Dynamische Simulation des thermischen Verhaltens von Gebäuden

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Wärmebrückeneinflüsse und Verschattungseinflüsse sind in hoher zeitlicher Auflösung darstellbar. Temperatur [°C] 30 25 20 15 10 5 0 -5 Erdgeschoßwohnung Penthouse Treppenhaus Keller Tiefgarage A ußentemperatur -10 SEP OKT NOV DEZ JA N FEB M RZ A PR M A I Bild 4: Tagesmittelwerte der Raumlufttemperaturen des Referenzgebäudes. Die Anwendungsgrenzen genannter Modellbildung bestimmen ein nicht berücksichtigtes Nutzerverhalten, die Verwendung eines nicht-geometrischen Modells und die 'Abstraktion' bei der Betrachtung von Raumluftströmungen. Als Resultat der Studie ist festzuhalten, daß der Anteil der Wärmebrückenverluste am Gesamttransmissionswärmebedarf als gering eingestuft werden kann, insofern ein konsequent gestaltetes und optimiertes Dämmkonzept vorliegt. Eine Verallgemeinerung dieser Aussage kann zu Fehleinschätzungen führen, da an Bauwerken mit konstruktiv schlecht ausgebildeten Bauteilübergängen Wärmebrückenverluste bis zu 1/3 der Transmissionsverluste betragen können. Nachdem Wärmebrückenberechnungen für die Praxis einen bedeutenden Aufwand darstellen, erscheint bei konstruktiv optimierten Bauwerken folgende Vereinfachung praktikabel: Eine Betrachtung über den Außenmaßbezug führt i.d.R. zu keiner Unterschätzung der Transmissionsverluste. Mittelmaße stellen für geometrische Wärmebrückensituationen (Ecken) eine gute Näherung dar; stofflich/konstruktive Wärmebrücken besitzen großen Einfluß; Verluste über geometrische Wärmebrücken ordnen sich in ihrer Wirkung unter. Besonders der Fensterrandverbund ist detailliert zu berücksichtigen, dominierende Größe stellt der Verlust über den metallischen Abstandshalter dar. Eine Abschätzung kann in geeigneter Näherung durch Beaufschlagung des Rahmen-k-Wertes erfolgen, wobei Werte aus prEN 30077:1993 entnehmbar und lichte Rohbaumaße zugrundezulegen sind. Zusätzlich sind geeignete
Verlustkoeffizienten aus gängigen Wärmebrückenatlanten ersichtlich. Genannte Aussagen sind nicht auf Bauwerke mit extrem niedrigen Energiebedarf, wie dem Passivhausstandard, übertragbar, dort sind starke Wechselwirkungen mit anderen Parametern zu erwarten. Literatur 1. J. Duffie, W. Beckman, Solar Engineering of Thermal Processes, John Wiley & Sons Inc., New York, 1991 2. S.A. Klein et al., TRNSYS, A Transient System Simulation Program, Reference Manual 14.2, Solar Energy Laboratory, University of Wisconsin-Madison, 1994 3. W. Feist, Passivhäuser in Mitteleuropa, Dissertation an der Universität Kassel, Institut Wohnen und Umwelt, Darmstadt, 1993 4. G.P. Mitalas, D.G. Stephenson, Calculation of Heat Conduction Transfer Functions for Multi-Layer Slabs, Ashrae Annual Meeting, Washington D.C., 1971 5. J.P. Kummer, A Simplified Model for Transparently Insulated Walls, Proceedings of 3 rd International Workshop on Transparent Insulation Technology, Titisee 1989, (hrsg.) The Franklin Company Consultants, Birmingham, UK 1989 6. E.U. Finlayson, D.K. Arasteh, C. Huizenga, M.D. Rubin, WINDOW 4: Documentation of Calculation Procedures, Lawrence Berkeley Laboratory, University of California, 1993 7. K. Voss, Experimentelle und theoretische Analyse des thermischen Gebäudeverhaltens für das energieautarke Solarhaus Freiburg, Dissertation, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (CH), 1996 8. A. Marko, P. Braun, Thermische Solarenergienutzung an Gebäuden, Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme, Freiburg, Springerverlag, 1994 9. C. van Treeck, Numerische Bestimmung der Transmissionsverluste durch Wärmebrücken in der dynamischen Gebäudesimulation..., Diplomarbeit, TU München und Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme, Freiburg, 1997 10. K. Voss, Transparente Wärmedämmung - Materialien und Systemtechnik, Seminar “Transparente Wärmedämmung in der Architektur”, Fraunhofer ISE, Freiburg, 1993, 2. Auflage, OTTI-Technologie-Kolleg, 1994
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