Publications / Results
(German)
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Der Schweizerische Verband der Hafner- und Plattengeschäfte (VHP) will für seine Hafner ein Planungswerkzeug schaffen das es erlaubt, die energietechnische Einbindung der Feuerung als Ganzhausheizung so zu dimensionieren, dass die Wärmeabgabe im Aufstellungsraum und im ganzen Haus ein angenehmes Raumklima schafft. In Zusammenarbeit mit dem Ökozentrum Langenbruck und der Hochschule für Technik und Architektur (HTA Horw) werden die Grundlagen für das rechnergestützte Planungsmittel erarbeitet.An einem VHP-Versuchsofen erfolgten Laboruntersuchungen zum thermodynamischen Verhalten des Speicherofens. Mit den in einem Kalorimeterraum ermittelten Messdaten konnte das neu entwickelte numerische Simulationsmodel des Speicherofens validiert werden. Für die Gebäudesimulation wurden auf der Basis der IDEA-Software Simulationsunterlagen ausgearbeitet und die Benutzeroberfläche für das Planungswerkzeug entworfen. Mit einer Bibliothek von typischen Gebäudegrundrissen liegt ein Auswahl von gängigen Haustypen vor, die sich auf eine Grosszahl von Planungsaufgaben parametrieren lassen. Das Planungswerkzeug soll dem Hafner über einen Internetzugang zur Verfügung stehen. Als Variante ist auch eine Run-time Version auf CD denkbar. Mit dem Österreichischen Kachelofenverband (KOV) wurden an der Option gearbeitet, die Ofengeometrien über ein bestehendes KOV-Ofenberechnungsprogramm als geometrische Parameter in das Planungswerkzeug einfliessen zu lassen.Der VHP hat anlässlich seiner Fachtage das Projekt der Branche im Rahmen eines Workshops vorgestellt. Eine Pilotgruppe des VHP begleitet die Projektarbeiten, um so die Bedürfnisse der Anwender effizient einfliessen lassen zu können.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Chiquet,Claude
Gaegauf,Christian
Huber,Heinrich
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Final report
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Trotz material- und bautechnischer Fortschritte im Ofenbau stand der Ofenbauer vor Unsicherheiten bei der energetischen Auslegung seines Speicherofens im Gebäudekontext. Besonders bei raum- oder stockwerkübergreifenden Heizungen stiessen die herkömmlichen Auslegungsmethoden an ihre Grenzen. Hier eröffnet das neu entwickelte Komfortberechnungsprogramm als Berechnungswerkzeug für die Dimensionierung von Holz-Speicheröfen eine interessante Perspektive. Den Impuls zur Entwicklung eines Komfortberechnungsprogrammes lieferte der Verband Schweizerischer Hafner- und Plattengeschäfte (VHP). Zusammen mit den beiden brenet-Partnern (brenet, Schweizer Kompetenznetzwerk für Gebäudetechnik und erneuerbare Energien) HTA Hochschule für Technik und Architektur Luzern und dem Ökozentrum Langenbruck wurde ein Planungsinstrument geschaffen, das den Energiebedarf von Gebäuden und die Heizwirkung des installierten Speicherofens analysiert. Das Projekt wurde vom Bundesamt für Energie (BFE) und der Kommission für Technik und Innovation (KTI) gefördert.Ein zentraler Punkt im Projekt war die Entwicklung der numerischen Modellierung des Speicherofens. Das Modell umfasste die Prozessmodule Wärmeerzeugung, -speicherung und -abgabe. Für die Überprüfung des Rechenmodells baute der VHP einen Versuchsofen. Der zweiteilige Versuchsofen umfasste die Brennkammer und physisch getrennt davon den Schamottspeicher mit den Heizgaszügen. Die Brennkammer konnte für die Laborversuche sowohl mit einem Gasbrenner wie auch mit Holz befeuert werden. Der Speicherofen liess sich mit einer Verkleidung versehen. Zwischen Schamottsteinkern und Verkleidung bestand ein Luftspalt. Im Kalorimeterraum des Labors am Ökozentrums Langenbruck wurden die Temperaturverläufe und die Wärmeabgabe des Speicherofens bei verschiedenen Feuerwärmeleistungen gemessen. Auf Grund der Labormessdaten konnten die numerischen Modelle überprüft und verfeinert werden. Die thermodynamische Simulation des Ofen-Gebäudesystems basiert auf dem kommerziell verfügbarem Simulationsprogramm IDA. Der Heizenergiebedarf der Gebäude wird mit dem an der HTA entwickelten Programm IDEA XP berechnet. Das Ökozentrum Langenbruck führte an zwei Einfamilienhäusern mit Holz-Speicheröfen als Ganzhausheizung umfangreiche Messungen der klimarelevanten Parameter durch. Die Messdaten lieferten die Grundlage für die Validierung des neuen Simulationsprogrammes. Der Vergleich der Mess- und Rechenwerte zeigte gute Übereinstimmung. Eine wichtige Voraussetzung für wirklichkeitsnahe Rechnungen ist die korrekte Eingabe der Baumaterialstoffwerte von Haus und Ofen. Kleine Abweichungen führen bereits zu merklichen Einflüssen in der Komfortberechnung. Um sicher zu gehen, dass die Benutzeroberfläche möglichst selbsterklärend, die Begriffe und die Arbeitsweise für die zukünftigen Anwender erlernbar und verständlich sind, wurden mit zwölf Hafner Pilotkurse durchgeführt. Durch die Beteiligung der Anwender konnten früh Schwachstellen erkannt werden, die die Programmdesigner zu Anpassungen der Benutzeroberfläche und des Programmcodes veranlassten.Das neue Internet-portierte Berechnungswerkzeug erschliesst dem Ofenbauer bei moderatem Planungsaufwand fundierte Grundlagen für die Auslegung von Anlagen in Einfamilienhäusern, wobei auch die Behaglichkeitskriterien beurteilt werden. In der Planungsphase können so bereits die Temperaturverläufe der verschiedenen Räume prognostiziert werden. Unabhängig, ob ein Raum von einem Ofen direkt erwärmt wird, gar nicht beheizt ist oder nur über eine Treppenöffnung Wärme erhält, kann der Temperaturverlauf in Abhängigkeit der Ofenkonstruktion, des Gebäudeaufbaus, der Einfeuerzeit, des Aussenklimas und des Gebäudestandortes berechnet werden.Der VHP sieht vor, das Programm in die Ausbildung der Lehrlinge und vor allem auch der Meisterkurse einfliessen zu lassen. In Weiterbildungsangeboten können sich Ofenbauer in der Anwendung des Planungswerkzeuges einweisen lassen. Für Betriebe, die nicht selber mit dem Planungswerkzeug arbeiten möchten, bietet der VHP die Komfortberechnung als Dienstleistung an. Seit Anfang 2004 steht das Programm über Internet zur Verfügung. Mit einer Jahresgebühr und nach zwei Schulungstagen ist der Zugang allen Ofenbauern offen.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Gaegauf,Christian
Huber,Heinrich
Zumsteg,Hanspeter
Schütz,Bendicht
Friedlin,Rolf
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