Wärmeübertragung durch solare Strahlung: Unterschied zwischen den Versionen
energie>WikiSysop Keine Bearbeitungszusammenfassung |
K (22 Versionen importiert) |
||
| (9 dazwischenliegende Versionen von einem anderen Benutzer werden nicht angezeigt) | |||
| Zeile 1: | Zeile 1: | ||
{{Navigationsleiste Heizen+Kühlen}} | {{Navigationsleiste Heizen+Kühlen}} | ||
In der energetische Bilanzierung wird die [[Kurzwellige Strahlung|kurzwellige solare Strahlung]] und die [[Langwellige Strahlung|langwellige Wärmestrahlung]] relativ pauschal berücksichtigt. | |||
Die Strahlungsgewinne kurzwelliger Solarstrahlung über transparente Flächen wird monatlich/jährlich als Gewinn bilanziert. Für opake Bauteile gibt es ein Monatsbilanzverfahren, welches Gewinne und Verluste überschlägig bilanzieren soll. | |||
==Wärmequellen durch solare Einstrahlung durch transparente Flächen== | ==Wärmequellen durch solare Einstrahlung durch transparente Flächen== | ||
| Zeile 23: | Zeile 25: | ||
==Solare Wärmeeinträge über opake Bauteile== | ==Solare Wärmeeinträge über opake Bauteile== | ||
Wärmeströme über opake Bauteile sind in geringem Maße von Solarstrahlung (kurzwellige Strahlung) und Wärmestrahlung (langwellige Strahlung) abhängig. Um diese Effekte in der Bilanz korrekt berücksichtigen zu können, müssten die Strahlungsmengen mind. stündlich berechnet werden. | |||
Für die Bilanzierung von Gebäuden ist jedoch ein ein vereinfachtes Verfahren nach DIN V 4108-6 | DIN V 18599-2 (Nr. 6.4.2) ausreichend: | |||
: Wärmequelle <math>Q_{S,opak} = R_{se} \cdot U \cdot A \cdot (\alpha \cdot I_S - F_f \cdot h_r \cdot \Delta \theta_{er}) \cdot t</math> | |||
: Wärmesenke <math>Q_{S,opak} = R_{se} \cdot U \cdot A \cdot (F_f \cdot h_r \cdot \Delta \theta_{er} - \alpha \cdot I_S) \cdot t</math> | |||
* R<sub>se</sub> = Wärmeübergangswiderstand | |||
* [[U-Wert]] | * U = [[U-Wert]] | ||
* | * A = Bauteilfläche | ||
* | * α = [[Strahlungsabsorptionsgrad]] - Absorptionskoeffizient des Bauteils für Solarstrahlung | ||
* ε [[Emissionsgrad]] | * I<sub>S</sub> = globale Sonneneinstrahlung für die Orientierung der Bauteilfläche | ||
* | * F<sub>f</sub> = Formfaktor 1 -> waagerechte Flächen und 0,5 -> senkrechte Flächen | ||
* h<sub>r</sub> = 5 * ε = Abstrahlungskoeffizient ([[Wärmeübergangswiderstand#Wärmeübergangskoeffizient für Strahlung|Wärmeübergangskoeffizient für Strahlung]]) | |||
* ε = [[Emissionsgrad]] | |||
* Δθ<sub>er</sub> = mittlere Differenz zwischen der Temperatur der Umgebungsluft und der scheinbaren Temperatur des Himmels; vereinfachend kann Δθ<sub>er</sub> = 10K angenommen werden. | |||
In DIN EN ISO 52016-1 ist unter Nr. 6.6.8.2 ein gleichwertiges Verfahren beschrieben. Hier wird für h<sub>r</sub> = 4,6 * 0,9 = 4,14 und für Δθ<sub>er</sub> = 11 K verwendet. | |||
{{siehe auch|[[Interne Wärmegewinne]], [[Tageslicht]], [[EN 410| DIN EN 410]], [[Kurzwellige Strahlung]], [[Langwellige Strahlung]]}} | {{siehe auch|[[Interne Wärmegewinne]], [[Tageslicht]], [[EN 410| DIN EN 410]], [[Kurzwellige Strahlung]], [[Langwellige Strahlung]]}} | ||
[[Kategorie:Energie (Begriffe)]] | [[Kategorie:Energie (Begriffe)]] | ||
Aktuelle Version vom 9. April 2021, 07:54 Uhr
Zonierung |
Primärenergiebedarf |
Endenergiebedarf |
Technische Verluste |
Nutzenergiebedarf |
Nutzenergiebedarf für Heizen und Kühlen |
Transmissionswärme |
Lüftungswärme |
Innere Wärme |
Solarstrahlung |
Nutzenergiebedarf für Trinkwarmwasser |
Nutzenergiebedarf der Beleuchtung
Baustoffe |
Anlagentechnik |
Sommerlicher Wärmeschutz |
Mindestwärmeschutz
In der energetische Bilanzierung wird die kurzwellige solare Strahlung und die langwellige Wärmestrahlung relativ pauschal berücksichtigt.
Die Strahlungsgewinne kurzwelliger Solarstrahlung über transparente Flächen wird monatlich/jährlich als Gewinn bilanziert. Für opake Bauteile gibt es ein Monatsbilanzverfahren, welches Gewinne und Verluste überschlägig bilanzieren soll.
Wärmequellen durch solare Einstrahlung durch transparente Flächen
- Symbol: QS
Für Berechnungen nach EnEV (DIN 4108-6) ist folgende Berechnungsmethode für jeden Monat vorgesehen:
- QS = 0,024 * ΦS * t
- t ist die Anzahl der Tage des Monats
- ΦS = I * FF * FS * Fc * g * A
- I ist die solare mittlere Strahlungsintensität (des jeweiligen Monats)
- FF ist der Abminderungsfaktor für den Rahmenanteil
- FS ist der Abminderungsfaktor für Verschattung (nach Tabelle D.3 pauschal 0,9)
- Fc ist der Abminderungsfaktor für Sonnenschutzvorrichtungen (nach Tabelle D.3 pauschal 1,0)
- g = Fw * g⊥
- Fw ist der Abminderungsfaktor infolge nicht senkrechter Einstrahlung (nach Tabelle D.3 pauschal 0,9)
- g⊥ ist der Gesamtenergiedurchlassgrad nach DIN EN 410
Solare Wärmeeinträge über opake Bauteile
Wärmeströme über opake Bauteile sind in geringem Maße von Solarstrahlung (kurzwellige Strahlung) und Wärmestrahlung (langwellige Strahlung) abhängig. Um diese Effekte in der Bilanz korrekt berücksichtigen zu können, müssten die Strahlungsmengen mind. stündlich berechnet werden.
Für die Bilanzierung von Gebäuden ist jedoch ein ein vereinfachtes Verfahren nach DIN V 4108-6 | DIN V 18599-2 (Nr. 6.4.2) ausreichend:
- Wärmequelle [math]\displaystyle{ Q_{S,opak} = R_{se} \cdot U \cdot A \cdot (\alpha \cdot I_S - F_f \cdot h_r \cdot \Delta \theta_{er}) \cdot t }[/math]
- Wärmesenke [math]\displaystyle{ Q_{S,opak} = R_{se} \cdot U \cdot A \cdot (F_f \cdot h_r \cdot \Delta \theta_{er} - \alpha \cdot I_S) \cdot t }[/math]
- Rse = Wärmeübergangswiderstand
- U = U-Wert
- A = Bauteilfläche
- α = Strahlungsabsorptionsgrad - Absorptionskoeffizient des Bauteils für Solarstrahlung
- IS = globale Sonneneinstrahlung für die Orientierung der Bauteilfläche
- Ff = Formfaktor 1 -> waagerechte Flächen und 0,5 -> senkrechte Flächen
- hr = 5 * ε = Abstrahlungskoeffizient (Wärmeübergangskoeffizient für Strahlung)
- ε = Emissionsgrad
- Δθer = mittlere Differenz zwischen der Temperatur der Umgebungsluft und der scheinbaren Temperatur des Himmels; vereinfachend kann Δθer = 10K angenommen werden.
In DIN EN ISO 52016-1 ist unter Nr. 6.6.8.2 ein gleichwertiges Verfahren beschrieben. Hier wird für hr = 4,6 * 0,9 = 4,14 und für Δθer = 11 K verwendet.
