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Für die Berechnung des nutzbaren Tageslichtes an Arbeitsplätzen ist vom Verfasser ein instationäres Modell zur Bestimmung des Tageslichtangebotes in Gebäuden - der "statistische Himmel" - entwickelt worden. Mit diesem Ansatz können die Einschaltzeiten und damit die internen Wärmegewinne infolge Tageslichtergänzungsbeleuchtung wesentlich exakter als mit bisherigen Verfahren bestimmt werden. Mittels dynamischer thermischer Berechnung wird zusammen mit dem instationären Verfahren des statistischen Himmels eine Energiebilanz eines tageslichtbeleuchteten Gebäudes sehr genau vorausberechnet. In einer umfangreichen Parameterstudie wird eine Vielzahl von Parametern untersucht, die Einfluß auf die Gebäude- und Beleuchtungsplanung haben. Eine signifikante Energieeinsparung im Verwaltungsbau durch gezielte Tageslichtnutzung ist möglich. Dazu sind die Beleuchtung verstärkt tageslichtabhängig zu regeln und sinnvollerweise auch Sonnenschutzmaßnahmen in das Regelkonzept einzubeziehen.

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An bestehenden Gebäuden können thermische Kenngrößen der verwendeten Baustoffe nur durch In-situ-Messungen bestimmt werden. Die einfache Berechnung dieser Kenngrößen unter Annahme einer eindimensionalen, stationären Wärmestromdichte erfordert einen relativ großen Meßaufwand. In diesem Beitrag wird ein instationäres Temperaturfeld verwendet, das durch einen Heizer im Inneren des zu messenden Bauwerksteils erzeugt wird. Die an der Oberfläche in Abhängigkeit von der Zeit gemessenen Temperaturen werden mit den Ergebnissen numerischer Rechnungen verglichen. Eine Anpassung der theoretischen an die experimentellen Kurven gestattet es, neben der Wärmeleitfähigkeit auch die Wärmekapazitätsdichte zu bestimmen.

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Die in einem Luftkollektor erwärmte Luft wird mit Hilfe von Ventilatoren, die über eine kleine Photovoltaikanlage betrieben werden, in eine wärmespeichernde Wand transportiert. Die Wärmefreisetzung erfolgt statisch über Wärmeleitung. Durch die Wärmespeicherung gelingt es, die solaren Heizbeiträge zu vergleichmäßigen, so daß es in der Heizperiode bei hohen Globalstrahuungsintensitäten nicht zu Überhitzungen kommt. Über Dimensionierungsprobleme des vielparametrigen Systems wird berichtet. Insbesondere wird gezeigt, daß Nutzverhalten ganz entscheidend die solaren Gewinne bestimmt. Infolge hoher Raumlufttemperaturen von etwa 22 °C werden gegenüber dem Ausgangszustand nur Heizenergieeinsparungen von 13 % erzielt, obwohl 25 % möglich sind.

Ein Doppelhaus mit einer solarenergiegespeisten und durch Umluft versorgten Hypokaustenheizung wurde experimentell und theoretisch untersucht. Zur Interpretation der Meßwerte und für Variantenvergleiche wurde ein Berechnungsverfahren entwickelt. Der Energiegewinn des (Luft)-Kollektors (vom Typ der Trombe-Wand) betrug an einem strahlungsreichen Wintertag etwa 31 % des Sonnenstrahlungsdargebotes. Im Mittel über die Heizperiode werden etwa 22 % des Strahlungsdargebotes genutzt, rund die Hälfte davon während der Laufzeit der Umluftanlage. Unter Berücksichtigung des Verbrauchs an Elektroenergie kann die Primärenergieeinsparung für eine 17 m² große Kolektorfläche zu etwa 1850 kWh jährlich abgeschätzt werden. Der Freisetzungsaufwand (Investitionskosten je kWh jährlicher Energieeinsparung) ist allerdings wesentlich höher als bei konventioneller Wärmedämmung.

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Ein Doppelhaus mit einer solarenergiegespeisten und durch Umluft versorgten Hypokaustenheizung wurde experimentell und theoretisch untersucht. Zur Interpretation der Meßwerte und für Variantenvergleiche wurde ein Berechnungsverfahren entwickelt. Der Energiegewinn des (Luft)-Kollektors (vom Typ der Trombe-Wand) betrug an einem strahlungsreichen Wintertag etwa 31 % des Sonnenstrahlungsdargebotes. Im Mittel über die Heizperiode werden etwa 22 % des Strahlungsdargebotes genutzt, rund die Hälfte davon während der Laufzeit der Umluftanlage. Unter Berücksichtigung des Verbrauchs an Elektroenergie kann die Primärenergieeinsparung für eine 17 m² große Kolektorfläche zu etwa 1850 kWh jährlich abgeschätzt werden. Der Freisetzungsaufwand (Investitionskosten je kWh jährlicher Energieeinsparung) ist allerdings wesentlich höher als bei konventioneller Wärmedämmung.

Kommerzielle Computerprogramme, insbesondere Tabellenkalkulationsprogramme, werden häufig bei Berechnungen großer Datenmengen eingesetzt. Dabei bleiben oftmals unbewußt kleine Rundungsfehler unbedacht, die aber bei bestimmten Rechenoperationen merkliche Differenzen im Ergebnis verursachen können. Obwohl dieses Problem seit langem bekannt ist, können die marktführenden Tabellenkalkulationsprogramme diese Rundungsprobleme nicht sicher umgehen. An einer Beispielrechnung wird dieser Sachverhalt verdeutlicht. Für eines der gängigen Kalkulationsprogramme wird eine Alternativlösung dargestellt.

Nach der Wärmeschutzverordnung von 1994 müssen Heizkörper, die vor Fensterflächen angeordnet werden, mit einer rückseitigen, nicht demontierbaren Abdeckung versehen sein, deren Wärmedurchgangskoeffizient k kleiner als 0,9 W/(m²K) betragen muß. Da aufgrund abweichender Randbedingungen zur Bestimmung des k-Wertes einer solchen Konstruktion nicht die üblicherweise verwendeten Wärmeübergangswiderstände angesetzt werden können, wurde im Bundesanzeigr als hinreichendes Kriterium der Nachweis eines Wärmedurchlaßwiderstandes 1/ lambda größer als 0,85 m²K/W vorgegeben. Durch eine iterative Bestimmung des tatsächlich vorhandenen Wärmeübergangswiderstandes und des daraus ermittelten k-Wertes konnte gezeigt werden, daß der im Bundesanzeiger aufgeführte Anforderungswert an den Wärmedurchlaßwiderstand nicht zur Einhaltung der Anforderungen an den Wärmedurchgangskoeffizienten nach Wärmeschutzverordnung ausreicht.

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Es ist möglich, numerische Strömungsberechnungen mit Wärme- und Stoffübertragung für den inneren Dachkanal durchzuführen und mittels der erhaltenen Ergebnisse die Vorteile der Dachhinterlüftung aufzuzeigen. Die Berechnungen zeigen, daß bisher durchgeführte Diffusionsbetrachtungen Auftriebseffekte vernachlässigen und somit zu Aussagen kommen, die allenfalls für horizontale Dachkanäle Gültigkeit haben können. Die numerischen Berechnungen zeigen, daß die Dachhinterlüftung eine effektive Maßnahme darstellt, um Feuchteprobleme von Dachkonstruktionen fernzuhalten. Diffusionsdurchlässige Unterspannbahnen können diese Aufgabe nicht alleine wahrnehmen.

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