Wärmeverluste von Funktionsöffnungen in Gebäudehüllen

• Research unit: SFOE
• Project number: 400805

Final report (German)

Die Vorstudie [1] zum Thema „Funktionsöffnungen“ konnte aufzeigen, dass die Wärmeverluste via Funktionsöffnungen mit bis zu 30% am gesamten Heizwärmebedarf einen signifikanten Anteil ausmachen können. Diese auf Abschätzungen beruhenden Aussagen werden in der vorliegenden Hauptstudie überprüft. Absicht war, mittels detaillierter Berechnung (CFD-Simulation), für die häufigsten Funktionsöffnungen den Wärmeverlust über die Einrohrzirkulation zu bestimmen. Daraus wurde ein Katalog erstellt, mit dem die Fachplaner die Wärmeverluste einfach berücksichtigen können. Die Resultate aus der Hauptstudie zeigen nun auf, dass die Wärmeverluste über Funktionsöffnungen infolge Einrohrzirkulation nicht so gross sind wie die Vorstudie es vermuten liess. Gemäss der vorliegenden Studie beträgt der Wärmeverlust je nach Gegebenheit aber immer noch bis zu 5% des gesamten Heizwärmebedarfs eines Einfamilienhauses. Die Wärmeverluste lassen sich durch das Anbringen einer Rohr-Dämmung von 25mm um ca. 50 % verringern. Ein weiterer wichtiger Einflussfaktor auf den Wärmeverlust ist der Durchmesser der Funktionsöffnung. Der Wärmeverlust nimmt überproportional zu bei grösseren Durchmessern. Eine Überdimensionierung bei der Planung ist dadurch zwingend zu vermeiden. Mit Hilfe der erarbeiteten Wärmeverlusttabellen können die Wärmeverluste über die Funktionsöffnungen im Berechnungsverfahren nach SIA 380/1:2009 [3] bei Bedarf berücksichtigt und quantifiziert werden.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Hochschule Luzern - Technik & Architektur, Zentrum für Integrale Gebäudetechnik (ZIG)

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Mattli,Serge
Menti,Urs-Peter
Waser,Roger

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• Wärmeverluste von Funktionsöffnungen in Gebäudehüllen | Studie zur Quantifizierung des Wärmeverlustes von Gebäuden über Funktionsöffnungen infolge Einrohrzirkulation - Schlussbericht [PDF] 6'699 kB

Final report (English)

The preliminary studies [1] on the subject “function openings” could reveal that heat losses over function openings can represent up to 30% and thus account for a major part of the total heat losses. This statement based on estimations will be verified in the present main study. The goal was, by means of detailed calculations (CFD simulations), to determine the heat loss of most function openings over one pipe circulation. A catalogue was compiled out of the results in order for the qualified planners to consider these heat losses. The results of the main study show that the heat losses of function openings due to the one pipe circulation are lower than assumed in the preliminary study. According to the present study, the heat losses still represent up to 5% of the total heat losses of a single family house depending on the structural condition. The heat losses can be reduced by about 50% with 25mm thick surrounded pipe insulation. Another important parameter that influences the heat losses is the diameter of the function opening. The heat losses increase disproportionately by raising the diameter. An oversizing of the pipes is at planning stage imperatively to be avoided. With the aid of the heat loss tables, the heat losses of function openings can be considered and quantified if required for the SIA 380/1:2009 calculations.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Hochschule Luzern - Technik & Architektur, Zentrum für Integrale Gebäudetechnik (ZIG)

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Mattli,Serge
Menti,Urs-Peter
Waser,Roger

Final report (French)

L’étude préalable [1] au sujet des „prises d’air“ des bâtiments a montrer que les pertes de chaleur à travers les prises d’air pouvaient constituer jusqu’à 30% du besoin total en chaleur de chauffage. Ces déclarations basées sur des estimations vont être vérifié dans cette étude approfondie. A l’aide de calculs détaillés (simulation CFD), le but était de déterminer les pertes de chaleur pour la plupart des prises d’air par circulation monotube. A partir de ces calculs, un catalogue a été dressé, afin que les planificateurs puissent prendre en compte simplement ces pertes de chaleur. Les résultats de cette étude approfondie démontrent que les pertes de chaleur à travers les prises d’air par circulation monotube ne sont pas si élevées que celles estimées dans l’étude préalable. Selon l’étude présente, les pertes de chaleur s’élèvent au gré des circonstances jusqu’à 5% du besoin en chaleur de chauffage d’une maison individuelle. Les pertes de chaleur peuvent être diminuées de 50% en appliquant une isolation de tuyau de 25mm. Le diamètre des prises d’air est un autre facteur déterminant pour les pertes de chaleur. Les pertes de chaleur croissent disproportionnellement en augmentant le diamètre. Pour cette raison, il est indispensable durant la planification de ne pas surdimensionner la tuyauterie. Au moyen du tableau élaboré des pertes de chaleur, il est possible de tenir compte de ces pertes et de les quantifier si nécessaire dans le calcul de la SIA 380/1:2009 [3].

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Hochschule Luzern - Technik & Architektur, Zentrum für Integrale Gebäudetechnik (ZIG)

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Mattli,Serge
Menti,Urs-Peter
Waser,Roger