Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 bei Räumen mit einer Raumhöhe von mindestens 4 Metern

[Sarah LF]

Seit Einführung der Version 15 wird die Heizlastberechnung mit DDS-CAD nach der DIN EN 12831-1:2017 durchgeführt. Für Räume mit einer Raumhöhe von mindestens 4 Metern gelten hierbei gewisse Besonderheiten. Diese müssen bei der Kalkulation beachtet werden, damit die Berechnung normgerecht ausgeführt wird und die Ergebnisse korrekt sind.

Welche Einstellungen wann vorgenommen werden müssen, wo diese einzugeben sind und worauf sie sich auswirken, erklärt dieser Techniktelegramm-Beitrag.

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Voraussetzungen

• Das Gebäudemodell ist erstellt.
• Das Gebäude enthält mindestens einen Raum mit einer Raumhöhe von mindestens 4 Metern.
• Die vorbereitenden Schritte für die Heizlastberechnung sind durchgeführt.

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Das 'Heizsystem' im Heizlast-Dialog einstellen

• Klicken Sie auf 'Extras' in der Menüleiste. Eine Auswahl erscheint.
• Wählen Sie 'Heizlastberechnung (EN 12831-1 2017)'. Es öffnet sich der Dialog 'Heizlast EN 12831-1'.
• Navigieren Sie in den Strukturebenen zu einem Raum mit einer Höhe von mindestens 4 Metern.

• Öffnen Sie das Drop-down-Menü des 'Heizsystems'. Eine Auswahl erscheint.
• Wählen Sie das gewünschte 'Heizsystem' aus.

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Die Bedeutung des 'Heizsystems' für die Berechnungsergebnisse

Das 'Heizsystem' in der Heizlastberechnung spielt bei Räumen mit einer Raumhöhe von mind. 4 Metern eine besondere Rolle. In diesen Räumen definiert das Heizsystem mehrere Parameter hinsichtlich der Berechnung des Lüftungs- und des Transmissionswärmeverlustes (für Räume mit einer geringeren Raumhöhe ist diese Einstellung gesperrt).

Durch die Auswahl des vorherrschenden 'Heizsystems' werden folgende Größen festgelegt (diese Einstellungen gelten ausschließlich für Raumhöhen von mind. 4 Metern).:

• G_Θ,air,i – 'Lufttemperaturgradient des im Raum hauptsächlich genutzten Wärmeübergabesystems': Dieser Wert nimmt Einfluss auf die "mittlere Temperatur der inneren Oberfläche des Bauteils" und die "mittlere Innenlufttemperatur eines Raumes".
• ΔΘ_rad – 'Unterschied zwischen Lufttemperatur und operativer Temperatur': Dieser Wert nimmt Einfluss auf die "mittlere Innenlufttemperatur eines Raumes".
• ΔΘ_surf,k – 'Korrekturterm für den Einfluss des Heizsystems auf Oberflächentemperaturen': Dieser Wert nimmt Einfluss auf die "mittlere Temperatur der inneren Oberfläche des Bauteils".

DDS-CAD übernimmt alle Werte nach der gewählten Einstellung im 'Heizsystem' aus der DIN EN 12831-1:2017, Tabelle B.3:

Diese Parameter beeinflussen die Ermittlung der "mittleren Temperatur der inneren Oberfläche des Bauteils (Θ^∗_int,k)" (DIN EN 12831-1:2017; Gleichung 48):

und der "mittleren Innenlufttemperatur eines Raums (Θ^∗_int,i)" (DIN EN 12831-1:2017; Gleichung 49):

Je nachdem, welches 'Heizsystem' für den Raum gewählt wird, beeinflusst dies also die Berechnungsergebnisse in hohem Maße.

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'Mittlere innere Oberflächentemperatur' (Θ^∗_int,k)

In diesem Beispiel wird eine Heizlastberechnung für eine Sporthalle betrachtet. Diese weist eine Raumhöhe von sechs Metern auf. In der Bauteilauflistung des betroffenen Raumes ist die 'mittlere innere Oberflächentemperatur' ablesbar.

Diese kann – wie in der oberen Abbildung ersichtlich – höher sein, als die 'Auslegungsinnentemperatur' des Raumes selbst. Daraus resultiert ein größerer 'Transmissionswärmeverlust' als bei Räumen mit einer Raumhöhe unter 4 m.
Zur Verdeutlichung stellen wir im Beispiel nachfolgend das 'Heizsystem' des Raumes auf 'Deckenstrahlplatten' um:

Aus dieser Umstellung ergeben sich im Vergleich zum obigen Beispiel eine 'mittlere innere Oberflächentemperatur' von 21,8 °C und damit einhergehend auch geringere 'Transmissionswärmeverluste'.

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'Mittlere Innenlufttemperatur eines Raums' (Θ^∗_int,i)

Die 'mittlere Innenlufttemperatur' eines Raumes ist in der 'erweiterten Darstellung' in den 'Auslegungskriterien' des betroffenen Raums mit einer Raumhöhe von mind. 4 m in der Heizlastberechnung zu finden. Der Wert wird hier verkürzt als 'Mittlere Lufttemp.' bezeichnet.

Wird – wie im Vorhinein beschrieben – das 'Heizsystem' geändert, ändert sich bedingt durch den hinterlegten Faktor die 'mittlere Innenlufttemperatur' des Raumes.

Hierdurch werden wiederum die 'Lüftungswärmeverluste' beeinflusst, denn diese werden bei Räumen mit mindestens 4 m Raumhöhe anhand der 'mittleren Innenlufttemperatur' berechnet. Bei Räumen mit geringerer Raumhöhe, wird für die Berechnung hingegen die 'Auslegungsinnentemperatur' des Raumes herangezogen.

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'Benutzerdefinierte Höhe' eines Raumes in der Heizlastberechnung

Ungeachtet der gezeichneten Raumhöhe in Ihrer Architektur können Sie die Heizlast eines Raumes auch auf Basis des Werts 'Benutzerdefinierte Höhe' ermitteln.

• Klicken Sie auf 'Extras' in der Menüleiste. Eine Auswahl erscheint.
• Wählen Sie 'Heizlastberechnung (EN 12831-1 2017)'. Es öffnet sich der Dialog 'Heizlast EN 12831-1'.
• Navigieren Sie in den Strukturebenen zu einem Raum mit einer Höhe von mindestens 4 Metern.
• Klicken Sie am unteren Rand des Fensters 'Auslegungskriterien' auf 'Erweiterte Darstellung'. Zusätzliche Berechnungsparameter erscheinen in der Auflistung.

• Es erscheint der Parameter 'Benutzerdefinierte Höhe'

• Tragen Sie hier die gewünschte Raumhöhe ein. DDS-CAD ermittelt die Heizlastergebnisse auf Basis der dort eingetragenen Raumhöhe. Die gezeichnete Raumhöhe wird somit nicht mehr berücksichtigt.

Beachten Sie, dass hierbei Parameter wie 'Bruttofläche' oder 'Volumen' durch die Eingabe eines Werts bei 'Benutzerdefinierte Höhe' unverändert bleiben, also die Situation des gezeichneten Modells widerspiegeln.

Sobald Sie unter 'Benutzerdefinierte Höhe' für einen Raum mit einer Höhe von mindestens 4 Metern eine geringere Höhe als 4 Meter eintragen, werden die ausschließlich für Räume mit Höhen ab 4 Metern relevanten Größen, wie beispielsweise die Werte 'mittlere innere Oberflächentemperatur' und 'mittlere Innenlufttemperatur', nicht mehr ermittelt.

Der Beitrag bezieht sich auf die DDScad Version 16 und wurde im März 2021 veröffentlicht.