Schlüsselwörter
(Deutsch)
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TP0083;F-Gebäude
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Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Anforderungen an behördentaugliche dynamische Simulationsprogramme Problemanalyse und exemplarischer Lösungsvorschlag
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Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)
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Mit dynamischen Simulationsprogrammen kann eine verbesserte integrale Planung des Gebäudes erreicht werden, welche im Besonderen den Einbezug solarer Gewinnsysteme, die genaue Berücksichtigung der Speichermasse und deren Bewirtschaftung, den Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes, die Dimensionierung der HLK-Systeme und den Einsatz alternativer Energiesysteme ermöglicht. Das Anforderungsprofil an behördentaugliche EDV-Programme der EnFK deckt zur Zeit nur die Rechenmethode nach SIA 380/1 mit dem Monatsbilanzverfahren ab. Für dynamische Gebäudesimulationsmodelle ist deshalb ein analoges und erweitertes Anforderungsprofil erforderlich.
In einem ersten Arbeitspaket wurden die Klimadaten vom SIA Merkblatt 2028, die Monatswerte und die Stundenwerte "DRY normal" der Stationen Zürich-MeteoSchweiz, Davos und Lugano, welche für die Berechnungen eingesetzt werden, miteinander verglichen. Bei den Monatsmittelwerten sind Abweichungen von bis zu ±1.2K vorhanden, beim Jahresmittelwert reduziert sich der Wert auf ±0.2K. Bei den Monatswerten der Globalstrahlung liegen die Abweichungen meistens im Bereich von ±10%, bei den Jahressummen bei ±2%.
Als zweites Arbeitspaket wurde anhand zweier Gebäudebeispiele aus dem Wohnungsbau ein Vergleich der Rechenresultate dynamischer Simulationen mit denjenigen von SIA 380/1 durchgeführt. Mit einer konsistenten Erfassung der Gebäude- und Konstruktionsdaten wurde vorerst eine einheitliche Basis für den Rechenvergleich gelegt. Das Spektrum der Wärmedämmniveaus der Gebäude reichte dabei vom Altbau Baujahr 1950 mit dem 30 cm Mauerwerk bis zum Neubau 2010 mit Grenz- bzw. Zielwerten nach SIA 380/1. Der durchgeführte Vergleich hat gezeigt, dass sich die Abweichungen beim ermittelten Jahres-Heizwärmebedarf in einem Band von ca. 5-10% bewegen.
Mit dem Einsatz einer Begleitgruppe aus Vertretern der Behörden (EnFK, BFE), verschiedener SIAArbeitsgruppen, der MINERGIE Agentur, der Bauindustrie und der Forschung wird eine enge Koordination und Abstimmung der Arbeiten mit bereits laufenden Projekten angestrebt.
Es ist geplant, die Projektarbeiten bis Mitte 2011 abschliessen zu können.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
EMPA
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Frank,Thomas
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Deutsch)
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Das Projekt verfolgte das Ziel, Grundlagen zur Vergleichbarkeit der Rechenresultate dynamischer Gebäudesimulationsprogramme mit den Resultaten der quasi-stationären Berechnungsmethode von SIA 380/1 zu erstellen. Zu diesem Zweck wurden 11 Testfälle von Gebäuden aufbereitet und der Heizwärmebedarf an den Klimastandorten Zürich-SMA, Davos und Lugano nach dem Verfahren von SIA 380/1 ermittelt. Mit dem dynamischen Gebäudesimulationsprogramm HELIOS wurden an denselben Testfällen Berechnungen des Heizwärmebedarfs durchgeführt und ein Vergleich der Rechergebnisse durchgeführt. Dieser zeigt, dass die maximale Abweichung in einem Bereich von ±10% liegt, was teilweise auf die unterschiedliche Basis der Klimadatensätze zurück zu führen ist.
Bei der Analyse des quasi-stationären Rechenverfahrens von SIA 380/1 wurde festgestellt, dass bei der verwendeten Ausnutzungsfunktion der Wärmegewinne ein grosser Unterschied zwischen Wohn- und Nichtwohnbauten besteht, welcher in der neuen Norm EN ISO 13790, Ausgabe 2008, nicht mehr vorhanden ist. Bei einer nächsten Überarbeitung der SIA 380/1 müsste deshalb geprüft werden, ob an dieser national zulässigen Abweichung festgehalten werden soll.
Die erstellten Unterlagen beinhalten zudem einen Vorschlag, wie die Resultate von dynamischen Gebäudesimulationsprogrammen für einen Vergleich mit SIA 380/1 dargestellt werden sollten.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
EMPA
Hochschule Luzern - Technik & Architektur, Zentrum für Integrale Gebäudetechnik (ZIG)
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Frank,Thomas
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Englisch)
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The aim of the project was to elaborate the basis for the comparability of the results from dynamic building simulation programs with results from the quasi-steady state calculation method given in SIA 380/1. For this purpose 11 test cases of buildings have been worked up and the heating energy use has been calculated according to SIA 380/1 for the climatic locations of Zürich-SMA, Davos and Lugano. With the dynamic building simulation program HELIOS, the heating energy use was calculated for the same cases and a comparison of the results has been carried out. It shows that the maximum deviation is in the range of ±10%, which is partly due to the fact, that the basis of the climatic data sets is different.
The analysis of the quasi-steady state calculation method of SIA 380/1 showed, that the used function for the heat gain utilization factor gives quite large differences for residential and non residential buildings, which is not any more the case in the new Standard EN ISO 13790, edition 2008. In a next revision of SIA 380/1 it has to be checked if this national accepted deviation shall be kept.
The elaborated basis includes a proposal, how the results of dynamic building energy calculations shall be reported for a comparison with SIA 380/1.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
EMPA
Hochschule Luzern - Technik & Architektur, Zentrum für Integrale Gebäudetechnik (ZIG)
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Frank,Thomas
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Schlussbericht
(Französisch)
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Le projet a visé la fixation des bases pour la comparaison entre les résultats de programmes de simulation dynamique de bâtiment et ceux de la méthode de calcul quasi stationnaire fixée par la norme SIA 380/1. À cet effet, 11 cas de test de bâtiments ont été traités, et les besoins de chaleur pour le chauffage dans les régions climatiques de Zurich (SMA), Davos ainsi que Lugano ont fait l'objet de calculs sur la base de la norme SIA 380/1. Le programme de simulation dynamique de bâtiment HELIOS a permis de déterminer le besoin de chaleur pour le chauffage de ces mêmes cas de test ainsi que d'effectuer une comparaison des résultats. Il en est ressorti que la divergence maximale se situe dans une zone de ±10%, ce qui est en partie imputable à la base différente des ensembles de données climatiques.
Au niveau de la formule de taux d'utilisation des apports de chaleur, l'analyse de la méthode de calcul quasi stationnaire de SIA 380/1 a affiché une grande différence entre bâtiments résidentiels et non résidentiels, qui ne figure plus dans la nouvelle norme EN ISO13790 (édition 2008). Partant, lors de la prochaine révision de la norme SIA 380/1, il faudra considérer le maintien ou la suppression de cette divergence, agréée au niveau national.
Les documents établis contiennent en outre une suggestion de représentation des résultats de programmes de simulation dynamique de bâtiment en vue d'une comparaison avec la norme SIA 380/1.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
EMPA
Hochschule Luzern - Technik & Architektur, Zentrum für Integrale Gebäudetechnik (ZIG)
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Frank,Thomas
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