Kühlung: Passende Software für Planeraufgaben aller Art (Apr. 15)

Das Thema "Kühlung" beschert Architekten und Ingenieuren zunehmend knifflige Aufgabenstellungen. Das Thema liegt voll im Trend: Normen und Gesetzesvorgaben verlangen neue Planungsansätze; Fachmessen belegen es mit Vorstellung neuer Industrieprodukte; sogar Fachverbände haben ihren Namen und ihre Zielstellungen angepasst. SOLAR-COMPUTER bietet passende Software-Lösungen zur Kühlung von Wohn- und Nichtwohngebäuden an.
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"Der Mensch braucht Wasser, Wärme, Luft"

Indizien belegen den Trend: So verzeichnet die ISH-Messe in Frankfurt in den Positionen des Warengruppenverzeichnisses für Klima und Lüftung 2013 einen Zuwachs von +13 % gegenüber 2011, für Heizung dagegen einen Rückgang von -8 %. Der BDH (ehemals "Bundesverband der deutschen Heizungsindustrie") hat das Wort "Heizung" im Vereinsnamen gestrichen und stattdessen die Worte "Energie" und "Umwelt" eingeführt. Der BVF (ehemals Bundesverband Flächenheizungen) heißt jetzt "Bundesverband Flächenheizungen und -kühlungen e. V." und das ehemals rote Logo ist durch die "Kühlungs-Farbe" Farbe Blau ergänzt worden.

Wärmeschutz im Sommer

Vielleicht hätte es treffender "Behagliche Kühle im Sommer" heißen sollen. Jedenfalls hat die neue DIN 4108-2 mit der Nachweispflicht für die Einhaltung des sommerlichen Wärmeschutzes viel Bewegung in den Planungs-Alltag gebracht, vor allem dann, wenn das zu planende Gebäude über große Fensterflächenanteile, Dachlichtbänder oder geschossübergreifende Räume verfügt oder Bauschwere, Sonnenschutzvorrichtungen, passive Kühlung oder thermisch aktivierte Bauteile differenziert betrachtet werden sollen. Zum Berechnen ist die Simulation mit Randbedingungen der DIN 4108-2 der richtige Arbeitsansatz und das SOLAR-COMPUTER-Spezialprogramm "Sommerlicher Wärmeschutz DIN 4108-2 Simulation" das passende Werkzeug dazu.

Einfach, simulieren

Vor allem eingefleischte Simulations-Software-Anwender staunen, wie schnell und einfach sich mit der SOLAR-COMPUTER-Speziallösung arbeiten lässt. Dazu kommt hohe Rechtssicherheit, denn die der Software zugrunde liegenden algorithmischen Grundlagen der neuen Richtlinien VDI 6007, 2078 und 2067-10 sind "Stand der Technik" und die SOLAR-COMPUTER-Software ist sogar validiert, da sie alle Validierungsbeispiele der Richtlinien erfüllt.


Kühlung erforderlich?

Die Simulation zum sommerlichen Wärmeschutz nach DIN 4108-2 liefert zwar die Nachweise der Jahresübertemperaturgradstunden für die Bezugstemperatur sowie +2K und +4K Temperaturüberhöhung, nicht jedoch die sich im realen Projekt einstellenden Last- und Temperatur-Verläufe, die darüber entscheiden, ob und ggf. in welchem Umfang Kühlung erforderlich ist. Um dies berechnen zu können, müssen die festen Simulations-Randbedingungen der DIN 4108-2 durch reale Randbedingungen des Projektes ersetzt werden. Die SOLAR-COMPUTER-Software unterstützt dies mit den Software-Lösungen "Kühllast VDI 2078 / 6007" sowie "Thermische Jahressimulation / Energiebedarf VDI 2067-10 / 6007".

Option integrales Arbeiten

Die SOLAR-COMPUTER-Software ist so konzipiert, dass Projektdaten für Nachweise des sommerlichen Wärmeschutzes mittels Simulation komplett in die Programme für Kühllastberechnung nach VDI 2078 bzw. thermische Jahressimulation nach VDI 2067-10 übernommen werden können. Die Übernahme kann auf einem PC ebenso erfolgen wie zwischen zwei Arbeitsstationen eines Netzes oder völlig entkoppelt zwischen verschiedenen Systemen, etwa dem Arbeitsplatz im Büro eines Architekten, der den sommerlichen Wärmeschutz nachweisen muss, und dem eines externen TGA-Ingenieurs, der Kühllasten, Raumtemperaturverläufe oder Regelverhalten rechnen soll. Die SOLAR-COMPUTER-Schnittstellen arbeiten dabei streng nach ISO 9000, was jederzeit klare und eindeutige Trennung der Verantwortlichkeiten für Daten und Ergebnisse garantiert. In Streitsituationen lässt sich dies sogar rechtssicher und belastbar dokumentieren.

Kühlung in der EnEV

Die neue EnEV 2014 folgt dem Trend, dass auch in Wohngebäuden immer häufiger Möglichkeiten zur Kühlung geschaffen werden. So erlaubt die neue EnEV, das komplexe Regelwerk der DIN V 18599 neben Nichtwohngebäuden jetzt auch für Wohngebäude anzuwenden. Damit können alle Arten von Kühlung abgebildet werden, was bei Anwendung der EnEV / DIN 4108-6 nicht möglich war und ist. Im SOLAR-COMUTER-Programm "Energieeffizienz DIN V 18599" stehen alle entsprechenden Rechenanwendungen für RLT- und Kühl-Anlagen zur Verfügung, insbesondere für Kältemaschinen, geothermische Kühlung und Fernkälte sowie alle 46 denkbaren Typen von Luftaufbereitungsanlagen (DIN V 18599-3, Anh. A). Eckdaten des Gebäudes (Abmessungen, Räume, Bauteile, etc.) passen wieder mit den o. g. Programmen zusammen und können durchgängig benutzt werden.

Kühldecke und aktive Bauteile

Für die Übergabe der Kälte an Räume und Zonen gibt es verschiedene technische Ansätze. Zum Auslegen und Optimieren der Anlage sind die SOLAR-COMPUTER-Programme adäquate Arbeitsmittel: Kühllasten für definierte Betriebsweisen lassen sich unter Norm-Randbedingungen für die Auslegung ebenso berechnen wie jahreszeitlich unterschiedliche Temperatur- und Lastverläufe für TRY-Standard-, Extremwetterdaten oder Aufheiz-Situationen urbaner Zentren. Kühlfälle lassen sich mit und ohne Schwankungsbereichen der Raumtemperatur abbilden; als Systeme können Flächenkühlsysteme ebenso berechnet werden wie thermisch aktive Bauteile in Abhängigkeit von Systemtemperatur, Deckungsanteil und verfügbarer Leistung. Alle Berechnungen erfolgen dynamisch im Tagesverlauf und in Wechselwirkung von Gebäude und Anlage.

Kälte-Netze

Ein Verteilen der Kälte im Gebäude kann durch Luft und flüssige Medien erfolgen. Hier stehen SOLAR-COMPUTER-Programme für Luftkanalnetze (Druckverlust, Dimensionierung, Abgleich, Aufmaß) sowie Heiz- und Kälte-Rohrnetze für Wasser und andere Medien (Kältemittel) freier Wahl zur Verfügung. Dabei berücksichtigt die Software auch den Sachverhalt, dass Medien bei kühlen Temperaturen andere physikalische Eigenschaften (Dichte, Viskosität) haben als bei warmen Temperaturen; dies beeinflusst Druckverlust und hydraulischen Abgleich.

Wärmepumpen

Bei der Planung der Kälteerzeugung geht es vor allem darum, Wärmepumpen-Anlagen realitätsnah abzubilden, um ihr Verhalten vorausbestimmen und normgerecht nachweisen zu können. So müssen Wärmequellen nach Abluft, Außenluft, Wasser, Erdkollektor und -Sonde unterschieden werden; Energieträger nach Strom und verschiedenen Gasarten; Betriebsdaten nach Art, Nachheizung, Pufferspeicher und Bivalenzpunkt; Kälteerzeuger nach Regelung, Kältemittel und Spezifikation. Im SOLAR-COMPUTER-Programm "Energieeffizienz" sind alle Rechenmöglichkeiten gegeben. Details können hier mitunter den entscheidenden Unterschied ausmachen. Deshalb erlaubt das Programm neben komfortablem "Rechnen mit EnEV-Standardwerten" auch normkonforme Detaillierungen des Datenmodells zum Anpassen an projektbezogene Besonderheiten oder reale Produkteigenschaften, z. B. Anpassen von EnEV-Standard-Leistungszahlen an genaue Produktangaben der Hersteller. Auch dies ist komfortabel möglich.

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