Komponenten des energetischen Modells
Ein designPH-Modell ist ein Energiemodell; nicht alle Details, die für ein volles architektonisches Gebäudemodell benötigt werden, sind erforderlich. Wenn sie keine thermische Bedeutung haben, sind sie für das designPH-Modell nicht notwendig. Dies bedeutet, dass einige Elemente, wie nicht-thermische interne Strukturen, interne Beschläge, sowie rein gestalterische externe Details, ausgeschlossen werden können. Dies beschleunigt in der Regel den Analyseprozess und reduziert zudem die Wahrscheinlichkeit von Benutzerfehlern.
Thermische Hülle (Wärmeübertragungselemente)
Die thermische Hülle ist die konzeptuelle Grenze, die die konditionierten (beheizten oder gekühlten) Innenräume mit einer stabilen angenehmen Temperatur von den klimatischen Verhältnissen außerhalb des Gebäudes thermisch trennt. In der Baukonstruktion wird die thermische Hülle meist durch gedämmte Wände, Dächer, Böden, Fenster und Türen gebildet. Für ein funktionierendes Passivhaus sollte diese Schicht ohne Unterbrechungen um die beheizten bzw. gekühlten Innenräume des Gebäudes geführt werden. Beachten Sie, dass umschlossene Räume wie Keller, Garagen, Loft-Räume, Wintergärten, Atrien, Pflanzenräume usw., die unbeheizt / ungekühlt sind, sich somit außerhalb der thermischen Hülle befinden. Räume außerhalb des thermischen Umschlags müssen nicht modelliert werden (zumindest nicht für die Zwecke des designPH-Energiemodells).
Die Wärmeübertragungsflächen, die für das Energiemodell in designPH benötigt werden, sind die Außenflächen der thermischen Hülle; Dies ist dieselbe Definition wie im PHPP. Dies bedeutet, dass ein Energiemodell nur durch Zeichnen eines einschaligen Modells aus SketchUp-Flächen erstellt werden kann. SketchUp ist daher in dieser Hinsicht sehr gut geeignet, ein Energiemodell zu erstellen; Wände und andere Bauelemente müssen nicht in SketchUp als 3D-Elemente gezeichnet werden. Dies bedeutet nicht, dass ein Gebäudemodell nicht mit SketchUp und designPH gezeichnet und analysiert werden kann, wobei die Wände als "feste" Elemente gezeichnet werden, aber es besteht kein inhärentes Bedürfnis für diese zusätzliche Komplexität.
Opake Oberflächen
SketchUp-Flächen werden als opake Wärmeübertragungsflächen für das Energiemodell behandelt und Transmissionswärmeverluste werden gemäß der Oberfläche, dem zugeordneten U-Wert und den thermischen Randbedingungen berechnet. Beachten Sie, dass das visuelle Erscheinungsbild der Flächen aus SketchUp-Materialien keine Auswirkung auf das Energiemodell hat. Weitere Informationen zu opaken Oberflächen finden Sie hier.
Transparente Oberflächen (Fenster)
Im Gegensatz zu einigen anderen Energieanalyse-Tools, die einfach bestimmte Flächen als transparent markieren, werden Fenster in designPH mit einer realistischen 3D-Komponente modelliert, die einen Rahmenbereich, eine Verglasungsfläche und eine Laibungstiefe beinhaltet. Die Fenstern werden anfänglich einem Standardrahmen- und Verglasungstyp zugewiesen, der es ermöglicht, dass der Einbau-U-Wert für jedes einzelne Fenster berechnet werden kann. Dies beeinflusst Änderungen im Rahmen des Verglasungsbereichs, der Perimeterlänge und der Kopplung an andere Fenster. Weitere Informationen zum Einfügen von Fenstern finden Sie im Abschnitt Fenster.
Wärmebrücken
Kanten im SketchUp-Modell können optional als lineare Wärmebrücken markiert werden. Dies dient als Anpassungsfaktor für Übergänge oder Unterbrechungen in der thermischen Hülle, bei denen der Wärmefluss nicht ausreichend mit den U-Werten von Oberflächen modelliert werden kann. Wärmebrücken für Fensterinstallationen und für die Verglasungsabstandshalter fließen automatisch in die Berechnung des installierten U-Wertes ein, so dass diese nicht separat eingegeben werden müssen. Weitere Informationen zu Wärmebrücken finden Sie hier.
Flächengruppen
Das PHPP verwendet nummerierte Flächengruppen, um die obigen Elemente zu kategorisieren und zu identifizieren. Somit können entsprechende Umgebungsbedingungen (Temperaturreduktionsfaktoren) zugewiesen werden. Das gleiche System nummerierter Bereichsgruppen wird in designPH verwendet, wobei die Zuweisung automatisch erfolgt.
| Flächengruppennummer | Flächengruppenname |
|---|---|
| 1 | Energiebezugsfläche |
| 2 | Nord-Fenster |
| 3 | Ost-Fenster |
| 4 | Süd-Fenster |
| 5 | West-Fenster |
| 6 | Horizontale Fenster |
| 7 | Außentür |
| 8 | Außenwand Außenluft |
| 9 | Außenwand Erdreich |
| 10 | Dach/Decke Außenluft |
| 11 | Bodenplatte / Kellerdecke |
| 12 | Nicht belegt |
| 13 | Nicht belegt |
| 14 | Temperaturzone X |
| 15 | Wärmebrücke Außenluft |
| 16 | Wärmebrücke Perimeter |
| 17 | Wärmebrücke Bodenplatte /Kellerdecke |
| 18 | Wand zum Nachbarn |
Energiebilanz
In designPH wird die Energiebilanz mit dem Jahresverfahren berechnet, basierend auf dem Gleichgewicht der Wärmeverluste (durch Wärmeleitung und durch Luftbewegung) und freien Wärmegewinnen (solare Gewinne und interne Gewinne der Einrichtung und der Bewohner). Ein Nutzungsfaktor wird auf die freien Wärmegewinne angewendet, weil sie nicht immer zu den Zeiten auftreten, wenn Wärme benötigt wird. In designPH werden die Verluste und Gewinne für jedes Bauelement nach ihren individuellen Eigenschaften und dem angegebenen Klima berechnet.
- Materialverluste werden nach Fläche, U-Wert und thermischen Randbedingungen jeder einzelnen Fläche im Modell berechnet.
- Die Lüftungsverluste basieren auf einer angenommenen Luftdichtheit (0,6 1/h, Mindestwert für ein Passivhaus), Lüftung mit Wärmerückgewinnung (75% Wirkungsgrad, Mindestwert für ein Passivhaus) und einem aus der Energiebezugsfläche extrapolierten Belüftungsvolumen.
- Solare Gewinne werden für jedes Fenster berechnet und berücksichtigen die individuelle Verschattungssituation des Fensters.
- Interne Wärmegewinne werden wie im PHPP durch eine Reihe von Standardwerten abgedeckt, die passend zum Gebäudetyp automatisch ausgewählt werden. In den designPH-Versionen 1.5 und niedriger wurden interne Wärmegewinne über einen pauschalen Wert von 2.1 W/m² abgedeckt. Klicken Sie auf Interne Wärmegewinne für mehr Informationen.
Energiebezugsfläche
Die Energiebezugsfläche (EBF) ist ein Maß für die nutzbare Bodenfläche inerhalb der thermischen Hülle, die nach einer vorgeschriebenen Methode berechnet wird. Weitere Erläuterungen finden Sie im PHPP-9-Handbuch (Abschnitt 14.9). Die EBF ist eine sehr wichtige Messgröße, da der jährliche Heizwärmebedarf (oder Kühlungsbedarf) durch die EBF geteilt wird, um den spezifischen jährlichen Heizwärmebedarf (oder Kühlungsbedarf) zu ermitteln, der die Grundlage für die Zielvorgabe von 15 kWh/m² für ein Passivhaus bildet. Der spezifische Heiz- bzw. Kühlbedarf reagiert daher empfindlich auf Änderungen der EBF. Deshalb ist es wichtig, dass die EBF für die Zertifizierung genau berechnet wird.
designPH hat nun drei Möglichkeiten zur Ermittlung der EBF:
- Abschätzung der EBF
- Zeichnen und zuweisen einer Fläche als EBF
- Direkte Eingeabe der EBF (ab designPH 1.6)
Weitere Informationen zur Verwendung jeder Methode finden Sie unter Definieren der Energiebezugsfläche.
Überbaute Fläche
Die überbaute Fläche ist die Referenzfläche, die für die Berechnung des PER-Faktors (Primary Energy Renewable = Erneuerbare Primärenergien) in PHPP 9 erforderlich ist. Sie ist definiert als die vertikale Projektion der thermischen Hülle auf eine horizontale Ebene, sodass sie größer sein kann als der tatsächliche "Fußabdruck" des Gebäudes, zum Beispiel, wenn es freitragende Fußböden oder Teile der thermischen Hülle über unbeheizte Garagen gibt. Die überbaute Fläche kann ebenso mit einem gleichnamigen Werkzeug in designPH berechnet werden.