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Software für die TGA-Planung

Industrie

Dr.-Ing. Thomas Oppelt

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Solar-Computer GmbH Göttingen

Auslegung Kühllast und Jahressimulation (VDI 2078, VDI 6007, VDI 6020)

Softwareentwicklung

Die im ILK Dresden auf Basis aktueller Normen und des Standes der Technik entwickelten Algorithmen werden von der Firma SOLAR-COMPUTER in Anwendersoftware umgesetzt. Dabei legt SOLAR-COMPUTER großen Wert auf Bedienkomfort und die Nutzung von Schnittstellen zum durchgängigen Arbeiten mit anderen Programmen des umfangreichen Planungspaketes (Heizung, Klima, Lüftung, Sanitär, Energieausweis nach EnEV 2014 und Wirtschaftlichkeitsberechnung).

Schwerpunkt der gemeinsamen Entwicklung sind die Algorithmen zur Beschreibung des thermischen Gebäudeverhaltens mit den typischen Programmen der Kühllastberechnung und thermischen Jahressimulation nach VDI 2078 und der Berechnung des Jahresenergiebedarfes für Heizung und Kühlung nach VDI 2067-10 im Stundenschritt. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, den sommerlichen Wärmeschutz nach DIN 4108-2 rechnerisch nachzuweisen sowie mit individuellen Randbedingungen für Optimierungsfragen zu berechnen.

Kühllastberechnung nach VDI 2078:2015-06

Das Programm zur Berechnung der Kühllast und Raumlufttemperatur (nach VDI 2078) kann zum Nachweis während der Planung ebenso eingesetzt werden wie zum Optimieren des Gebäudes und der darin enthaltenen Anlagen.

Die Berechnung der Kühllast und Raumlufttemperatur für den Auslegungszustand erfolgt mit dem ausführlichen Rechenverfahren. Es basiert auf dem in der VDI 6007-1 beschriebenen Rechenkern und enthält ein modernes Verfahren zur Bestimmung der Kühllast und zur Berechnung von Raumluft- und operativer (d.h., empfundener) Temperatur. Der Einfluss transparenter Bauteile sowie der solaren Einstrahlung werden nach VDI 6007 Blatt 2 bzw. Blatt 3 berücksichtigt. Die Programme zur Berechnung der Kühllast und Raumtemperatur in der thermischen Gebäudesimulation arbeiten auf der Grundlage von Testreferenzjahr-Daten (TRY). Schnelles, einfaches, tabellarisches Editieren von Daten mit speziellen Hilfen erlaubt zentrale Datenänderungen und einfache Variantenrechnung. Berücksichtigt werden dabei die Raumtemperatur, Bauteilkühlung, Eigen- und Fremdbeschattung, Zeitprofile für Lasten, Soll-Temperaturen, verschiedene Betriebsweisen, die Anlagencharakteristik und die Rückwirkungen der Regelung und Betriebsweise. Zudem besteht die Möglichkeit zur erweiterten Berechnung unter Beachtung von eingeschränkten Anlagenleistungen oder der frei schwingenden Raumlufttemperatur bei Betriebsunterbrechung.

Vergleich zur VDI 2078:1996

Die Novellierung der VDI 2078 ist abgeschlossen, sodass diese seit Juni 2015 als Weißdruck erhältlich ist. Zentrale Änderungen in der neuen VDI 2078 sind:

Direkte Berücksichtigung des Wandaufbaus (problematische Einordnung in Bauschwereklassen entfällt)
Keine Denormierung des Übertragungsverhaltens von Typräumen mehr nötig
Definition einer Cooling Design Period (CDP), bestehend aus einer vierzehntägigen Vorberechnung mit bedeckten und/oder bewölkten Tagen, einer viertägigen Anlaufberechnung mit sonnigen Tagen und ansteigender Außentemperatur und anschließendem Cooling Design Day (CDD) mit maximaler Außentemperatur unter Berücksichtigung von normierten Nutzungsbedingungen
Verbesserte Beschreibung solarer Einstrahlung (Beschattung, Horizontüberhöhung, Berücksichtigung der Lage und Neigung bestrahlter Flächen, Sonnenschutz,…)
Einbindung thermisch aktiver Anlagenkomponenten
Zulässiger Schwankungsbereich der Raumtemperatur
Fensterlüftung als auftriebsinduzierte Lüftung

Energiebedarf nach VDI 2067 Blatt 10

Mit Hilfe der thermisch-energetischen Jahressimulation und den Bedingungen der VDI 2067 Blatt 10 kann der Energiebedarf für Heizen, Kühlen, Be- und Entfeuchten auf Basis von realen stündlichen Wetterdaten im Jahresverlauf berechnet werden.

Das Programm setzt stündliche Klimadaten eines Klima-Datensatzes vom 1. Januar bis 31. Dezember eines Jahres voraus, die sich als Stammdaten einlesen lassen. Dabei unterstützt das Programm das Einlesen von Klima-Datensätzen des Deutschen Wetterdienstes (Testreferenzjahr, TRY). Die Testreferenzjahre des Deutschen Wetterdienstes (DWD) stehen in der Ausgabe 2004, 2011 und als Prognosemöglichkeit 2035 zur Verfügung. Ebenso können die ortsgenauen DWD-Testreferenzjahre 2018/2045 sowie mittels METEONORM erstellte Testreferenzjahre eingelesen werden. Zudem besteht die Möglichkeit der erweiterten Berechnung unter Beachtung eingeschränkter Anlagenleistungen und der Zuluft mit variabler Temperatur. Nicht zuletzt lässt sich die frei schwingende Raumlufttemperatur berechnen.