VDI 2078 | 2015-06

Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen (Auslegung Kühllast und Jahressimulation)

iese Richtlinie dient der Bestimmung der Kühllast, der Raumlufttemperatur und der operativen Raumtemperatur für Räume aller Art mit und ohne Klimatisierung unter Berücksichtigung aller relevanten das thermische Raumverhalten beeinflussenden Parameter. Anlagenteile, die das thermische Verhalten des Raums beeinflussen, wie maschinelle oder natürliche Lüftung und Flächenheizung oder -kühlung, sind integraler Bestandteil des Rechenverfahrens und müssen nicht mehr über Näherungsverfahren bestimmt werden. Das Verfahren ist gegenüber der Vorgängerausgabe wesentlich verbessert und erweitert worden, z.B. um die Kopplung zwischen thermischer Berechnung, Betriebsweise, aktiven Anlagenkomponenten und Regelstrategien.
Des Weiteren erfolgt eine Erweiterung und Ergänzung der verwendbaren Wetterdaten und des Anwendungsbereichs auf alle Gebäudearten mit und ohne RLT-Anlagen, Bauteilkühlung und Fensterlüftung. Letztere erlaubt u.a. die Berechnungen zum Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes.

Inhaltsverzeichnis VDI 2078:

Änderungen
1 Anwendungsbereich
2 Normative Verweisungen
3 Begriffe
4 Abkürzungen
5 Verwendung meteorologischer Daten
5.1 Klimazonen (Kühllastzonen) und Testreferenzjahre (TRY)
5.2 Sonneneinstrahlung und Beschattung
5.3 Tageslicht
6 Gebäude
6.1 Gebäudebeschreibung
6.2 Gebäudenutzung und Nutzungsperioden
6.2.1 Innere Wärmequellen
6.2.2 Infiltration und Fensterlüftung
7 Berechnungsgrundlagen
7.1 Randbedingungen
7.2 Raummodell
7.3 Definition der Einschwingperioden
7.4 Kühllast- und Raumtemperaturberechnung
7.4.1 Einfluss des Regelungskonzepts auf die Raumkühlleistung
7.4.2 Berechnungsziele und Berechnungsablauf
8 Testbeispiele
8.1 Aufgabenstellung
8.2 Erläuterung der Ergebnisse
8.3 Hinweise zur Genauigkeit von Berechnungsergebnissen der Testbeispiele
9 Validierung
9.1 Systematik der Validierung
9.2 Validierungsmaßstäbe und Validierungsdetails
9.3 Nachweis der Validierung Fall A und Fall B
9.4 Nachweis der Validierung Fall C
Anhang A Berechnungsalgorithmen
Anhang A1 Definition Berechnung CDP und CDD
Anhang A2 Kühllast- und Raumtemperaturberechnung
Anhang A3 Näherungsformeln für den Luftaustausch über Fenster für VDI 2078
Anhang A4 Hinweise für die rechentechnische Umsetzung der Algorithmen
Anhang B Kennwerte
Anhang B1 Meteorologische Daten
Anhang B2 Kühllastzonen (KLZ)
Anhang B3 Kennwerte transparenter Fassaden (Verglasung und Sonnenschutz)
Anhang B4 Belastungsfaktoren für Abluftleuchten
Anhang C Testbeispiele
Anhang D Abschätzverfahren
Anhang E Formblatt für eine Konformitätserklärung
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Änderungen VDI 2078

Gegenüber VDI 2078 Blatt 1:2003-02 wurden folgende Änderungen vorgenommen: hinreichend genaue Abbildung des thermischen Verhaltens der Bauteile unter Berücksichtigung des konkreten Wandaufbaus. , hinreichend genaue Abbildung des Wärmeaus-taus ...

1 Anwendungsbereich VDI 2078

Seite 8 f., Abschnitt 1
Aufgrund der Weiterentwicklung der Rechenverfahren für das thermische Verhalten von Räumen und der schnelleren Prozessoren entfallen alle Gründe für eine Einschränkung und/oder Vereinfachung der Algorithmen. Die neuen Kühllastregeln dienen deshalb ni ...

3 Begriffe VDI 2078

Seite 10 ff., Abschnitt 3
Für die Anwendung dieser Richtlinie gelten die Begriffe nach VDI 6007 Blatt 1 sowie die folgenden Begriffe: 2-K-Modell (2-Kapazitäten-Modell) Modell, das die thermischen Einflüsse von n Kapazitäten für einen Raum so zusammenfasst, dass die Berechnung ...

4 Ankürzungen VDI 2078

Seite 12, Abschnitt 4
In dieser Richtlinie werden ...

5.1 Verwendung meteorologischer Daten; Klimazonen und Testreferenzjahre - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 12 ff., Abschnitt 5.1
Die bisherige Einteilung Deutschlands in Kühllastzonen nach VDI 2078:1996 wird beibehalten. Diese auf Untersuchungen von Hollan und Peter [6] basierende Regionalisierung Deutschlands in Kühllastzonen erfolgte mit den Methoden der Clusteranalyse bei A ...

5.2 Verwendung meteorologischer Daten; Sonneneinstrahlung und Beschattung - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 15 ff., Abschnitt 5.2
Die Berechnung der kurzwelligen, direkten und diffusen Einstrahlung auf horizontale, aber auch auf beliebig orientierte und geneigte Bauteile sowie die Durchstrahlung transparenter Bauteile (einschließlich Sonnenschutz) auf der Basis des Gesamtenergi ...

5.3 Verwendung meteorologischer Daten; Tageslicht - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 17 f., Abschnitt 5.3
Die Anforderungen an die Helligkeit am Arbeitsplatz ergeben sich nach DIN 5035 und/oder aus speziellen Anforderungen an den Arbeitsplatz. Auf der Basis der lichttechnischen Berechnung1) können die erforderlichen Nennbelastungen durch Beleuchtung ermi ...

6.1 Gebäudebeschreibung - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 18 ff., Abschnitt 6.1
Zur Durchführung der Berechnung ist die Kenntnis der Gebäudestruktur, der Bauteilgeometrie und der Bauteileigenschaften unabdingbare Voraussetzung. Da die Berechnung in der Regel nur für einen Raum oder für Raumgruppen durchgeführt wird, wird die Lag ...

6.2 Gebäudenutzung und Nutzungsperioden - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 21 f., Abschnitt 6.2
Zonierung. Eine Aufteilung innerhalb eines Raums in Zonen muss dann erfolgen, wenn der Raum groß ist und die einzelnen Raumbereiche sehr unterschiedliche Lasten aufweisen und ein thermischer Ausgleich nicht stattfindet. In solchen Fällen wird auch ei ...

6.2.1 Gebäudenutzung und Nutzungsperioden; Innere Wärmequellen - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 23 ff., Abschnitt 6.2.1
Zunehmend höhere Wärmedämmungen, gute Sonnenschutzmaßnahmen und temporärer Wärmeschutz vermindern die Wärmezu- und -abfuhr in Gebäuden derart, dass den inneren Wärmequellen und Wärmesenken eine immer wichtigere Bedeutung zukommt. Diese müssen deshalb ...

6.2.2 Gebäudenutzung und Nutzungsperioden; Infiltration und Fensterlüftung - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 35 ff., Abschnitt 6.2.2
Der Luftwechsel eines Raums setzt sich zusammen aus: Infiltration über Fenster und Undichtigkeiten des Gebäudes. , hygienisch erforderlicher Luftwechsel für die Personen. , Luftwechsel durch Fensterlüftung bei zu hohen Raumtemperaturen ...

7.1 Randbedingungen - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 38 ff., Abschnitt 7.1
Das Verfahren berücksichtigt Wärmeströme aus gebäudeinneren und äußeren Wärmequellen und -senken (Aktionsgrößen). Eine Raumreaktion aufgrund äußerer Wärmequellen und -senken entsteht im Einzelnen: an opaken Außenbauteilen und transparenten Außenbaut ...

7.2 Raummodell - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 45 f., Abschnitt 7.2
Das Gleichungssystem für die diskrete analytische Lösung der Ersatzschaltung für das 2-K-Modell ist vollständig in VDI 6007 Blatt 1 (Raummodell) beschrieben. Das Raummodell enthält die Algorithmen für die Erfüllung der in der Einleitung genannten Auf ...

7.3 Definition der Einschwingperioden - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 46 ff., Abschnitt 7.3
In VDI 2078:1996 wurde und in der DIN 4710 wird im Grundsatz ein Auslegungstag – ein Cooling Design Day (CDD) – definiert, wobei die Anlaufrechnung bis zum Erreichen des thermisch eingeschwungenen Zustands durchzuführen war. Das Problem dabei ist, da ...

7.4 Kühllast- und Raumtemperaturberechnung - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 49, Abschnitt 7.4
Grundsätzlich ist zwischen Berechnungen ohne Rückwirkung der Anlage auf das Ergebnis und solchen mit Rückwirkung zu unterscheiden. Bei einer Berechnung der Kühllast mit konstanter Raumtemperatur und Wärmeabfuhr über Flächenkühlung oder konvektiv über ...

7.4.1 Einfluss des Regelungskonzepts auf die Raumkühlleistung - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 49 ff., Abschnitt 7.4.1
Die maximal erforderliche Raumkühlleistung hängt sehr stark vom gewählten Regelungskonzept ab. Die sich ergebende maximale Kühlleistung kann bei unterschiedlichen Regelungskonzepten bis zu einem Faktor 2 differieren. Wesentlich ist dabei nicht nur di ...

7.4.2 Berechnungsziele und -ablauf - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 53 ff., Abschnitt 7.4.2
Der in der VDI 6007 Blatt 1 mit Ablaufplan dargestellte Algorithmus bildet den Rechenkern zur Berechnung der stündlichen Kühl- und Heizlast bei vorgegebener Raumtemperatur oder sich bei vorgegebener verfügbarer Kühl- oder Heizleistung (auch Pverfügba ...

8 Testbeispiele - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 57 f., Abschnitt 8
Die ausgewählten Testbeispiele dienen sowohl der Validierung bei der Programmerstellung als auch der Unterstützung bei der Programmierung. Die Auswahl der Testbeispiele wurde teilweise unter diesen Aspekten vorgenommen. Des Weiteren sollen die Testbe ...

8.1 Testbeispiele; Aufgabenstellung - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 58 ff., Abschnitt 8.1
Testbeispiele 1 bis 7 dienen der Validierung von Programmen mit dem Rechenkern nach VDI 6007 und den Randbedingungen dieser Richtlinie. Testbeispiele 8 bis 16 dienen zusätzlich der Validierung nach VDI 6020. Die Zuordnung der Testbeispiele zu den ein ...

8.2 Testbeispiele; Erläuterung der Ergebnisse - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 64 ff., Abschnitt 8.2
Nachstehend werden die charakteristischen Ergebnisse der Testbeispiele hinsichtlich der Auswirkungen der Raumtemperaturvorgaben, der Klimazone, der Bauweise, der Anlagentechnik auf Kühllast und Raumtemperaturen aufgezeigt. Die in die ...

8.3 Testbeispiele; Hinweise zur Genauigkeit von Berechnungsergebnissen - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 76 ff., Abschnitt 8.3
Es ist keine absolute Übereinstimmung von Berechnungsergebnissen mit verschiedenen Berechnungsprogrammen möglich und/oder zu erwarten, da abhängig von der der Programmierung, Programmiersprache, der Kompilierung usw. geringe Unterschiede in den Berec ...

9.1 Validierung; Systematik - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 77 ff., Abschnitt 9.1
Die Kühllast und Raumtemperaturberechnung ist in einem Komplex, bestehend aus den Richtlinien VDI 2078 und VDI 6007 Blatt 1 bis Blatt 3, beschrieben. Die Validierung dieses Komplexes ist auf der Basis der primären Richtlinie VDI 2078 durchzuführen un ...

9.2 Validierung; Maßstäbe und Details - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 79 f., Abschnitt 9.2
Für die Bewertung der Berechnungsergebnisse sind drei Validierungsmaßstäbe anzulegen: Die Validierungsmaßstäbe sind den Validierungsfällen gemäß ...

9.3 Validierung; Nachweis der Validierung Fall A und Fall B - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 80 f., Abschnitt 9.3
Alle Testdateien für die vorstehend beschriebene Validierung sind auf dem Datenträger in Form von MS-Excel®-Arbeitsmappen vorhanden (Inhaltsverzeichnis des Datenträgers siehe Anhang C2). Er-läuterungen zur Handhabung sind in Hinweisdateien enthalten ...

9.4 Validierung; Nachweis der Validierung Fall C - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 81 ff., Abschnitt 9.4
Der Validierungsfall C dient der Validierung dieser Richtllinie an sich und ist nicht Bestandteil der Validieru ...

Anhang A.1 Berechnungsalgorithmen; CDP und CDD - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 86 ff., Abschnitt Anhang A.1
A1.1 Aperiodisches Einschwingen. Der Abschnitt 7.3 beschreibt Zweck und Aufbau der CDP, das heißt das thermische Einschwingen bis zum Auslegungstag (CDD) sowie den Auslegungstag selbst. Im Folgenden werden die Festlegungen und Definitionen angegeben ...

Anhang A.2 Berechnungsalgorithmen; Kühllast- und Raumtemperaturberechnung - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 96 ff., Abschnitt Anhang A.2
Der Abschnitt 7.4 beschreibt die Vorgehensweise bei der Kühllast- und Raumtemperaturberechnung. Grundlage bildet der Rechenkern zur Berechnung der stündlichen Kühl- und Heizlast bei vorgegebener Raumtemperatur oder der sich bei verfügbarer Kühl- oder ...

Anhang A.3 Berechnungsalgorithmen; Näherungsformeln für den Luftaustausch über Fenster für VDI 2078 - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 110 ff., Abschnitt Anhang A.3
Nachfolgend werden Näherungsformeln für bis zu 15° gekippte Fenster und für vollständig geöffnete Fenster und ohne äußeren Sonnenschutz angegeben. Bei einem geschlossenen äußeren Sonnenschutz reduziert sich der Volumenstrom um einen Minderungsfaktor ...

Anhang B.1 Kennwerte; Meteorologische Daten - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 116 f., Abschnitt Anhang B.1
Meteorologische Daten zur Generierung der CDP. Kennwerte für die Außentemperatur während der CDP: . Klarer Auslegungstag CDD. Ausgangsbasis für die Tagesmitteltemperatur ϑa,mittel,CDD und die Amplitude Δ ϑ : ϑa,max nach t-x- Häufigkeitsverteilung des ...

Anhang B.2 Kennwerte; Kühllastzonen - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 118 ff., Abschnitt Anhang B.2
Tabelle B1. Zuordnung von Städten zu KLZ einschließlich der Referenzstationen: Stadt | KLZ | Höhe | Breitengrad | Längengrad | TRY | der Referenzstationen des TRY | Aachen | 3 | 180 m NN | 50,8 | 6,1 | TRY MN | Augsburg | 3 | 477 m NN | 48,4 | 10, ...

Anhang B.3 Kennwerte; Kennwerte transparenter Fassaden - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 123 ff., Abschnitt Anhang B.3
Für folgende Verglasungen, mit und ohne Sonnenschutz, durchlüftet und nicht durchlüftet, werden die Parameter (Gesamtenergiedurchlassgrad, Lichtransmission, U-Wert, Konvektivanteil) angegeben. Die Randbedingungen für die Berechnung der Kennwerte (sie ...

Anhang B.4 Kennwerte; Belastungsfaktoren für Abluftleuchten - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 130, Abschnitt Anhang B.4
Tabelle B12. Belas ...

Anhang C Testbeispiele - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 131 ff., Abschnitt Anhang C
C1 Kennwerte der Beispielräume. Die nachstehend definierten Beispielräume vom Typ XL bis XS sind nicht mit den Typräumen der VDI 2078:1996 identisch. Die Definition der neuen Beispielräume vom Typ XL bis XS wurde an die aktuelle Bauweise angepasst. E ...

Anhang D Abschätzverfahren - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 137 ff., Abschnitt Anhang D
D1 Abschätzung der maximalen Kühllast. Das folgende Verfahren dient nur einer groben Abschätzung der Kühllast und ersetzt nicht die Berechnung des Hauptverfahrens. Diese Abschätzung der Kühllast Qc,max erfolgt in Anlehnung an DIN V 18599-2 unter Beac ...

Anhang E Formblatt für eine Konformitätserklärung - Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen

Seite 147, Abschnitt Anhang E
Konformitätserklärung (nach DIN EN ISO/IEC 17050-1, August 2010). Nr. .... Name des Ausstellers: .... Anschrift des Ausstellers: .... .... Gegenstand der Erklärung: .... (Name der Software). .... (Versionsbezeichnung und Ausgabedatum). Das oben besch ...

Stichworte in Zusammenhang mit VDI 2078

Berechnung, Kühllast, Raumtemperatur, Temperatur
VDI 2078, Ausgabe 2015-06: Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen (Auslegung Kühllast und Jahressimulation) .
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"Ich kam zum Baunormenlexikon über einen Erfahrungsaustausch mit einem Kollegen im Ausschuss Barrierefreies Bauen. Dieser hat es mir empfohlen als sehr gutes Arbeitsmittel. Seit einem guten Jahr arbeite ich nun auch mit dem „Architektenpaket des Baunormenlexikons“. Das ist ein sehr umgängliches Werkzeug, zur Arbeit mit und Recherche der aktuellen DIN-Normen." Rüdiger Karl ARCHITEKTURBÜRO R.KARL, Schönewalde/Grassau www.architekt-karl.de
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