AnTherm Version 8.132

The latest version of AnTherm is version 8.132. In this version, we implemented a new DXF import functionality. Now closed polylines can be imported even if they are not axis-parallel. With this, AnTherm also supports elements with slopes and roundings.

The new functionality "Surface Temperatures" allows the user to display a graphic with the surface temperatures of a room.

Now it is also possible to make several screen-captures in the Results 3D Window and use them in the reports generator.

Psi evaluations (for 2D projects) are possible from the program and from the Results 3D Window.

Richtiges Erfassen der Wärmeverluste über erdbodenberührte Bauteile

Wenn es nicht um die Erfüllung von Norm-Vorschriften geht, sondern um ein einigermaßen richtiges Erfassen der Wärmeverluste über erdbodenberührte Bauteile, ergibt sich als Folge langjährigen, intensiven Forschungsarbeit auf diesem Gebiet folgende Conclusio:

• Das Erfassen der Wärmeverluste über den Erdboden verlangt in der überwiegenden Mehrzahl der Fälle eine dreidimensionale, instationäre Berechnung.
   
• Zweidimensionale Berechnungen sind insofern nicht zielführend, als die aufzumultiplizierende Länge nicht bekannt ist. Das gerne gemachte Multiplizieren mit dem Perimeter oder das normgemäße Multiplizieren mit dem charakteristischen Bodenplattenmaß führt auf Fehler, die je nach vorliegender Geometrie groß sein und sowohl auf der „sicheren“ als auch auf der „unsicheren“ Seite liegen können.
   
• Die Vernachlässigung des Wärmespeichervermögens im Zuge einer stationären Berechnung führt zu sehr großen Fehlern. Die Jahresschwankung der Wärmeverluste an den Erdboden wird bei quasistationärer Berechnung viel zu groß; damit wird auch der Verlust während der Heizsaison viel zu groß angesetzt (der Fehler liegt zwar auf der „sicheren“ Seite, ist meist aber von unsinniger Größenordnung).

Das angesprochene Thema ist eher heikel. Mann kann davon ausgehen, dass gerade auf diesem Gebiet ein Großteil der Berechnungen unverstanden durchgeführt wird und somit meist zu unbrauchbaren Ergebnissen führt.

Psi-Wert Berechnung bei bodenberührte Bauteile / Kellerdecke

Da teilweise sehr abenteuerliche Wärmebrückenberechnungen kommen, stellt sich nun die Frage, wie die normgerechte Berechnung mit AnTherm aussieht.

1.  Fußboden erdberührt: Wieviel Erdreich ist „anzuhängen“ oder ist auch zulässig einen Raum Erdreich mit gewisser Temperatur anzuhängen?

Die Modellierung bodenberührter Bauteile ist in der EN ISO 10211:2008 festgelegt. Bei zweidimensionaler Berechnung ist demnach nach innen das halbe Gebäude zu modellieren. Nach außen ist horizontal Erdreich in 2,5-facher Gebäudebreite und auch nach unten das 2,5-fache der Gebäudebreite anzusetzen. Die äußeren, vertikalen Begrenzungen des „Erdreich-Rechtecks“ sind – wie auch die untere, horizontale Begrenzung - adiabatische Schnittlinien. Diese Modellierung gilt für Wärmestrom-, bzw. Leitwert- und psi-Wert Berechnungen. Für die Berechnung von inneren Oberflächentemperaturen genügen kleinere Berechnungsmodelle – siehe EN ISO 10211:2008.

Das Vorsehen eines Raums als untere Begrenzung ist in den Normen nicht vorgesehen. Wenn man dies – bei Beibehaltung des normativ vorgeschriebenen Modells – tut,  ändert dies am Ergebnis dann nicht viel, wenn man richtig mit den Temperaturen umgeht. Im fiktiven Raum unter dem Erdboden ist die Außenlufttemperatur anzusetzen. In diesem Zusammenhang ist es wichtig zu wissen, dass als Außenlufttemperatur für die Fälle bodenberührter Bauteile grundsätzlich der Jahresmittelwert der Außenlufttemperatur anzusetzen ist. Der gerne gemachte Fehler, tiefe Temperaturen (z. B. Jänner-Mittel) als äußere Randbedingung anzusetzen, kann zu groben Fehlinterpretationen und unsinnigen Ergebnissen führen!


2. Kellerdecke: Welche Kellerraumtemperatur ist einzugeben bzw. wie geht man bei der Psi-Wert Berechnung mit dem Abminderungsfaktor z.B. 0,7 bei der Kellerecke um?

Das Konzept der Rechnung mit psi-Werten hat zum einen den gravierenden Nachteil, unendlich vieldeutig zu sein. Zum anderen ist es nur für den 2-Raum-Fall sinnvoll anwendbar. Ist ein dritter Raum (mit 3. Innenlufttemperatur) beteiligt, würde der psi-Wert eine Funktion der Temperatur des 3. Raums (Kellerraums) sein; dies zeigt die Grenzen des psi-Wert-Konzepts klar auf. Im Fall des unbeheizten Kellerraums müsste mittels Bilanzierung über den (gesamten) Keller die Kellertemperatur errechnet werden. (Nur) in diesem Spezialfall ließe sich auch ein temperaturunabhängiger psi-Wert angeben - Vielleicht hilft eine Notiz zu diesem Problemkreis zum besseren Verständnis.

Bei den von Ihnen genannten Abminderungsfaktoren handelt es sich um die f-Faktoren der neuen B8110-6. Zu diesen kann ich nur bemerken, dass das Verwenden von f-Faktoren bestenfalls als Grobnäherung bezeichnet werden kann und tunlichst vermieden werden sollte.

Psi-Wert-Berechnungen - Außenluft, Innenraum, Erdreich - Anschluss einer Bodenplatte

Erlauben Sie eine schlagwortartige Antwort:

1. Bei Vorliegen von 3 oder mehr verschiedenen Temperatur-Randbedingungen versagt das indirekte Verfahren der EN ISO 10211. Verwendet man dennoch psi-Werte, so werden diese temperaturabhängig. Das indirekte Verfahren ist somit nur für den 2-Raum-Fall („innen“ und „außen“) geeignet.
    
2. Bei dem von Ihnen skizzierten Fall gibt es nur 2 Randbedingungen: die Innen- und die Außenlufttemperatur. Die Temperaturverteilung im Erdreich wird berechnet, nicht vorgegeben. Bezüglich der Modellierung bodenberührter Bauteile siehe EN ISO 10211 (es gehen somit weite Bereiche des das Gebäude umgebenden Erdreichs in das Berechnungsmodell ein).
    
3. Zur Berechnung des psi-Werts für den Anschluss des gedämmten Paneels (Türblatts?) an die Fundamentplatte würde ich wie folgt vorgehen:
   
   
   • a) Berechnung des Modells mit Paneel; Modellierung der Fundamentplatte gemäß EN ISO 10211. Ergebnis: Leitwert zwischen innen und außen: La
      
   • b) Überdecken des Paneels inklusive Anschlussprofil (bis Fußbodenoberkante) durch eine Löschzelle und Wiederholung der Berechnung. Ergebnis: Leitwert Lb.
      
   • c) Berechnung des psi-Werts: psi = La – Lb – Up*hp, wobei Up der U-Wert des Paneels und hp die Höhe des Paneels, gemessen von der Fußbodenoberkante, ist.

Vielleicht hilft eine Notiz zum Problemkreis bodenberührter Bauteile, die vor einigen Jahren fürdie AnTherm-Homepage verfasst wurde, zum besseren Verständnis.

Zur Berechnung von Ψ-Werten für Baukonstruktionen im Bereich bodenberührter Bauteile

Die „indirekte Methode“ zur Berechnung des thermischen Leitwerts der
Gebäudehülle nach EN ISO 10211 basiert auf einem eindimensionalen
Berechnungsansatz, der im Nachhinein durch Aufsummierung sog.
„Leitwertzuschläge“ korrigiert wird. Die Leitwertzuschläge werden jeweils durch
Bildung des Produkts aus dem „Ψ-Wert“ und der zugehörigen Länge errechnet.

Da die „indirekte Methode“ mehrdeutig und nicht für jeden Spezialfall
normativ geregelt ist, führt sie immer wieder zu Verunsicherung und in der Folge
auch zu – durchaus auch schwerwiegenden – Fehlern. Im Fall bodenberührter
Bauteile, für den ja eine eindimensionale Modellierung von vornherein fragwürdig
erscheint, ist die Verunsicherung besonders ausgeprägt. Daher soll hier ein
Versuch der Klärung anstehender Fragen unternommen werden. Hierbei werden
allgemein gültige, wesentliche Grundsätze untersucht und dargelegt. Die oft
gewünschte kochbuchartige Beschreibung einer einzuhaltenden Vorgangsweise könnte
lediglich Spezialfälle abdecken und wird hier bewusst vermieden.

Von grundsätzlicher Bedeutung ist die Einsicht, dass die „indirekte
Methode“ eine reine Rechenvorschrift zur Korrektur des Fehlers der
eindimensionalen Modellierung ist. Daher ist es in der überwiegenden Zahl der
Fälle auch unzulässig und irreführend, den mittels zweidimensionalen
Wärmebrückenberechnungen ermittelten „Ψ-Werten“ irgendeine physikalische
Bedeutung beizumessen. Zu betonen ist allerdings, dass die „indirekte Methode“
bei richtiger Anwendung zum gleichen Resultat – dem thermischen Leitwert der
Gebäudehülle – führt wie die „direkte Methode“ der EN ISO 10211 oder eine
dreidimensionale Modellierung des gesamten Gebäudes.

Die Mehrdeutigkeit der „indirekten Methode“ wird durch den Umstand
hervorgerufen, dass das verwendete eindimensionale Berechnungsmodell zur
Beantwortung der Problemstellung (Berechnung des Leitwerts der Gebäudehülle,
Heizwärme- und Heizenergiebedarfsberechnung, Sommertauglichkeitsberechnung, …)
grundsätzlich nicht geeignet ist und auf verschiedenste Weise konstruiert werden
kann. Der Fehler der eindimensionalen Berechnung ist somit eng mit der Art des
gewählten eindimensionalen Modells verbunden. Die Korrektur dieses Fehlers
mittels Leitwert-Zu- oder Abschlägen wird dann und nur dann richtige Resultate
liefern, wenn die Berechnung der Ψ-Werte und der Längen unter Zugrundelegung des
exakt gleichen eindimensionalen Modells erfolgt wie die Berechnung des
Gesamtleitwerts.

Die nachfolgende Untersuchung des Spezialfalls bodenberührter Bauteile
fußt auf den normativen Vorgaben der EN ISO 10211, der EN ISO 13370 und der
ÖNorm B8110-6.

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Artikel wurde mit der freundlichen Einwilligung von Klaus Kreč,
Büro für Bauphysik, A-3562 Schönberg am Kamp, Veltlinerstr. 9, Österreich
übernommen.