Bereits im C.A.T.S.-Newsletter
Oktober 2006 erschien eine offizielle Pressemitteilung des DIN Normenausschusses
Heiz- und Raumlufttechnik (NHRS) zu den Veränderungen des Beiblattes
der Heizlast-Norm DIN EN 12831. Im folgenden Beitrag werden Details
zu den Veränderungen ausführlicher von unserem Spezialisten
Dipl.-Ing. Norbert Nadler unter die Lupe genommen - und dabei einige
Lücken aufgedeckt. Die genannten Punkte werden in einem Einspruch
des Autors gegen den Entwurf einfließen.
Höchste Zeit für eine öffentliche Diskussion,
bevor der Entwurf in Normen festgeschrieben wird und eventuelle Nachbesserungen
zu unnötiger
Planungsunsicherheit führen. Höchste Eile ist geboten, da
die Einspruchsfrist bereits auf den 31.12.2006 festgesetzt wurde. Diskutieren
Sie mit in unserem Anwenderforum/Berechnungsprogramme
zur Frage "Infiltrationsberechnung
abschaffen?"
Aufheizleistung
Die wohl sensationellste Neuerung ist, dass die Aufheizleistung
nicht mehr Bestandteil der Norm-Heizlast ist. Es wird eine Auslegungs-Heizleistung
eingeführt, die sowohl die Norm-Heizlast, als auch die Zusatz-Aufheizleistung
in der Summe enthält. Die Zusatz-Aufheizleistung kann weiterhin
mit dem Auftraggeber vereinbart werden. Was sich nun eigentlich außer
dieser Formalie geändert hat, bleibt dem Leser verborgen.
Bei näherer Betrachtung stellt man jedoch fest,
dass bei der Berechnung der Aufheizleistung selbst einige Änderungen
vorgenommen wurden:
- Als Außentemperatur bei der Ermittlung des Innentemperaturabfalls
ist nicht mehr mit der Norm-Außentemperatur sondern mit einer
"mittleren minimalen Außentemperatur" von -5 °C
(unabhängig von der Norm-Außentemperatur des Ortes!) zu
rechnen. Hier wird eine weitere Außentemperatur eingeführt,
deren Herkunft unbekannt ist. Durch diese Änderung ergibt sich
ein geringerer Innentemperaturabfall und damit eine kleinere Aufheizleistung.
Der Eindruck verstärkt sich, dass hier nach Gutdünken an
einer Schraube gedreht wurde.
- Die frühere schwere und mittelschwere Gebäudemasse
wird in einer neuen Gebäudemasse mit der Bezeichnung s zusammengefasst.
- Die Tabellenwerte werden nur noch bis zu einem Innentemperaturabfall
von 5 K statt früher 7 K angegeben.
- Es kommen zwei weitere Tabellen hinzu, bei der der
Wiederaufheizfaktor auf der Basis von auswählbaren Nutzungsprofilen
abgelesen werden kann. Diese Nutzungsprofile umfassen Nichtnutzungszeiten
von 8 bis 168 h. Eine Berechnung des Innentemperaturabfalls ist bei
Anwendung dieser Tabellen nicht erforderlich.
Es erfolgt weiterhin eine Angabe in W je m² Fußbodenfläche,
obwohl eigentlich die Raumumschließungsfläche für die
Aufheizleistung maßgeblich ist.
Die Berechnung des Innentemperaturabfalls ist nur bei
Altbauten und wahlweise durchzuführen. Ansonsten ist der Innentemperaturabfall
weiterhin zu schätzen. Ob dies einem in dynamischen Berechnungen
ungeübten Anwender gelingt, ist fraglich. Aus den Tabellen geht
z.B. nicht hervor, dass leichte Räume gegenüber schweren Räumen
einen größeren Innentemperaturabfall aufweisen, dagegen aber
eine geringere Speichermasse wieder aufheizen müssen. Dieser Nivellierungseffekt
führt dazu, dass die Aufheizleistung unabhängig von der Bauschwere
wird.
Auch die Anwendung der neuen Tabellen ohne Berechnung
des Innentemperaturabfalls ist bedenklich. Es wird dabei von einem Wärmeschutzniveau
der EnEV ausgegangen. Allgemein ist jedoch bekannt, dass die Wärmeschutzanforderungen
der EnEV je nach Verhältnis von 
von 
=
0,44 bis 1,55 W/(m² K) reichen. Diese große Spannweite der
Wärmedurchgangskoeffizienten kann keine Grundlage für eine
Tabelle sein, die unabhängig von der Wärmedämmung des
Raumes ist.
Die Tabellen werden weiterhin für eine Luftwechselzahl
von 0,1 bzw. 0,5 angegeben. Bei n = 0,1 
ist zu beachten, dass i.d.R. für die Tageszeit eine andere Luftwechselzahl
gilt. Rechnungsannahmen für ein stationäres Berechnungsverfahren
müssen aber von langfristig konstanten Werten ausgehen. D.h., wird
nachts n = 0,1
und tagsüber n = 0,5
angenommen, müsste für den Lüftungswärmebedarf eigentlich
ein zeitlich gemittelter Wert verwendet werden.
Insgesamt ist die Berechnungsmethode immer noch unbefriedigend.
Mit der Erfahrung, dass die Aufheizleistung einen Anteil von über
50 % der Auslegungs-Heizleistung erreichen kann, müsste hier eigentlich
genauer (im Sinne des physikalischen Nachvollzugs) und vor allem flexibler
gerechnet werden können. Eine bewährte Berechnungsmethodik
ließe sich z.B. aus der Ermittlung der Kühllast nach dem
EDV-Verfahren der VDI 2078 ableiten.
Gemäß dem Hauptblatt zur DIN EN 12831:2003-08
kann die Aufheizleistung auch anhand einer dynamischen Simulationsberechnung
genauer ermittelt werden. Hierzu wären einheitliche Randbedingungen,
wie z.B. zeitlicher Verlauf der Außentemperaturen und des Luftwechsels,
Berechnung mit oder ohne Sonnenstrahlung und innerer Wärmequellen,
usw. wünschenswert.
Bauteilinnenmaße
Nachdem die Softwarehersteller das
Eingabeverfahren auf Bauteilaußenmaße umgestellt haben,
ist nun wieder im Beiblatt-Entwurf die frühere Innenvermaßung
in der horizontalen Ebene vorgesehen. Anzumerken ist, dass diese Umstellung
besonders bei CAD-Anwendungen hohe Software-Entwicklungskosten verursachte.
Die Innenvermaßung hat den Vorteil, dass sie sich
im CAD-Plan leichter abgreifen lässt und dass die Zeichnungsbemaßung
mit den Tabellenwerten der Heizlastberechnung übereinstimmen. Letzteres
ist beim Nachvollzug der Berechnung im Rahmen einer Begutachtung oder
der Weiterführung der Planung durch einen anderen Mitarbeiter sehr
hilfreich und teilweise wichtiger, als eine vermeintlich genauere Berechnung.
Für eine genaue Berechnung müßte ohnehin, wie im Schweizer
Beiblatt vorgesehen, mit der 
Wertmethode
zur Ermittlung von Wärmebrücken gearbeitet werden.
Für die Außenvermaßung spricht
jedoch die Möglichkeit, die Bauteildaten in den EnEV-Nachweis zu
übernehmen, sofern eine entsprechende Software hierfür vorhanden
ist. Allerdings ist zu beachten, dass in der Planungsphase der Heizlastberechnung
der EnEV-Nachweis i.d.R. bereits abgeschlossen ist.
Mindestluftwechsel für Räume
Betroffen sind von dieser Änderung vor allem Büros
und WCs mit Fenster, deren Luftwechsel nun von 1,0 bzw. 1,5 auf 0,5
gesetzt wird. Da aber im Formblatt V1 (Vereinbarungen) weiterhin eine
Spalte für den vereinbarten Luftwechsel angeboten wird, ist diese
Änderung als Vorschlag zu interpretieren. Allerdings zeigt sich
hierbei, dass für die Beheizung von WCs mit außenliegendem
Fenster ein besonderer Beratungsbedarf vorliegt, der auch den zu erwartenden
Energieverbrauch berücksichtigt. Für hohe Räume wird
leider weiterhin keine Empfehlung angegeben.
Mindestluftwechsel für Gebäude
Zitat: "Erfahrungsgemäß wird das nutzerbedingte
mittlere Fensterlüften bei sehr kalten Außentemperaturen
eingeschränkt". Mit dieser Erkenntnis wird die Halbierung
des für die Gebäudeheizlast anzurechnenden Mindestluftwechsels
begründet. Der Leser fragt sich, warum bei der Ermittlung der Raumheizlast
keine eingeschränkte Fensterlüftung angenommen wird.
Ein Luftwechsel von ca. 0,25
lässt sich aber auch durch eine zeitliche Mittelung mit Hinweis
auf das stationäre Rechenverfahren begründen, z.B. 8 Stunden
mit 0,5
(Betriebszeit) und 16 Stunden mit 0,1
(Gebäudeundichtigkeit außerhalb der Betriebszeit).
Abschirmkoeffizient bei der Infiltration mit Außenluft
Nachdem durch die Herausgabe des Beiblattes 1/A1:2005-03
die Verwirrung um die Tabelle für den Abschirmkoeffizienten e beendet
wurde, wirft eine unerwähnte Änderung im Entwurf zum Beiblatt
neue Fragen auf.
In der Spaltenüberschrift wurden die Wörter
"mit Öffnungen" entfernt und es erfolgt der Hinweis im
Text: "Hierbei ist zu beachten, dass auch Fassaden ohne Außenfenster/-türen
Undichtigkeiten aufweisen können". Man kann nur hoffen, dass
damit nicht gemeint ist, dass auch für Räume ohne Außenfenster/-türen
der Volumenstrom durch Infiltration zu berechnen ist.
Anmerkung: Die Diskussion der letzten Jahre über
die Lüftungsheizlast durch Infiltration, deren Berechnung für
Hochhäuser ohnehin nicht vollständig ist (s. Tabelle 8, Fußnote
a), sowie die Unsicherheiten bei den Öffnungsgewohnheiten der Nutzer
verleiten zu der Ansicht, dass auf die Berechnung der Infiltration ganz
verzichtet werden sollte. Eine vernünftige Annahme über einen
hygienisch bedingten Außenluftwechsel (auch im Zeitverlauf) könnte
Ergebnisse hervorbringen, die auch allgemein akzeptiert werden. Der
Verzicht auf die Infiltrationsberechnung wurde bereits im bisherigen
vereinfachten Verfahren praktiziert.
Verzicht auf vereinfachtes Verfahren
Diese Änderung ist sehr zu begrüßen,
da grundsätzlich ein zweites Berechnungsverfahren in einer Norm
erhebliche Probleme aufwerfen kann. Zwei unterschiedliche Verfahren
werden auch zwei verschiedene Ergebnisse hervorbringen. Wenn die installierte
Heizleistung zwischen diesen beiden Ergebnissen liegt, könnten
im Streitfall vor Gericht Schwierigkeiten bei der Beurteilung der Anwendung
anerkannter Regeln der Technik entstehen.
Temperaturkorrekturfaktoren für unbeheizte Nachbarräume
Die Tabelle für die Temperaturkorrekturfaktoren
wurde erweitert und zum Teil verändert. Die Bezeichnung ist nicht
eindeutig, es findet sich auch der Begriff "Temperatur-Reduktionsfaktor"
im Entwurf. Für Kellerräume mit Fenster/äußere
Türen änderte sich z.B.
von 0,5 auf 0,8. Für innenliegende Treppenräume wurde eine
starke Differenzierung nach der Höhe vorgenommen. Dabei soll offenbar
berücksichtigt werden, dass sich in den oberen Geschossen die warme
Luft sammelt und zu höheren Temperaturen führt. Je nach Gebäudehöhe
und Geschoß liegt nun
bei 0,25 bis 0,45. Früher wurde einheitlich mit 0,4 gerechnet.
Auch für geschlossene Dachräume finden sich wesentlich detailiertere
Angaben zu .
Es fragt sich, ob eine solch starke Differenzierung sinnvoll
ist. Bei der -Wertmethode
ist zu beachten, dass sie nur korrekt funktioniert, wenn die Temperatur
des unbeheizten Nachbarraumes sich ausschließlich mit der Norm-Außentemperatur
verändert. Ist die Nachbarraumtemperatur unabhängig von der
Norm-Außentemperatur, z.B. bei innenliegenden unbeheizten Räumen,
kann sich
bei gleicher Nachbarraumtemperatur, aber an verschiedenen Orten in Deutschland
um bis zu 33 % unterscheiden. Dabei wurde der Bereich von -10 bis -20
°C für die Norm-Außentemperatur in Deutschland zugrunde
gelegt.
Dieser Entwurf zum nationalen Beiblatt der DIN EN 12831 ist nun schon
die 2. Änderung seit der Erstausgabe im April 2004. Mit diesem
Entwurf möchte der Normenausschuss erreichen, dass die Ergebnisse
sich der alten DIN 4701 annähern. Offenbar führte man hierzu
Reduktionen in die Heizlastberechnung ein, die teilweise unbegründet
sind und willkürlich anmuten. Jedenfalls mangelt es an einer Erklärung
bzw. einem geeigneten Literaturhinweis. Ob eine Norm, die jährlich
geändert und korrigiert wird, zu den anerkannten Regeln der Technik
zählen kann, ist sehr fraglich. Die oben genannten Punkte werden
in einem Einspruch gegen den Entwurf einfließen.
Dipl.-Ing. Norbert Nadler
Arnstädter Str. 7, 16515 Oranienburg
Tel. : (03301) 579 39-0
Fax : (03301) 579 39-1
www.cse-nadler.de
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Portrait Dipl.-Ing. Norbert Nadler
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C.A.T.S. Anwenderforum/Berechnungsprogramme: Diskussionsthema "Infiltrationsberechnung
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