Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)
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Aus der Analyse der nationalen und internationalen Forschungsergebnisse geht hervor, dass folgende Faktoren das sommerliche Raumklima in Wohnbauten beeinflussen: die Verschattung der transparenten Bauteile, das Lüftungsverhalten, die internen Wärmelasten, der U-Wert der Bauteile, gefolgt von der die interne wirksamen Speicherkapazität und die Art des Dämmstoffes [1]-[3]. Heute ist der U-Wert der opaken Bauteile so gering (≤ 0,2 W/m2K), dass dieser kaum mehr von Bedeutung ist. Die beiden weiteren Einflussgrössen, Verschattung und Lüftung, sind stark vom Nutzungsverhalten abhängig und daher besonders schwer zu erfassen. Ansätze sind in [4] und [5] zu finden. Aus den Messungen in [6], der mehrere Häuser über einen Sommer lang erfasst hat, geht dies besonders hervor. Je nach Nutzerverhalten ist das Raumklima entsprechend unterschiedlich.
Die meisten Studien des sommerlichen Raumklimas werden mittels thermischer Simulationen durchgeführt, da Parameteruntersuchungen dieser Art messtechnisch nicht bewältigt werden können. Die Annahmen, die dafür getroffen werden, sind oftmals sehr unterschiedlich. So werden Räume oder Gebäude simuliert, bei denen man nicht weiss, ob und wie oft sie in der Baupraxis vorkommen. Auch weichen bspw. die internen Wärmelasten erheblich in den Untersuchungen voneinander ab. Es musste ebenso festgestellt werden, dass trotz Vorhandensein nationaler und internationalen Norm [7]-[10] es Unterschiede in der Ermittlung der internen wirksamen Speicherkapazität der Bauteile und des Raumes gibt.
In den bisherigen Simulationsstudien ist weiterhin festzustellen, dass Gebäude (Räume), Baukonstruktionen und Fenstergrössen etc. ohne Analyse der gebauten Praxis angenommen wurden. Es liegen auch keine Untersuchungen dazu vor. Daher wurden Umfragen bei Technikern der HF Biel und Holzbaubetrieben des Verbandes Güteüberwachter Qualitätshäuser (VGQ) durchgeführt. So konnte eine fundierte Grundlage an Bauteil- und Raumparametern ermittelt werden, um die anschliessenden Simulationen an der Praxis zu orientieren. Daraus wurde ein repräsentatives Referenzgebäude erstellt.
Wie bei den Raumparametern ist aus bisherigen Untersuchungen festzustellen, dass das Lüftungsverhalten der Nutzer wenig bekannt ist und daher oftmals Annahmen getroffen werden. Aus Messdaten vom Institut Wohnen und Umwelt GmbH, die der BFH zur Verfügung gestellt wurden, konnten Lüftungsprofile erstellt werden. Es liegen nun alle wesentlichen Parameter für die Simulation vor.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Berner Fachhochschule – Architektur, Holz und Bau
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Kehl,Daniel
Müller,Andreas
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Deutsch)
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In diesem Forschungsprojekt wird das sommerliche Raumklima von Gebäuden in Holzbauweise untersucht. Mit der Software „IDA Klima und Energie 4.0 Expert Edition“ von Equa Simulation wird eine thermische Gebäudesimulation durchgeführt und einzelne Einflussparameter auf das sommerliche Raumklima, wie Fensterfläche und ‐ausrichtung, Verschattung, Lüftung sowie wirksame Wärmespeicherfähigkeit der Holzbauten analysiert. Um die Bauteilund Gebäudedaten möglichst nah an der Praxis zu orientieren, werden anhand von Literatur, Umfragen bei Studenten der Technikerschule an der Berner Fachhochschule in Biel und Holzhausherstellern des Schweizerischen Verbandes für Geprüfte Qualitätshäuser (VGQ) Daten über Bauteilaufbauten, Fensterflächen, Raumgrössen etc. ermittelt. Basierend auf diesen Daten wird ein Referenzgebäude erstellt, das für die Simulation als Grundlage dient und an dem die Einflussparameter variiert werden können.
Die Simulationen des sommerlichen Raumklimas für das Referenzgebäude haben ergeben, dass die wichtigsten Einflussgrössen auf die sommerlichen Raumlufttemperaturen die Lüftung durch Fensteröffnen und damit die Abfuhr der internen und solaren Wärmelasten sowie die Fenstergrösse und die Verschattung der Fenster durch Bedienung des aussenliegenden Sonnenschutzes, welche die solare Einstrahlung in das Gebäude begrenzen, sind.
Sie belegen damit auch den grossen Einfluss des Nutzerverhaltens auf das Raumklima im Sommer.
Auch bei Gebäuden mit einer geringen wirksamen Wärmespeicherfähigkeit und grossen Fensterflächen können mit einer effizienten Fensterlüftung und einer konsequenten Bedienung des Sonnenschutzes komfortable Raumlufttemperaturen im Sommer sichergestellt werden.
Die Simulationsergebnisse werden mit den unterschiedlichen Beurteilungskriterien für das sommerliche Raumklima gemäss den Richtlinien SIA 382/1, EN 15251, DIN 4108-2 und des Passivhausinstituts analysiert. Die unterschiedlichen Beurteilungsmethoden führen trotz verschiedener Bewertungskriterien zu ähnlichen Beurteilungen der Qualität des sommerlichen Raumklimas, wenn die Räume vom Nutzer effizient gelüftet werden und die Verschattung konsequent genutzt wird.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Berner Fachhochschule – Architektur, Holz und Bau
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Geyer,Christoph
Schusser,Anna
Kehl,Daniel
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Englisch)
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As part of the research project “Sommerliches Komfortklima in Wohngebäuden” the indoor climate in summer in lightweight residential buildings is investigated.
To define the geometry and construction of a typical single family house a poll were carried out among members of construction companies asking about the typical constructions and sizes of their actual buildings.
Based on this data a standard building, with typical sizes and constructions for windows, rooms and construction elements is defined.
In order to investigate the thermal behaviour of the indoor climate in this standard building and to identify the crucial parameters which determine the indoor climate in summer, various numerical simulations were performed. The parameters, effective thermal capacity of the building, air ventilation due to window opening and use of sun protection are varied in these calculations.
As a result of these thermal simulations, air ventilation and minimizing the incoming solar radiation by an effective window shadowing are the most crucial parameters to achieve an indoor climate with a satisfying thermal comfort in the summer.
Even in the standard building with a wooden construction and a small effective thermal capacity it is possible to keep the indoor temperatures within the comfort range for most of summertime. Due to the consequent use of the sun protection and effective air ventilation, the calculated indoor air temperature exceeds the comfort limits given by the Swiss standard SIA 382/1 by less than 100 hours per year.
In addition the calculated results were analysed according to the comfort criteria of the European standard EN 15251, the German standard DIN 4108-2 and the comfort criterion, which is given by the Passivhaus Institut. All criteria lead to similar ratings of the indoor climate thermal comfort.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Berner Fachhochschule – Architektur, Holz und Bau
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Geyer,Christoph
Schusser,Anna
Kehl,Daniel
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