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14. Oktober 2015 Autor: Dr. József Vajda
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Passive Kühlung: Einfluss der solaren Einstrahlung

Experten rechnen, im Vergleich zum Jahr 2010, bis 2020 in Europa mit einer Steigerung des Energiebedarfs für die Raumklimatisierung um 50 %. Eine solche Entwicklung kann mit den klimaschutz- und energiepolitischen Zielen in Einklang gebracht werden, wenn in der Raumklimatisierung – wo dies technisch und wirtschaftlich möglich und sinnvoll ist – vermehrt passive Kühlungsmethoden angewandt werden.
Da durch passive Kühlungsmethoden nur relativ kleine Kühlleistungen erreicht werden können (meist unter 100 W/m²), ist es dringend notwendig die Kühllast und den Kühlbedarf so weit wie möglich durch geeignete Maßnahmen zu verringern. Dabei spielen die verschiedenen Sonnenschutzvorrichtungen eine bedeutsame Rolle.

Sommerlicher WärmeschutzSommerlicher Wärmeschutz
In Gebäuden werden innen- und außenliegende Sonnenschutzvorrichtungen eingesetzt. Zum außenliegenden Schutz gehören Rollladen und Markisen sowie festinstallierte Verschattungen durch Mauerwerk oder Gebäudeauskragungen. Sie bieten den besten Wärmeschutz. Innenliegende Vorrichtungen wie Jalousien, Rollos und Vorhänge dienen meist der Raumgestaltung und gewährleisten nur einen geringen Wärmeschutz.

Berechnung der Sonnenschutzwirkung
Energetisch können Sonnenschutzvorrichtungen durch den Sonnenschutzfaktor Fc beurteilt werden. Die Tabelle 1 gibt die Sonnenschutzfaktoren (Abminderungsfaktoren) für typische feststehende Sonnenschutzvorrichtungen wieder. Der Sonnenschutzfaktor wird als das Verhältnis der durchgelassenen Wärmeenergie zur auftreffenden Sonnenstrahlungsenergie definiert. Je kleiner dieser Wert ist, desto weniger Wärmeenergie wird in den Raum hineingelassen, und umgekehrt.

Tabelle 1: Abminderungsfaktoren Fc für typische feststehende Sonnenschutzvorrichtungen (Quelle: Die Werte wurden aus der Software „Energieberater PLUS” (Hottgenroth Software GmbH & Co. KG, Köln), und aus dem „Lehrbuch der Bauphysik“ von Lutz, Jenisch, Klopfer, Freymuth, Krampf und Petzold (Teubner Verlag, Stuttgart, 2002) ausgelesen und zusammengestellt.) Tabelle 1: Abminderungsfaktoren Fc für typische feststehende Sonnenschutzvorrichtungen (Quelle: Die Werte wurden aus der Software „Energieberater PLUS” (Hottgenroth Software GmbH & Co. KG, Köln), und aus dem „Lehrbuch der Bauphysik“ von Lutz, Jenisch, Klopfer, Freymuth, Krampf und Petzold (Teubner Verlag, Stuttgart, 2002) ausgelesen und zusammengestellt.) Durch den Sonnenschutzfaktor Fc lassen sich die Werte gtot und geff zur Berechnung der erforderlichen maximalen Kühlleistung oder des Nutzkältebedarfs ermitteln.
Der Wert gtot (Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung einschließlich Sonnenschutzvorrichtung) wird mit folgender Formel berechnet:

.

g: Gesamtenergiedurchlassgrad der Verglasung ohne Sonnenschutzvorrichtung bei senkrechtem Strahlungseinfall. Diesen Wert geben die Fensterhersteller an. Bei einer Einfachverglasung ist g= 0,87 und bei den üblichen dreifachverglasten Passivhausfenstern g= 0,50 – 0,55.

Für feststehende Sonnenschutzvorrichtungen wird der wirksame Gesamtenergiedurchlassgrad geff mit Kenntnis der Verschattungssituation gemäß DIN V 18599 Teil 2 (Dezember 2011) mit der folgenden Gleichung berechnet:

.

Für variable Sonnenschutzvorrichtungen gilt dagegen:

.

mit
FS Abminderungsfaktor für Verschattung, der Wirkung durch die Umgebung, andere Gebäude oder Gebäudeteile berücksichtigt: FS = min(Fh; Fo; Ff)
Fh Abminderungsfaktor für die Horizontverschattung
Fo Abminderungsfaktor für Überhänge
Ff Abminderungsfaktor für seitliche Bauteilüberstände
Fw Abminderungsfaktor infolge nicht senkrechten Strahlungseinfalls (Fw = 0,9)
FV Abminderungsfaktor infolge von Verschmutzung (Richtwert für Wohngebäude FV = 1).
a Parameter zur Bewertung der Aktivierung von beweglichen manuell- oder zeitgesteuerten oder strahlungsabhängig geregelten Sonnenschutzvorrichtungen. (Tabellen A.4 und A.5 DIN V 18599 Teil 2: Angaben für verschiedene Flächenneigungen, Orientierungen sowie Winter- und Sommerperiode)

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Artikelnummer: cci41038

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