Tag Archives: Sommerlicher Wärmeschutz

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Wohlfühlen statt Schwitzen

Sommerlicher Wärmeschutz mit UNIKA

Wohlfühlen statt Schwitzen

Sommerlicher Wärmeschutz mit Mauerwerk aus UNIKA Kalksandstein. (Bildquelle: UNIKA/Sven-Erik Tornow)

Hausbewohner haben es in den letzten Wochen schon gemerkt, dank hoher Temperaturen war in manchen Wohnungen statt Wohlfühlen eher Schwitzen angesagt. Denn eine gute Wärmedämmung macht sich nicht nur in den kalten Monaten bemerkbar, sondern gerade auch in der warmen Sommerzeit. Um so wichtiger ist es, schon in der Planungsphase auch an den sommerlichen Wärmeschutz zu denken.

Dabei sind eine Reihe von Faktoren für den sommerlichen Wärmeschutz relevant. Neben Sonneneinstrahlung und Außenklima zählen dazu auch konstruktive Aspekte wie Größe, Orientierung und Neigung von Fensterflächen, der g-Wert der Verglasung, das Lüftungsverhalten und natürlich der Wärmeschutz der Außenhülle. Auch die Wärmespeicherfähigkeit der Außen- und Innenwände spielt eine wesentliche Rolle. Diese Faktoren sind bereits bei der Planung zu berücksichtigen, um auch im Sommer für eine angenehmes Klima im Gebäude zu sorgen.

Im Sommer heizen sich besonders die Räume, die einer starken Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind, ziemlich schnell auf; also gerade Räume mit großen süd- bis westorientierten Fenstern ohne Verschattung und mit nur geringen Speichermassen. Wichtigste Maßnahme in diesen Fällen ist der regulierende Schutz vor direkter Sonneneinstrahlung. Räume mit großzügiger Verglasung sollten deshalb einen effektiven außenliegenden Sonnenschutz erhalten.

Ein weiterer, nicht unwesentlicher Faktor ist die schon angesprochene Speicherfähigkeit der verwendeten Baustoffe. Dank der hohen Rohdichte bietet die UNIKA Kalksandstein-Funktionswand mit außenliegender Wärmedämmung hier deutliche Vorteile. Denn Wände aus UNIKA Kalksandstein verfügen über eine sehr gute Speichermasse. Im Sommer puffert sie die Aufheizung der Räume spürbar ab. So kommt es in Gebäuden in massiver Bauweise mit UNIKA Kalksandstein aufgrund der viel größeren Speichermasse zu deutlich weniger unangenehmen Überhitzungen als in vergleichbaren Bauten in leichterer Bauweise. Auch Innenwände aus Kalksandstein unterstützen diesen Effekt. Im Gegensatz dazu sind Trockenbauwände oder Außenwände mit innenliegender Wärmedämmung für die Zwischenspeicherung von Temperaturspitzen ungeeignet. Denn Trocken- oder Leichtbaukonstruktionen weisen erst gar nicht die notwendige Masse auf. Bei Außenwänden mit innenliegender Wärmedämmung wird die Speicherfähigkeit des Baustoffs durch die Dämmung abgekoppelt.

Wer im Sommer in seinen eigenen vier Wänden nicht ins Schwitzen geraten will, der setzt auf Massivbauweise mit schweren Wänden. Mauerwerk aus UNIKA Kalksandstein in RDK größer/gleich 1,8 bietet eine ideale Basis für ein angenehmes Raumklima auch bei sommerlichen Temperaturen. Verbunden mit einer sinnvollen Gebäudeausrichtung werden diese Aspekte des sommerlichen Wärmeschutzes bereits in der Planungsphase eines Bauwerks entschieden. Im Gegensatz zum außenliegenden Sonnenschutz lässt sich die für das Zwischenspeichern von Temperaturspitzen notwendige Speichermasse nämlich nicht nachrüsten.

UNIKA ist die Kalksandsteinmarke mehrerer mittelständischer Unternehmen in den Wirtschaftsräumen Rhein-Ruhr, Rhein-Main, Berlin-Brandenburg und Bayern, die ihre Produkte im gesamten Bundesgebiet vertreiben. Das UNIKA Kalksandstein-Lieferprogramm umfasst sowohl Mauersteine als auch werkseitig vorkonfektionierte Wandbausätze sowie verschiedene Sonderprodukte. Alle UNIKA Kalksandsteinprodukte sind genormt und durchlaufen ein strukturiertes Qualitätssicherungsverfahren. Mit der bundesweiten Verteilung setzt UNIKA auf regionale Nähe, kontinuierliche Kundenbeziehungen und kompetente, individuelle Beratung.

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Gebäude mit IDA ICE realistisch planen und simulieren

Sommerlicher Wärmeschutz

Gebäude mit IDA ICE realistisch planen und simulieren

Sommerlichen Wärmeschutz übersichtlich in 3D simulieren mit IDA ICE (Bildquelle: EQUA Solutions AB)

Alles richtig gemacht und der Kunde ist trotzdem unzufrieden? Wer bei der Planung von Bürogebäuden allein auf das vereinfachte oder auch das simulationsbasierte Nachweisverfahren der DIN-4108-2 (Wärmeschutz von Gebäuden) setzt, steht zwei Problemen gegenüber. Beim vereinfachten Verfahren ist es mangelnde Flexibilität bei der Kombination von Wärmeschutzmaßnahmen, zum Beispiel, weil ein Überhang und eine Sonnenschutzvorrichtung nicht zusammen angerechnet werden können. Schwerwiegender ist es, wenn es trotz Normnachweis bei der Gebäudenutzung zu Problemen kommt. Großraumbüros, in denen Mitarbeiter im Sommer vor Hitze vergehen, sind auch bei Gebäuden, die das simulationsbasierte Nachweisverfahren bestanden haben, keine Seltenheit. Damit sie den Praxistest bestehen, bietet die EQUA Solutions AG mit IDA ICE ein Gebäudesimulationsprogramm an, das den simulationsbasierten Normnachweis beherrscht und dank einer dynamischen Simulation mit realistischen Randbedingungen eine verlässliche Beurteilung der Einflussfaktoren ermöglicht. Sie bildet die Wechselwirkungen zwischen Wärme- und Kälteerzeugung, der technischen Gebäudeausrüstung (TGA), Jahreszeiten, Tageslicht und dem Nutzerverhalten verlässlich ab. Wer wissen will, wie das funktioniert, dem bietet das Webinar „DIN 4108-2 Nachweise mit IDA ICE: Schnell, realistisch, rechtssicher“ am 18. Januar 2018 einen ersten Einblick.

Doch wie kommt es überhaupt zu den Diskrepanzen zwischen Normnachweis und der erlebten Realität der Gebäudenutzer? Das liegt an teilweise unrealistischen, festen Vorgaben. Zum Beispiel bei den internen Lasten: Während die DIN 4108-2 bei Nichtwohngebäuden pro Quadratmeter von 13 Watt Wärmegewinnen durch elektrische Geräte, Personen und Kunstlicht ausgeht, kommt in großen Büros oder Besprechungszimmern leicht das Doppelte zusammen. Damit sind die Berechnungen des sommerlichen Wärmeschutzes Makulatur!

Virtueller Prüfstand
IDA ICE kann hier bereits im normbasierten Verfahren bessere Ergebnisse erzielen, weil es zum Beispiel die passive Kühlung inklusiver der Bauteilaktivierung und der adiabaten Kühlung berechnen und auf dem virtuellen Prüfstand bewerten kann. „Den Ausstieg aus dem Dilemma bieten aber nur „richtige“ dynamische Simulationen“, ist EQUA-Geschäftsführer Christoph Morbitzer überzeugt. Grundlage dafür ist der simulationsbasierte Normnachweis, der sich nach DIN 4108-2 schnell und pragmatisch mit wenigen Mausklicks in vordefinierten Eingabemasken durchführen lässt. Beim Umstieg auf die dynamische Simulation übernimmt die Software automatisch die Daten in einer Kopie des mehrzonigen Ausgangsmodells.

Ab jetzt sind Features wie Tageslichtsimulation zur Ermittlung von Tageslichtquotienten und Beleuchtungsstärkewerten ebenso möglich wie die Simulation unterschiedlichster Fassadenverschattungen, die auch komplexe Geometrien, Semitransparenzen oder komplexe Steuerungen abbildet. Optional bietet IDA ICE sogar Anlagensimulationen, zum Beispiel von Erzeugersystemen oder VVS Systemen.

Minutengenau Verschattung berechnen
Komfortabel ist auch die realistische Darstellung der Eigen- und Fremdverschattung, die eine aufwändige Berechnung der Horizontüberhöhung überflüssig macht. Stattdessen wird die Gebäudeumgebung einmal gezeichnet, um dann im Hintergrund automatisch mitzulaufen. So kann die Verschattung minutengenau simuliert werden. „Die Möglichkeiten sind vielfältig. Einschätzungen, die früher aufwändig mit statischen Methoden durchgeführt werden mussten, können jetzt präzise berechnet und ansprechend in 3D visualisiert werden“, fasst Christoph Morbitzer die Vorteile von IDA ICE zusammen.

Normnachweis als Abfallprodukt
Dazu gehört, dass ein 3-D-Modell die Nachweisergebnisse für alle Räume gleichzeitig visualisiert. Dank der farbigen Markierung erkennen selbst Laien auf den ersten Blick, wo es Probleme gibt. Auswirkungen von Planungsänderungen lassen sich so schon in Projektbesprechungen kommunizieren und direkt erörtern. „Das hilft, das Machbare im Blick zu halten und die beste Lösung zu finden“, ist der EQUA-Geschäftsführer überzeugt. „Manche unserer Kunden planen deswegen nur dynamisch. Der Normnachweis ist für sie nur ein Abfallprodukt.“

Doch auch wenn sich der Planer dafür entscheidet, beim simulationsbasierten Normnachweis zu bleiben, ermöglichen ihm die für die dynamische Simulation hinterlegten Rechentools eine größere Flexibilität bei der Planung. So enthält jedes IDA ICE Modell ein Luftknotennetzwerk, das durch natürliche oder sogar hybride Lüftung verursachte Luftbewegungen in einem Gebäude quantifiziert. Das lässt Spielraum dafür, Wärmegewinne bzw. -verluste von geöffneten Türen anzurechnen.
Weitere Infos und Anmeldung zum Webinar auf www.equa.de

Die EQUA Simulation AB ist ein schwedisches Privatunternehmen, das sich auf die Entwicklung modernster Simulationssoftware für Gebäude, Tunnel und Energiesysteme spezialisiert hat. Das 1995 gegründete Unternehmen hat seinen Hauptsitz in Stockholm. Die Simulationswerkzeuge von EQUA kamen in vielfältigen Großprojekten in der ganzen Welt zum Einsatz. EQUA vertreibt ihre Produkte und Dienstleistungen weltweit über lokale Vertretungen.

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ZUB Helena Sommer: Sommerlichen Wärmeschutz dynamisch simulieren

ZUB Systems

ZUB Helena Sommer: Sommerlichen Wärmeschutz dynamisch simulieren

ZUB Helena berechnet den Sommerlichen Wärmeschutz mit wenigen Klicks (Bildquelle: ZUB Systems GmbH, Kassel)

Mit einer Ergänzung ihrer Gebäudesoftware ZUB Helena für die energetische Bilanzierung von Wohn- und Nichtwohngebäuden erleichtert die ZUB Systems GmbH, Kassel, die Berechnung des sommerlichen Wärmeschutzes. Damit ist für Planer ein einfacher Nachweis nach der DIN 4108-2 in einem dynamischen Simulationsverfahren möglich. Benutzer des Programms ZUB Helena können innerhalb weniger Minuten die in der DIN festgelegte thermische Behaglichkeit berechnen. Nötig war die Ergänzung, weil seit der Verschärfung der Norm in vielen Fällen der Nachweis eines Gebäudes nach dem Tabellenverfahren nicht mehr möglich ist. ZUB Helena Sommer berechnet in Minutenintervallen über das ganze Jahr die Sonnenbelastung und kann so schnell ermitteln, an wie vielen Stunden im Jahr die zulässige Höchsttemperatur voraussichtlich überschritten wird. Das Rechenverfahren berücksichtigt die Ausrichtung des Gebäudes, die Klimaregion, die Verglasung und den vorgesehenen Sonnenschutz.. Im Hintergrund arbeitet der langjährig bewährte Rechenkern des Ingenieurbüro Prof. Hauser. Zudem ist eine ausführliche Bauteile-Datenbank im Programm hinterlegt. Klassische Anwendungsbereiche sind Wohnzimmer mit großer Fensterfront und Südausrichtung oder Bürogebäude, die aus gestalterischen Gründen mit vielen Glasfronten versehen sind. Um ein aussagekräftiges Ergebnis zu erhalten, sind nach Auskunft des Herstellers nur wenige Mausklicks nötig. Grafische Darstellungen zur Temperaturverteilung und zum Komfortniveau runden das Programm ab. ZUB Helena Sommer kann als Ergänzungsprogramm zu ZUB Helena, aber auch als eigenständiges Vollgramm erworben werden. Der Hersteller bietet dafür eine vierwöchentliche kostenlose Testphase an. Weitere Informationen auf www.zub-systems.de.
ZUB HELENA® ist ein Vollprogramm für die Bilanzierung von Wohn- und Nichtwohngebäuden nach der Energieeinsparverordnung (EnEV), KfW-Förderung und die BAFA-Vor-Ort-Beratung. Außerdem bietet es umfassende Berechnungen für die Wirtschaftlichkeitsanalyse und eignet sich für die Nachweise zum Mindestwärmeschutz, zum Sommerlichen Wärmeschutz und zur Einhaltung des Erneuerbare-Energien-Wärmegesetzes (EEWärmeG). Das Programm besitzt eine Schnittstelle zum CAD-Planungsprogramm E CAD.

Die am 1. November 2011 gegründete ZUB Systems GmbH, Kassel, hat den Softwarevertrieb und den Support vom Zentrum für Umweltbewusstes Bauen e.V. (ZUB) übernommen. Die ZUB Systems vermarktet die bekannten IT-Lösungen für die energetische Bilanzierung von Gebäuden (ZUB Helena), die Wärmebrückenbewertung (ZUB Argos) und die dynamische Feuchte-Berechnung (ZUB Esther). Neben dem IT-Support hat sie auch die Entwicklungsaufgaben vom gemeinnützigen Verein übernommen. Hinzu kommen Weiterbildungsangebote und Seminare zu Softwareschulungen.

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