²·K)
Gleichwertigkeitsnachweis (DIN 4108, Bbl.2): ∆UWB = 0,05 W/(m²·K)
Nachweismöglichkeiten
•
Konstruktionsprinzip
•
äquivalenter Wärmedurchlasswiderstand
•
nach gemäß ISO 10211 mit Randbedingungen nach Beiblatt 2
Detaillierte Berücksichtigung von Wärmebrücken
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
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dortmund
Anforderungen
Beispiel
25
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Planungshilfe des Fachverbandes Nord der Ziegelindustrie
http://www.ziegelindustrie.de/zweischaligesmauerwerk/waermebrueckenberechnung.html
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
26
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Anforderungen
Beispiel
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Planungshilfe des Fachverbandes Nord der Ziegelindustrie
27 Leitdetails nach EC6
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
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Anforderungen
Beispiel
27
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Planungshilfe des Fachverbandes Nord der Ziegelindustrie
„interaktives“ Gebäude
Konstruktionszeichnungen
(DWG, DXF, NDW, PDF, PNG)
Vorschau-Bilder
-Wert Berechnung
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
28
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Anforderungen
Beispiel
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Planungshilfe des Fachverbandes
Nord der Ziegelindustrie
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Anforderungen
Beispiel
29
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Planungshilfe des Fachverbandes
Nord der Ziegelindustrie
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
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Anforderungen
Beispiel
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Vereinfachter Nachweis über Sonneneintragskennwerte
S  S zul
S 
Aw, j  g j  Fc , j
j
S zul   S x ,i
AG
i
mit:
Aw,j
= Fensterfläche in Orientierung j
gj
= Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung
Fc,j
= Abminderungsfaktor des Sonnenschutzes
AG
= Grundfläche des Raumes oder des Raumbereiches
Sx,i
= anteilige Sonneneintragskennwerte (i = 1 bis 6)
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
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Anforderungen
Beispiel
31
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Anteilige Sonneneintragskennwerte (DIN 4108-2:2013-02)
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
32
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Anforderungen
Beispiel
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Anteilige Sonneneintragskennwerte (DIN 4108-2:2013-02)
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
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Anforderungen
Beispiel
33
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Anteilige Sonneneintragskennwerte (DIN 4108-2:2013-02)
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
34
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Anforderungen
Beispiel
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Anteilige Sonneneintragskennwerte (DIN 4108-2:2013-02)
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
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Anforderungen
Beispiel
35
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Anteilige Sonneneintragskennwerte (DIN 4108-2:2013-02)
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
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Anforderungen
Beispiel
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Anteilige Sonneneintragskennwerte (DIN 4108-2:2013-02)
Passive Kühlung:
Das thermische Verhalten eines Raumes kann durch passive Kühlung positiv
beeinflusst werden. Von passiver Kühlung kann ausgegangen werden, wenn zur
Raumkühlung Systeme eingesetzt werden, bei denen Energie ausschließlich zur
Förderung des Kühlmediums erforderlich ist. Vorausgesetzt wird eine
fallspezifische Auslegung des Systems, in der Regel thermisch aktivierte
Bauteile mit Nutzung eines Sohlplattenkühlers oder Erdwärmetauschers
(geothermische Kühlung, kein bivalenter Betrieb mit Kältemaschinen) oder
Systeme mit Kühlung über indirekte Verdunstung (monovalente Betriebsweise).
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Anforderungen
Beispiel
37
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Beispiel – Büroraum (DIN 4108-2:2003-07)
Angaben:
- Standort: Dessau
- schwere Bauart
- Glasfassade mit g = 0,58
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
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Anforderungen
Beispiel
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Beispiel – Büroraum (DIN 4108-2:2003-07)
1. Flächenberechnung
Aw  6,26  2,60  16,3m ²
AG  6,26  4,51  28,2m ²
fAG 
AW 16,3

 0,578
AG 28,2
0,15  
0,36 

AAW   6,26  2 
  2,60  2 
 Aw  2,7m ²

2  
2 

A  0,3  AAW
fgew  w
 0,607
AG
2. Zulässiger Sonneneintragskennwert
Sx ,1  0,015
Sx ,2  0,115  fgew  0,070
Sx ,3 bis Sx ,6  0
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39
Lehrstuhl Bauphysik und Technische Gebäudeausrüstung
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Wolfgang M. Willems
technische universität
dortmund
Anforderungen
Beispiel
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Beispiel – Büroraum (DIN 4108-2:2003-07)
3. Erforderlicher Fc-Wert
S  A
A g
Fc 
x
G
w

0,085  28,2
 0,254
16,3  0,58
gewählt: außenliegende Raffstore mit Fc = 0,25
°C
Jahr: 2007
42
40
38
36
34
32
30
28
26
24
22
Jan
0
Feb
1000
Mär
Apr
2000
Mai
3000
Jun
4000
Jul
5000
Aug
Sep
6000
Okt
7000
Nov
Dez
8000
Operative Temperatur, Deg-C
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
40
Lehrstuhl Bauphysik und Technische Gebäudeausrüstung
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Wolfgang M. Willems
technische universität
dortmund
Anforderungen
Beispiel
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Beispiel – Büroraum (DIN 4108-2:2013-02)
1. Flächenberechnung
→ wie bereits gezeigt
2. Zulässiger Sonneneintragskennwert
Sx ,1  0,018
Sx ,2  0,030  0,115  fWG  0,030  0,115  0,578  0,036
Sx ,3 bis Sx ,6  0
S
x
 0,018 !!!
→ Nachweis nicht erfüllbar
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
Lehrstuhl Bauphysik und Technische Gebäudeausrüstung
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Wolfgang M. Willems
technische universität
dortmund
Anforderungen
Beispiel
41
Wärmebrücken
Sommerlicher Wärmeschutz
Beispiel
Beispiel – Büroraum (DIN 4108-2:2013-02)
Variante: Erhöhte Nachtlüftung und Verglasung mit g = 0,5
2. Zulässiger Sonneneintragskennwert
Sx ,1  0,092
Sx ,2  0,030  0,115  fWG  0,030  0,115  0,578  0,036
Sx ,3 bis Sx ,6  0
S
x
 0,056
°C
Jahr: 2007
42
40
3. Erforderlicher Fc-Wert
 Sx  AG
0,056  28,2
Fc 

 0,194
 Aw  g 16,3  0,50
38
36
34
32
30
28
26
24
gewählt: außenliegende Raffstore mit
Fc < 0,19 gemäß Herstellerangabe !
Schild - Energieeinsparverordnung 2014
22
Jan
0
Feb
1000
Mär
Apr
2000
Mai
3000
Jun
4000
Jul
5000
Aug
Sep
6000
Okt
7000
Nov
Dez
8000
Operative Temperatur, Deg-C
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