Praxishandbuch der technischen Gebäudeausrüstung (TGA) (eBook)

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Praxishandbuch der technischen Gebäudeausrüstung (TGA) Band 2 1
Impressum / Copyright 5
Vorwort 6
Inhaltsverzeichnis 8
1 Einleitung 12
Energiewende in Bauwesen und TGA 12
Das Anliegen dieses Fachbuchs 13
Die Kapitel des Fachbuchs 14
2 Gebäudezertifizierung 14
3 Sommerlicher Wärmeschutz 15
4 Numerische Simulationsmethoden 15
5 Konzepte der Wärme- und Kälteerzeugung 15
6 Energieeffiziente Raumluft- und Klimatechnik 16
7 TABS-Design 17
8 Hygiene-Anforderungen in Trinkwasser-Installationen (TRWI) 17
9 Lebenszykluskostenanalyse von Gebäuden 18
10 Best Practice – AURON München mit DGNB Gold 19
Der rote Faden des Fachbuchs 19
Literaturverzeichnis 20
2 Gebäudezertifizierung – Mit Uponor-Systemen zu DGNB Gold 22
2.1Gebäudezertifizierung als Planungsinstrument 24
2.1.1Methodik, Kosten und Nutzen 24
2.1.2Vergleich grundlegender Zertifizierungssysteme 26
2.2Zertifizierung von Gebäuden mit Thermisch Aktiven Bauteilsystemen (TABS) 30
2.3Ausgewählte Aspekte der Detailbewertung 32
2.3.1Soziokulturelle und funktionale Qualität 32
2.3.2 Ökonomische Qualität 50
2.3.3 Ökologische Qualität 62
2.3.4 Prozessqualität 69
2.4 Zusammenfassung 83
2.5 Literatur 84
3 Sommerlicher Wärmeschutz und Nutzenergiebedarf von Gebäuden 90
3.1Neufassung der DIN 4108-2 92
3.1.1Neuerungen zum sommerlichen Wärmeschutz 92
3.1.2Neue Klimadaten 93
3.1.3Abstimmung Simulation und vereinfachtes Verfahren 97
3.1.4Nachtlüftung 99
3.1.5Passive Kühlung – Sohlplattenkühlung 101
3.1.6Nachweisverfahren zum sommerlichen Wärmeschutz 105
3.1.7Simulation 117
3.1.8Ausblick auf künftige Entwicklungen im Bereich des sommerlichen Wärmeschutzes 118
3.2Heizwärme- und Kühlkältebedarf von Gebäuden gemäß DIN V 18599 – Grundlagen und Neuerungen 119
3.2.1Einleitung 119
3.2.2Übersicht über Neuerungen in DIN V 18599-2:2011-12 121
3.2.3Saisonaler Luftwechsel bei Wohnnutzung 123
3.2.4Bedarfsgerechte Fensterlüftung bei Nichtwohnnutzungen 129
3.2.5Einfluss der Gebäudeautomation 131
3.2.6Berücksichtigung neuer Klimadaten 133
3.2.7Maximale Heizleistung 135
3.3Energieeinsparverordnung und Effizienzhaus-Standards 137
3.3.1Das Referenzgebäudeverfahren 138
3.3.2Nebenanforderung an den baulichen Wärmeschutz 140
3.3.3KfW-Förderung 140
3.4Fazit 143
3.5 Literatur 145
4 Numerische Simulationsmethoden – Gebäude-, Anlagen- und Strömungssimulation 148
4.1Einleitung 149
4.2Theoretische Grundlagen 151
4.2.1Einleitung 151
4.2.2Thermische Gebäudesimulation 152
4.2.3Anlagensimulation 156
4.2.4Strömungssimulation 161
4.2.5Kopplungsmechanismen numerischer Simulationsprogramme 163
4.3Randbedingungen 165
4.4Pre- und Post-processing?/?Bewertungsmethoden 168
4.5Anwendungsbeispiele 170
4.5.1Numerische Analysen – Einzelraum (stationär) 170
4.5.2Numerische Analysen – Einfamilienhaus (dynamisch) 175
4.5.3Numerische Analysen – Hallenbauten (stationär) 177
4.5.4Numerische Analysen – Hallenbauten (dynamisch) 189
4.6Gesamtfazit 193
4.7Literatur 194
4.8Symbolverzeichnis 196
4.9Anhang 1 199
4.10Anhang 2 201
4.11Anmerkungen 202
5 Konzepte der Wärme- und Kälteerzeugung mit erneuerbaren Energien 204
5.1TGA-Anlagenplanung im Einklang mit EnEV und EEWärmeG 206
5.1.1Einleitung 206
5.1.2Allgemeine Anforderungen der EU-Richtlinie 207
5.1.3Nachweis der Nutzungspflichten im EE-WärmeG 221
5.1.4Beispiel-Berechnungen 228
5.1.5Fazit 240
5.2Kälte-Wärme-Verbundsysteme für gewerblich genutzte Immobilien 240
5.2.1Einleitung 240
5.2.2Last und Leistung 241
5.2.3Bedarfsanalyse, Energiekonzept und Systemwahl 245
5.2.4Gesamtenergiebilanz Gebäude 247
5.2.5Strukturierter Planungsprozess für Energiequelle – Transformation, Verteilung und Nutzenübergabe 258
5.2.6Energieeffizienzbewertung 259
5.2.7Der Wärme-Kälte-Verbund (KWV) 261
5.2.8Fazit 280
5.3 Literatur 281
6 Energieeffiziente Raumluft- und Klimatechnik 284
6.1Technische Voraussetzungen 286
6.1.1Grundsätzliche Aspekte 287
6.1.2Behaglichkeit 291
6.1.3Mindestaußenluftvolumenstrom 293
6.1.4Lastberechnung 296
6.1.5Energetische Forderungen 296
6.1.6Freie (natürliche) Lüftung 302
6.1.7Raumströmung (Luftführung im Raum) 311
6.1.8Konditionierung der Außenluft 322
6.1.9Kälte- und Wärmespeicherung 326
6.1.10Kälteerzeugung und Kühlung 333
6.2Raum(luft)konditionierung 347
6.2.1Allgemeine Definitionen der Lüftungstechnik 347
6.2.2Definitionen: Raum(luft)konditionierungsanlagen 355
6.2.3Luft-Kälteanlagen (dezentrale Klimatisierung mittels VRF-Multisplittechnik) 357
6.2.4VRF-System als Wärmepumpe 364
6.3Lüftungsstrategien 366
6.4Wohnungslüftung 366
6.4.1Allgemeine Aspekte 366
6.4.2Natürliche Lüftung 368
6.4.3Mechanische Lüftung ohne WRG 370
6.4.4Mechanische Lüftung mit WRG 371
6.5Nichtwohngebäude 375
6.5.1Geschossbauten (Büroräume) 375
6.5.2Gesellschaftsbauten 379
6.5.3Industriebauten 385
6.6Lüftung und TABS (Thermoaktive Bauteilsysteme) 388
6.7Schlussfolgerungen und Ausblick 393
6.8Literatur 395
6.9Anmerkungen 397
7 TABS-Design – Technologie, Raumakustik und Gebäudeautomation 398
7.1Einleitung 400
7.2Raumakustische Maßnahmen und Auswirkungen auf die Leistung von TABS 405
7.2.1Ausgewählte Grundlagen der Raumakustik 406
7.2.2Thermische Auswirkung raumakustischer Maßnahmen 418
7.3Thermisch aktive Betonfertigteil- und Stahl-Flachdecken als Applikation der Betonkernaktivierung 427
7.3.1Einleitung 427
7.3.2Thermisch aktive Fertigteildecken 428
7.3.3Thermisch aktive Stahl-Flachdecken 441
7.4Prädiktives Steuern und Regeln von TABS 444
7.4.1Grundlagen von TABS 444
7.4.1.1TABS-Arten 445
7.4.1.2Energiequellen für TABS 445
7.4.1.3TABS-Betriebsmodi 446
7.4.1.3.124-Stunden-Betrieb der Pumpe (Selbstregeleffekt) 446
7.4.1.3.2Tag-Nacht-Betrieb 447
7.4.1.3.3Taktbetrieb 447
7.4.1.4Typische und zulässige TABS-Betriebstemperaturen 448
7.4.1.5TABS-Zoneneinteilung 449
7.4.1.6TABS-Hydraulik 450
7.4.2Der Regelkreis und die Regelstrecke TABS 451
7.4.3Modellierung von TABS und Gebäuden 457
7.4.4Konventionelle TABS-Regelung 462
7.4.5Prädiktive TABS-Regelung 464
7.4.6Bewertung der konventionellen und prädiktiven TABS Strategien 473
7.4.7Betriebserfahrungen mit prädiktiver TABS-Regelung 478
7.5 Literatur 481
8 Einhaltung der Hygiene-Anforderungen in Trinkwasser-Installationen (TRWI) 484
8.1Neuordnung der Technischen Regeln für Trinkwasser-Installationen – 10-2012 – Einhaltung der Hygiene in Trinkwasser-Installationen (TRWI) 489
8.1.1Vorwort 489
8.1.2Technische Regeln, normative Verweisungen und Betrieb von Anlagen 491
8.1.3 Gefahren in der Trinkwasser-Installation (TRWI) 494
8.1.4Trinkwasserverordnung (TrinkwV) 498
8.1.5Hygienische Anforderungen an Trinkwasser-Installationen (TRWI) 502
8.1.6Europäische Grundnormen und nationale Ergänzungsnormen 507
8.1.7DIN EN 806-1: Technische Regeln für Trinkwasser-Installationen (TRWI) 511
8.1.8DIN EN 1717: Schutz des Trinkwassers vor Verunreinigungen in TRWI und allgemeine Anforderungen an Sicherungseinrichtungen zur Verhütung von TW-Verunreinigungen durch Rückfließen 515
8.1.9DIN 1988-100: Technische Regeln für Trinkwasser-Installationen – Teil 100: Schutz des Trinkwassers, Erhaltung der Trinkwassergüte Technische Regel des DVGW:2011-08
8.1.10DIN EN 806-2:2005 Technische Regeln für Trinkwasser-Installationen (TRWI) – Deutsche Fassung Teil 2: Planung 528
8.1.11DIN 1988-200 Technische Regel für Trinkwasser-Installationen – Installation Typ A (Geschlossenes System) – Planung, Bauteile, Apparate, Werkstoffe Technische Regel des DVGW
8.1.12DIN EN 806-4:2010-06 Technische Regel für Trinkwasser-Installationen Teil 4: Installation
8.1.13DIN EN 806-5:2012-04 Technische Regeln für Trinkwasser-Installationen, Betrieb und Wartung 546
8.1.14DIN 1988-500:2011-2 Druckerhöhungsanlagen (DEA) 550
8.1.15DIN 1988-600:2010-12 Trinkwasser-Installationen in Verbindung mit Feuerlösch- und Brandschutzanlagen 553
8.1.16Schlussbetrachtung 556
8.2Ermittlung der Rohrdurchmesser fürKalt- und Warmwasserleitungen nach DIN 1988-300 557
8.2.1Vorbemerkungen 557
8.2.2DIN 1988-300 im Überblick 558
8.2.3Fazit 605
8.3Literatur 606
9 Lebenszykluskostenanalyse von Gebäuden 612
9.1Grundlagen der Lebenszykluskosten 614
9.1.1Gliederung der Lebenszykluskosten 614
9.1.2Kostenverteilung der Lebenszykluskosten 615
9.1.3Detaillierte Betrachtung der Energie- und Instandhaltungskosten 616
9.1.4Betrachtung der Hauptkostenarten 618
9.1.5Vorhandene und zu beachtende Normen?/?Richtlinien 621
9.2Modell zur Berechnung der Lebenszykluskosten 623
9.2.1Finanzmathematische Grundlagen 623
9.2.2Grundmodell zur Berechnung der Lebenszykluskosten 627
9.2.3Betrachtungszeitraum 628
9.3Ermittlung der Errichtungskosten 629
9.3.1Kostenarten 629
9.3.2Datenquellen 629
9.4Ermittlung der Nutzungskosten 630
9.4.1Kostenarten 630
9.4.2Datenquellen 632
9.5Ermittlung der Sanierungskosten 640
9.5.1Kostenarten 640
9.5.2Datenquellen 641
9.6Ermittlung der Verwertungskosten 642
9.6.1Kostenarten 642
9.6.2Datenquellen 643
9.7Anwendungsbeispiele 643
9.7.1LZK-Berechnung in Architekturwettbewerben 643
9.7.2LZK-Berechnung in Generalplanerwettbewerben 646
9.7.3LZK-Berechnung bei der Auswahl von Architekten?/?Fachplaner (VOF-Verfahren) 646
9.7.4LZK-Berechnung als Variantenberechnung Neubau oder Sanierung 647
9.7.5LZK-Berechnung als Szenarioberechnung für mehrere Gebäude 650
9.7.6LZK-Berechnung für einzelne Bauteile 651
9.8Notwendige Organisation zur Berechnung der Lebenszykluskosten 651
9.8.1Projektbeteiligte 651
9.8.2Notwendige Basisdaten für die Berechnung 652
9.8.3Zeitpunkt der Datenlieferung 652
9.9Lebenszykluskostencontrolling in der Betriebsphase 652
9.10 Chancen/Risiken der Lebenszykluskostenberechnung 654
9.11Handlungsempfehlungen 655
9.11.1Exemplarische Dateneingangsliste Architekturwettbewerb 655
9.11.2Checkliste LZK-Berechnung 657
9.12Kennzahlenübersicht 659
9.12.1Ausgewählte Kennzahlen Errichtungskosten 659
9.12.2Ausgewählte Kennzahlen Nutzungskosten 660
9.12.3Ausgewählte Kennzahlen Lebenszykluskosten 661
9.13Ausblick 662
9.14Literatur 663
9.15Anmerkungen 665
10 Best Practice – AURON München mit DGNB Gold 668
10.1Planungsziele und Realisierung 669
10.2DGNB-Gebäudezertifizierung: das Ergebnis für AURON München 670
10.3Ausgewählte DGNB-Einzelkriterien (Steckbriefe) und planerische Empfehlungen 672
10.3.1Baukonstruktion, Bauphysik, Heiz- und Kühllast sowie thermische Simulation 672
10.3.2TGA-Lösungen 674
10.4Literatur 686
11 Ausblick 688
Stand von Wissenschaft und Technik sowie Methodik 688
Bauherren- und Nutzeranforderungen 688
Gebäudekonstruktion und Baustoffe 689
Technische Gebäudeausrüstung 689
Energiemanagement 690
12 Anhang 692
Abbildungsnachweis 692
Verzeichnis der Autoren nach Kapiteln 695
Register 700
1. Einleitung 700
2. Gebäudezertifizierung – mit Uponor-Systemen zu DGNB Gold 700
3. Sommerlicher Wärmeschutz und Nutzenergiebedarf von Gebäuden 700
4. Numerische Simulationsmethoden 700
5. Konzepte der Wärme- und Kälteerzeugung mit erneuerbaren Energien 701
5.1 Anlagenplanung im Einklang mit EnEV und EEWärmeG 701
5.2 Wärme-Kälte-Verbund-Systeme 701
6. Energieeffiziente Raumluft- und Klimatechnik 701
7. TABS-Design 702
7.1 Einleitung 702
7.2 Raumakustische Maßnahmen und Auswirkungen auf die Leistung von TABS 702
7.3 Thermisch aktive Betonfertigteil- und Stahlflachdecken als Applikationder Betonkernaktivierung 702
7.4 Prädiktive Steuerung und Regelung von TABS 702
8. Einhaltung der Hygiene-Anforderungen in Trinkwasser-Installationen (TRWI) 703
8.1 Neuordnung der TRWI – 02-2013 – Einhaltung der Hygienein Trinkwasser-Installationen (TRWI) 703
8.2 Ermittlung der Rohrdurchmesser für Kalt- und Warmwasserleitungennach DIN 1988-300 703
9. Lebenszykluskostenanalyse von Gebäuden 704
10. Best Practice – AURON München mit DGNB Gold 705