Die Planung von Luftungs- unduKlimatechnik unter Beachtungder aktuellen europaischenaNormungTeil 2/2

Schlusselwou ¨rter: Gebao ¨uderichtliniea � Gesamt-energieeffizienz von Gebaudena � DIN V18599 � Inspektion � Normung � Energie-pass � Energiebedarfsberechnung � EnEVImMai 2005 wurde die DIN 1946-2 durchdie DIN EN 13779 abgelost. Seitdem hatosich die Planung von Luftungs- und Kli-umatechnik deutlich gewandelt. Verlass-aliche Auslegungswerte gehoren der Ver-ogangenheit an, heute gilt Verhand-lungsbasis. Und derzeit erscheinen mo-natlich neue, vorwiegend europaischeaNormen, die den Planungsalltag weiterbeeinflussen.

The design of ventilationsystems and air conditioningsystems in accordance with thecurrent European standardsPart 2/2

Keywords: Buildings directive � energy per-formance of buildings � DIN V 18599 �inspection � standardization � energy certi-fication document � calculation of energydemand � EnEVIn May 2005, the DIN 1946-2 by the DINEN 13779 replaced. Since that time thedesign of ventilation and air conditioningsystems changes significantly. Reliabledesign values belong to the past, today isnegotiated basis. And currently appearmonthly new, mainly European stan-dards, which the planning process moreinfluence.

Autoren

Prof. Dr.-Ing.Achim Trogisch, HTW Dres-den (FH), FachbereichMaschinenbau/Verfahrens-technik, Lehrgebiet TGA

Dipl.-Ing. Ronny Mai,ILK Dresden gGmbH,Hauptbereich Klima- undEnergietechnik

DIN EN 15239 und 15240

DIN EN 15239 [8]In der europaischen Richtlinie ua ¨ber die Ge-usamtenergieeffizienz von Gebauden (EPBD)aund der daraus resultierenden EnEV 2007(gultig ab 10/07) fuu r Wohn- und Nicht-uwohngebaude wird die Inspektion vona Luf-utungsanlagen gesetzlich gefordert.Zweck der Norm ist die Funktionsfahigkeitaund die Auswirkung der Anlage auf denEnergieverbrauch zu bewerten und mogli-oche Anlagenverbesserungen zu empfehlen.Die Norm beschreibt Maßnahmen fur dieuregelmaßige Inspektion von maschinellenaund freien Luftungsanlagen.uHauptaugenmerk ist die ordnungsgemaßeaBewertung der Funktionsfahigkeit und deraHauptauswirkung auf den Energiever-brauch und die sich daraus ergebendenFestlegung von Empfehlungen zur Verbes-serung.Dies betrifft:l Die Anlagenkonformitat mit der ur-a

sprunglichen Auslegung und spau terenaAnwendungen, tatsachliche Anforde-arungen und der derzeitigen Gebaudezu-astand.

l Ordnungsgemaßer Betrieb der mechani-aschen, elektrischen und pneumatischenBauteile

l Versorgung mit geeigneter und saubererLuft aus der Luftungsanlageu

l Funktionsfahigkeit aller beteiligten Re-ageleinrichtungen

l aufgenommene und spezifische Ventila-torleistung (SFP-Wert)

l Luftdichtheit des GebaudesaEs wird darauf hingewiesen, dass zwischender Inspektion durch einen unabhangigenaPrufer, der die Anlage in Bezug auf denuEnergieverbrauch bewertet, und der War-tung, die zur Aufrechterhaltung einer opti-malen Leistung der Anlage entsprechendder Forderungen des Betreibers durchzu-fuhren ist, zu unterscheiden ist.u

Der umfangreiche informative Anhang gibtBeispiele fur Inspektionshau ¨ufigkeit, Inspek-ationsumfang, Beispiele fur Verbesserungs-uvorschlage und Hauptauswirkungen aufaden Energieverbrauch sowie Formblatterafur Beschreibung der Installation, der Be-urichterstattung und Hinweise zu vorzuneh-menden Messungen des Luftvolumenstro-mes.

DIN EN 15240 [9]In der europaischen Richtlinie ua ¨ber die Ge-usamtenergieeffizienz von Gebauden (EPBD)aund der daraus resultierenden EnEV 2007(gultig ab 10/07) fuu r Wohn- und Nicht-uwohngebaude wird die Inspektion vona Kli-maanlagen gesetzlich gefordert.Sie gilt fur alle Arten von Komfortkuu ¨hlungs-uund Klimaanlagen mit einer Gesamtkalte-aleistung > 12 kW fur ein Gebau ¨ude bzw.aeinen Gebaudebereich.aZweck der Norm ist die Funktionsfahigkeitaund die Auswirkung der Anlage auf denEnergieverbrauch zu bewerten und mogli-oche Anlagenverbesserungen zu empfehlen.Die Norm beschreibt Maßnahmen fur dieuregelmaßige Inspektion von Klimaanlagena(mit mehr als 12 kW Nennkalteleistung) be-azogen auf den Energieverbrauch.Bei der Inspektion konnen beispielsweise imoZusammenhang mit der Bewertung der Ge-samteffizienz Aspekte der Anlagendimen-sionierung untersucht werden:l Die Anlagenkonformitat mit der ur-a

sprunglichen Auslegung und spau terenaAnwendungen, tatsachliche Anforde-arungen und der derzeitige Gebaudezu-astand.

l Ordnungsgemaßes Funktionieren deraAnlage

l Funktionsfahigkeit aller beteiligten Re-ageleinrichtungen

l Funktion und Anschluss der verschiede-nen Bauteile

l Leistungsaufnahme und daraus resultie-rende Energieleistung

WISSENSCHAFTKLIMATECHNIK/NORMUNG

16 KI Kaltea � Luft � Klimatechnik � Juni 2008

Es werden neue Begriffe eingefuhrt, wieuz.B.: Kuhlenergie-Verteilsystem (u CED-Sys-tem [cooling energy distribution system):l Teilsystem, bei dem die Kuhlenergie vomu

ES-System zum CEE-System durch einVerteilermedium (z.B. Luft, Wasser, Kal-atemittel) transportiert wird, einschließ-lich der Steuer- und Regelsysteme

Kuhlenergie-Emissionssystem (u CEE-System[cooling energy emission system):l Teilsystem, bei dem die Kuhlenergie anu

den Raum abgeben wird (z.B. Luftaus-trittsoffnungen, Geblao sekonvektoren,aKuhldecken, Oberflau chenkua ¨hlung) ein-uschließlich der Steuer- und Regelsyste-me.

Kuhlenergie-Erzeugungssystem (u CEG-Sys-tem [cooling energy generation system):l Teilsystem, bei dem die Kuhlenergieu

durch Kalteeinheiten erzeugt wird (z.B.aKuhler, Absorbereinheiten, Wau ¨rmepum-apen) einschließlich der Steuer- und Re-gelsysteme.

Energieversorgungssystem (ES-System [ener-gy supply system]):l System, das die fur das CEG-System er-u

forderliche Energie bereitstellt (z.B.Strom, Gas, Solarenergie) einschließlichder Steuer- und Regelsysteme.

Klimaanlage:l Eine Kombination samtlicher Bauteile,a

die fur eine Form der Luftbehandlung er-uforderlich sind, bei der die Temperaturmoglichst gemeinsammit der Beluo ¨ftung,uder Feuchte und der Luftreinhaltung ge-regelt wird.

Anhang A gibt Beispiele fur die Bezeichnunguder Teilsysteme von Klimaanlagen und derKlassifizierung von vollstandigen Klimaan-alagen. Nach Anhang A (informativ): Klima-anlagen sind verteilte Systeme, die zu Fest-legungszwecken in die einzelnen Teil-systeme unterteilt werden sollten (Tabel-le 16). Die vollstandige Klimaanlage ergibtasich aus der Summe der Teilsysteme. Sokann danach eine Klimaanlage, wie in Ta-belle 17 dargestellt, beschrieben werden.Die Anmerkungen zur Tabelle 16weisen da-raufhin, dass die ausfuhrliche Auflistunguder Hauptbestandteile durch Aufnahmeweiterer Nummern moglich ist und dassofehlende Hauptbestandteile optional hinzu-gefugt werden kou nnen.oWarum nur auf Kuhlsysteme Bezug genom-umen wird, konnte nur mit der Festlegungoaus der EPBD bzw. der darauf Bezug neh-menden umgesetzten EnEV interpretiertwerden.Die Befeuchtungsproblematik wird sowohlseitens der Hygiene (VDI 6022 [16]) unddes Energieverbrauchs (Dampfbefeuch-tung) uberhaupt nicht in Erwau ¨gung gezo-agen.

Hauptaugenmerk ist die ordnungsgemaßeaBewertung der Funktionsfahigkeit und deraHauptauswirkung auf den Energiever-brauch und die sich daraus ergebendenFestlegung von Empfehlungen zur Verbes-serung.Auf die Unterscheidung von Inspektion undWartung wird hingewiesen (S. 16, 1. Spalte)

l Beispiele fur die drei Inspektionsklassenuenthalt informativ Anhang Ba

l Die Haufigkeit der Inspektion und Dauerasind national festzulegen (informativ inAnhang C)

l Empfehlungen zum Inspektionsumfangweist fur die einzelnen AnlagensystemeuAnhang E aus.

Tabelle 16: Bezeichnung der Teilsysteme nach (Anhang A – infor-mativ)

Teilsystem Hauptbestandteil Bezeichnung Bemerkung

CEE-System Luftaustrittsoffnungen E.1o

Geblasekonvektoren E.2a

Kuhldeckensystem E.3u

Oberflachenkua ¨hlsystem E.4u

Warmeaustauscher fua r Luu ¨ftungssystem E.5u

Luftfilter E.6

Splitverdampfer E.7

optional E.xx

CED-System Luftleitungsnetz D.1

Wasserleitungsnetz D.2

Kaltemittelleitungsnetz D.3a

optional D.xx

CEG-System Kuhler, luftgekuu hlt G.1u

Kuhler, wassergekuu ¨hlt G.2u

Split-Verdampfer G.3

Luft-Wasser-Warmepumpe G.4a

Wasser-Wasser-Warmepumpe G.5a

Absorptionssystem G.6

Einkomponentensystem G.7

Luft-Luft-Warmepumpen G.8a

Wasser-Luft-Warmepumpen G.9a

optional G.xx

ES-System Stromversorgungssystem S.1

Gasversorgungssystem S.2

Solarenergieversorgungssystem S.3

Fernwarmesystem S.4a

optional S.xx

¨r die Klassifizierung vollstau ndiger Klimaan-alagen nach (Anhang A – informativ)

Eine uber mehrere Rau ¨ume verteilte Anlage wird klassifiziert als E.7a þ D.3 þ G.3 þ S.1

Eine Anlage mit luftgekuhlten Kuu ¨hler und Geblau ¨sekonvektorenawird klassifiziert als

E.2 þ D.2 þ G.1 þ S.1

Eine Anlage mit gasmotorbetriebener Warmepumpe mit Ober-aflachenkua ¨hler wird klassifiziert alsu

E.4 þ D.2 þ G.5 þ S.2

WISSENSCHAFTKLIMATECHNIK/NORMUNG

KI Kaltea � Luft � Klimatechnik � Juni 2008 17

l Anhang F gibt Beispiele fur Checklistenumit moglichen Ratschlao ¨gen bzw. Ver-amerken.

l Im Zusammenhang mit der energeti-schen Bewertung nach DIN V 18599wer-den fur die Klimatisierung mou ¨gliche Vor-oschlage zur Verbesserung der Energieef-afizienz im Anhang H vorgestellt.

Beide Normen haben den Vorteil, dass sieals allgemein anerkannte Regel die Inspek-tion und deren Umfang eindeutig undnachvollziehbar beschreiben und die Formder Dokumentation definiert wird. Siesind eine wertvolle Erganzung zu der natio-analen AMEV-Regelung [17], die jedoch nurfur ou ¨ffentliche Gebao ude verbindlich ist.aMit denNormen konnen somit auch die For-oderungen den EnEV 2007 umgesetzt wer-den, da zumindest die Inspektion eine wir-kungsvolle Maßnahme sein kann, die ener-getische Effizienz zu kontrollieren und zubeeinflussen.Erganzende und ua ¨bersichtliche Informatio-unen hinsichtlich der Inspektion von RLT-An-lagen und Kalteanlagen sind in den FGK-aStatusreports [18, 19] dokumentiert.Gunstig wau ¨re es gewesen, dass in den Nor-amen auch der Aspekt der Wartung betrach-tet und definiert worden ware. Unzurei-achende Wartung fuhrt im Allgemeinen zuuerhohten Druckverlusten bzw. zur Ver-oschlechterung des SFP-Wertes.

DIN EN 15241, 15242 und 15243In Deutschland wird die europaische Richt-alinie uber die Gesamtenergieeffizienz vonuGebauden (EPBD) im Wesentlichen durchadie Energieeinsparverordnung EnEV 2007(gultig ab 10/07) umgesetzt. Die EnEVunimmt dazu datierte nationale und euro-paische Normen (aus Sicht Energiebedarfesader Klimatechnik u.a. DIN EN 15241 –15243) und nationale Vornormen wie DINV 18599 [20] in Bezug. Die hier betrachteteneuropaischen Normen enthalten dazu na-ationale Anhange, die die Bezua ¨ge der Nor-umen untereinander klar definieren und Hin-weise uber das in Deutschland zur Bewer-utung nach EnEV zu verwendende Berech-nungsverfahren liefern. Dabei wird inDeutschland in die Bereiche Wohnungs-und Nichtwohnungsbau unterschieden.DIN EN 15241 [5] liefert ein vereinfachtesVerfahren zur Berechnung der Außenluft-aufbereitung, das fur den EnEV-Nachweisubisher nicht verwendet wird und nationalfur Nichtwohngebau ¨ude durch DIN Va18599 Teil 3 [21] abgebildet wird. Inhaltder Norm ist dabei nicht die Berechnungdes Energiebedarfes, sondern die Bereitstel-lung der erforderlichen Luftzustandsgroßenofur die Bedarfsberechnung. In Anhang Auwird erganzend ein vereinfachtes Berech-a

nungsmodell fur einen Erdreich-Luft- Wau r-ameubertrager angegeben.uDIN EN 15242 [6] beschreibt ein Berech-nungsverfahren zur Bestimmung der ein-und austretenden Luftvolumenstrome inoGebauden infolge Undichtheiten, Oa ¨ffnun-gen (Luftdurchlasse usw.), das Oa ¨ffnen vonFenstern und Luftungsanlagen (einschließ-ulich Undichtheiten der Luftleitung). Bezogenauf die maschinelle Luftung ist ein Koeffizi-uentenverfahren beschrieben, was die imRaum erforderlichen Luftvolumenstromeodurch Koeffizienten furul den Betriebszustand des Ventilators,l die ortliche Luo ¨ftungseffektivitau t,al die ortliche Luftvolumenstromregelungol die Anlagenbemessungl die Undichtheiten (Luftleitung und Luft-

behandlungsgerat)abewertet und damit den im Zentralgerat auf-azubereitenden Luftvolumenstrom ermittelt.National sind diese Kriterien im Teil 2 undTeil 7 der DIN V 18599 [20] berucksichtigt.uDIN EN 15243 [7] liefert ein Berechnungs-verfahren fur Raumtemperaturen, Lastuund Energie von Gebauden mit Klimaanla-agen. Dabei wird nur der inhaltliche Rahmender Bedarfsberechnung vorgegeben, waseinen sinnvollen Spielraum fur die natio-unale Umsetzung lasst. In den informativenaAnhangen sind detaillierte Berechnungsver-afahren aus nationalen Normungsvorhabeneingespeist worden, was eine vorbehaltlosenationale Anwendung dieser Verfahren ge-wahrleistet. So enthalten Anhang E und Iabeispielsweise auch das KennwertverfahrenRLT und Klimakalte aus DIN V 18599 Teil 3a[21] bzw. Teil 7 [22].

DIN V 18599Die DIN V 18599 [20] ist von deutscher Seiteals Reaktion auf die schleppende Umset-zung und die teilweise fehlende inhaltlicheTiefe der europaische Normung im Rahmenader bereits fur Anfang 2006 geplantenunationalen Umsetzung der europaischenaRichtlinie uber die Gesamtenergieeffizienzuvon Gebauden (EPBD) entstanden. Sie stelltadas Berechungsverfahren fur die bedarfs-uorientierte Ermittlung des Gebaudeener-agieumsatzes dar und tragt damit der im Ar-atikel 3 der der EPBD enthaltenen Forderungnach einem ganzheitlichen Berechnungs-verfahren unter Berucksichtigung der Be-uleuchtung und Klimatisierung Rechnung.Da die DIN V 18599 inhaltlich das gleicheFeld wie die europaischen Normen (z.B.aDIN EN 15241 – 15243) begleitet, wird siedauerhaft immer den Status einer Vornormerhalten. Die aus Sicht der Luftungs- unduKlimatechnik relevanten Berechnungsver-fahren sind in Teil 3 [21] und Teil 7 [22] ent-halten.

DIN V 18599 Teil 3Teil 3 [21] ermoglicht die Berechnung desoNutzenergiebedarfes fur die thermische Au-ußenluftaufbereitung fur die Medien Wau r-ame, Kalte und Dampf und die Ermittlungades Endenergiebedarfes fur die Luftfou rde-orung in RLT-Anlagen. Dabei unterscheidetman prinzipiell in RLT-Anlagen mit Grund-luftungsfunktion und Zusatzfunktion, wasueine Bewertung von RLT-Anlagen mit kon-stantem und variablem Volumenstrom er-moglicht.oFur die hau ¨ufigsten RLT-Anlagen enthaa lt dasaKennwertverfahren eine umfangreiche Va-riantenmatrix, die sich durch die Kompo-nentenanordnung und die geplante Prozess-fuhrung unterscheidet. Folgende Anlagen-uparameter sind dabei kombinierbar, umdas geplante Anlagenkonzept abzubilden.1. Feuchteanforderung in der Gebaudezonea

l keine Anforderungl Anforderung mit Toleranzl Anforderung ohne Toleranz

2. Typ des Luftbefeuchtungssystemsl Verdunstungsbefeuchter, nicht regel-

barl Verdunstungsbefeuchter, stufenlos

regelbarl Dampfluftbefeuchter

3. Typ des WRG-Systemsl ohne WRGl WRG ohne Stoff- und Feuchteubertra-u

gungl WRG mit Stoff- und Feuchteubertra-u

gung4. Dimensionierung des WRG-Systems

l Ruckwau ¨rmzahl 45%al Ruckwau ¨rmzahl 60%al Ruckwau ¨rmzahl 75%a

Aus der anlagentechnisch sinnvollen Kom-bination der aufgefuhrten Parameter ergibtusich eine Gesamtanzahl von 46 relevantenRLT-Anlagen. Fur jede dieser Varianten wur-ude der Nutzenergiebedarf der genanntenMedien im Stundenschritt fur einen defi-unierten Basisfall (Zulufttemperatur 18 �C,tagliche Betriebszeit 12 h, monatliche Be-atriebszeit 31 d) berechnet und als Kennwertabgespeichert. Diese Kennwerte sind im An-hang A [21] als Jahressummen undMonats-summen in tabellarischer Form verfugbar.uDurch eine begrenzte Anzahl frei wahlbareraParameter kann das geplante System nochexakter an die tatsachlichen Bedingungenaangepasst werden. Dazu sind die abgespei-cherten Nutzenergiebedarfswerte des Ba-sisfalles entsprechend umzurechnen undzu denormieren. Folgende Anpassungensind dabei moglich:ol Umrechnung auf frei wahlbare taa ¨glichea

Betriebsstundenzahl (8 h … 24 h)l Umrechnung auf frei wahlbare monat-a

liche Betriebstageanzahl (1 d … 31 d)

WISSENSCHAFTKLIMATECHNIK/NORMUNG

18 KI Kaltea � Luft � Klimatechnik � Juni 2008

l Umrechnung auf frei wahlbare Rua ¨ck-uwarmzahlen (0% … 75%)a

l Umrechnung auf frei wahlbare Zuluft-atemperaturen (14 �C … 22 �C)

l Denormierung des Volumenstromes (be-liebige Werte)

Im Ergebnis der Berechnung nach Teil 3 er-halt man den Jahresnutzenergiebedarfa(Warme, Kaa ¨lte und Dampf) fua r die betrach-utete Anlagenschaltung unter Berucksichti-ugung des geplanten Betriebsverhaltens inForm von jeweils 12 Monatssummen.

DIN V 18599 Teil 7Teil 7 [22] enthalt ein Kennwertverfahrenafur die Berechnung des Endenergiebedarfesuder Kalteerzeugung fua r RLT-Anlagen unduRaumklimasysteme anhand spezifischertechnologie- und nutzungsabhangigeraKennwerte. Das Kennwertverfahren ist ge-eignet, eine Vielzahl von konventionellenKalteerzeugern einschließlich der Rua ckkuu ¨hl-utechnik energetisch zu bewerten. Fur die Be-urechnung der Endenergie des Kalteerzeu-agersystems sind die Parameter nachAbb. 4 als Eingangsgroßen erforderlich.oDas Kennwertverfahren berucksichtigt ne-uben konventionellen wasser- und luftge-kuhlten Kaltwasserkuu ¨hlern auf Basis vonuKompressionskaltemaschinen auch die Be-a

darfsberechnung von Absorptionskalte-atechnik und Raumklimasystemen.Die energetische Bewertung der Kalteerzeu-ager erfolgt dabei anhand der Nennkalte-aleistungszahl EER (Energy Efficiency Ratio)als ublichen gerau ¨tespezifischen Kennwert.aDie Leistungszahl einer Kaltemaschine vari-aiert unter Teillastbedingungen, was imKennwertverfahren durch einen technolo-gieabhangigen Kennwerta PLV (Part Load Va-lue) abgebildet wird. Dieser berucksichtigtudas reale Teillastverhalten der Kaltemaschi-ane, den Einfluss der Kuhlwasser- bzw. Au-ußenlufttemperatur und den Einfluss derim Teillastfall uberdimensioniertenWau rme-aubertrager. Das Produkt beider Kennwerteubildet die mittlere Jahresarbeitszahl SEER(Seasonal Energy Efficiency Ratio).

SEER ¼ PLV*EER

Anhand der mittleren JahresarbeitszahlSEER kann im Anschluss an die Berechnungdes Nutzenergiebedarfes des Kuhlregistersuund unter Berucksichtigung der Vertei-ulungs- und Ubergabeverluste die Endener-gie des Kalteerzeugers ermittelt werden.aDie Nennkalteleistungszahl EER und deramittlere Teillastfaktor PLV liegen fur dieuim Kennwertverfahren berucksichtigtenuKalteerzeuger in tabellarischer Form vor.a

Die Nennkalteleistungszahl EER ist dabeiain Abhangigkeit der Parameteral Nennkalteleistung (Verdichterart)al Kaltemittelal Nutztemperaturniveaul Temperaturniveau der Ruckkuu ¨hlungufur verschiedene Arten von Kau ¨lteerzeugernaals Standardwert festgelegt.Der mittlere Teillastfaktor PLV wurde durcheine Vielzahl von Simulationsberechnungenim Stundenschritt fur verschiedene Randbe-udingungen einer definierten Nutzung be-rechnet und als Mittelwert fur die jeweiligeuNutzungsart katalogisiert. Er ist in Abhan-agigkeit der Parameterl Teillastregelung Verdichterl Betriebsart Kuhlungul Art und Teillastregelung der Ruckkuu ¨h-u

lungfur die im Kennwertverfahren beruu cksich-utigten Kalteerzeuger auszuwaa ¨hlen. DasaKennwertverfahren berucksichtigt 33 ver-uschiedene Nutzungsarten, fur die jeweilsuTeillastkennwerttabellen im Anhang A[22] vorliegen. Daruber hinaus enthau ¨lt deranormative Anhang B [22] ein ausfuhrlichesuVerfahren zur Ermittlung der Teillastfakto-ren.Der Teillastfaktor PLV ubt dabei den ent-uscheidenden Einfluss auf die energetischeEffizienz der Kalteerzeugung zur RLT-Kua ¨h-ulung aus. Verantwortlich dafur ist die großeuHaufigkeit der Teillastbetriebsstunden beiader RLT-Kuhlung und dabei insbesondereudie hohe Betriebsstundenzahl mit extremstarkem Teillastverhalten. Doch gerade imunteren Teillastbereich ist ein deutlicherUnterschied der Teillasteffizienz bei denverschiedenen Teillast-Regelungsarten vor-handen, was deutlich die Gesamtenergiebi-lanz und damit die mittlere Jahresarbeits-zahl SEER beeinflusst. Diese Unterschiedeliegen nutzungsabhangig teilweise deutlichauber 200% (Abb.u 5). D.h. eine schlechte Teil-lastregelung mit niedrigem TeillastfaktorPLV benotigt in der Jahressumme mehroals doppelt soviel Endenergie wie einegute Teillastregelung mit hohem Teillast-faktor PLV.Die Bilanzierung der Kalteerzeugung be-ainhaltet auch die energetische Bewertungder Ruckkuu ¨hltechnik. Diese erfolgt anhandudes spezifischen konstruktionsbedingtenElektroenergiebedarfes des Ruckkuu ¨hlersuund eines mittleren Nutzungsfaktors derRuckkuu ¨hlung. Der Endenergiebedarf desuRuckkuu ¨hlers ergibt sich dann unter Beruu ¨ck-usichtigung der mittleren Betriebszeit undder Nennruckkuu ¨hlleistung. Im Rahmen desuKennwertverfahrens werden dabei Verdun-stungsruckkuu ¨hler und Trockenruu ¨ckkuu ¨hleruunterschieden. Der spezifische Elektro-energiebedarf der Ruckkuu ¨hler ist tabella-u

&4 EingangsgroßenoKennwertver-fahren Kalteer-azeugung

&5 SEER verschiede-ner wasserge-kuhlter Kau ¨lte-amaschinen

&4

&5

WISSENSCHAFTKLIMATECHNIK/NORMUNG

KI Kaltea � Luft � Klimatechnik � Juni 2008 19

risch fur eine Anordnung mit und ohneuZusatzschalldampfer klassifiziert und be-ainhaltet die erforderlichen Hilfsenergienfur Nebenantriebe. Der mittlere Nutzungs-ufaktor fR und die mittlere Betriebszeit tRsind in Abhangigkeit der Gebaa ¨udenutzungaden Teillastkennwerttabellen in Anhang A[22] zu entnehmen.Zusatzlich ermoa ¨glicht Teil 7 die Bilanzierungoder Hilfsenergie fur die Kalt- und Kuu ¨hlwas-userverteilung. Der elektrische Energieauf-wand fur die Wasserverteilung Qu Z,aux,d

wird dabei anhand des hydraulischen Ener-giebedarfes Wd,hydr und einer Aufwandszahled zur Bewertung des Pumpenbetriebes er-mittelt.

QZ;aux;d ¼ Wd;hydr*ed

Der hydraulische Energiebedarf Wd,hydr be-rucksichtigt dabei die Einflussgrou ¨ßen:ol Pumpenbetriebszeitl mittlere Belastung der Verteilungl hydraulischer Abgleich.Die Aufwandzahl ed berucksichtigt zusau tz-alich die wesentlichen Einflussgroßen aufoden jahrlichen Stromaufwand der Pumpe,adie sich aus der Dimensionierung und Effi-zienz der Pumpe sowie deren Teillast- undRegelungsverhalten ableiten lassen:l Pumpeneffizienz (z.B. Adaption)l Leistungsanpassung im Betrieb (z.B.

Drehzahlregelung).Tabelle 18 zeigt beispielhaft fur ein Buu ¨roge-ubaude den anteilig auf die Kaa lteleistung be-azogenen Energieaufwand der verschiede-nen Pumpen in einem Kaltwasserkreis furudrei verschiedene Auslegungs- und Be-triebsfalle.aDas Beispiel verdeutlicht die Notwendigkeiteiner sorgfaltigen Pumpenauslegung undaeines vernunftigen Betriebsregimes der ein-uzelnen Pumpenkreise. So kann durch eineoptimale Anlagen- und Pumpenauslegungund bedarfsgerechte Pumpenregelung(Fall 3) uber 50% des Energieaufwandesuzur Kaltwasserverteilung gegenuber einerunur oberflachlich ausgelegten Kaltwasser-aanlage (Fall 2) eingespart werden. Gegen-uber einer hydraulisch nicht abgeglichenenuBestandsanlage mit saisonal betriebenenungeregelten Pumpen ohne Adaption (Fall1) betragen die Einsparungen sogar bis zu85%.Teil 7 liefert imWeiteren die Standardwertefur die Komponenten der RLT-Anlagen (SFP-uWerte, WRG-Wirkungsgrad), die fur die Be-urechnung im Kennwertverfahren nach Teil 3zu verwenden sind. Basierend auf diesen Er-gebnissen enthalt Teil 7 die Berechnungs-amethodik fur die Verluste durch Verteilung,uSpeicherung und Ubergabe fur das Luftsy-ustem und die Hilfsenergiesysteme (Wasser,Dampf, Strom).

PlanungsablaufAnhand der diskutierten europaischen Nor-amen und der nationalen Umsetzung dereuropaischen Anforderungen in der EnEVa2007 ist fur den heutigen Planungsablaufudie in Tabelle 19 dargestellte Abfolge denk-bar. Dabei sollten die Zielvorgaben der VDI6026 [23] berucksichtigt werden.u

Schlussfolgerungen fur die PlanungObwohl in der Einleitung zu DIN EN 13779bemerkt wird, dass sie Leitlinien fur Luu ¨f-utungs- und Klimaanlagen fur den Planer, Ei-ugentumer und Nutzer vorgibt, wird durchudie durchgefuhrte Analyse der Norm unduder Normenbezuge klar, dass sie ohne na-utionale Erganzung fua r den praktischen Pla-unungsprozess unter Beachtung der Pla-nungsschritte der HOAI [25] als ungeeigneteinzustufen ist. Dies entbindet jedoch dieo.g. nicht, sichmit den Normen auseinanderzu setzen.Ein Zuruck zur DIN 1946 T 2 wird es kaumugeben konnen, obwohl sie fuo ¨r die Planungueindeutig nachvollziehbare, energetischsinnvolle Ansatze (z.B. Reduzierung desaMindestaußenluftvolumenstromes bei ext-remen Außenlufttemperaturen) beinhaltet.Die durch die Normung vorgeschlageneHerangehensweise ist vom Ansatz positivzu sehen, namlich dass die relevanten Ein-agangsparameter und die Qualitatskriterienafur das Raumklima festzulegen und zu ver-ueinbaren sind. Jedoch sollte beachtet wer-den, dass die zu vereinbarenden Parameterund Kriterien sowohl durch den Planer alsauch den Nutzer bzw. Auftraggeber ein-deutig und nachvollziehbar verstandenwerden. Dies bedeutet weiterhin, dass derGrundlagenermittlung eine entscheidende

Stellung in der Planung eingeraumt werdenamuss.Die Herangehensweise zuerst die zu ge-wahrleisteten Parameter zu definierenaund danach die technischen Losungen dafuo rufestzulegen, ist richtig. Sie entspricht derVielzahl von Moglichkeiten (s. a. Abb.o 1),um sowohl die Parameter zu gewahrleistenaals auch energetisch effiziente Losungen zuoplanen und zu realisieren.Problematisch erscheinen die Vielzahl voneuropaischen Normen, deren Bezug zuei-anander und die unterschiedlichen Definitio-nen. Dies ist im praktischen Planungspro-zess – ungeachtet der gegenwartigen pro-ablematischen Honorierung – kaum zu be-herrschen. Dennoch kommt ein Planer zu-kunftig nicht umhin, sich mit den Normenuauseinander zusetzen. Das gilt insbesonde-re fur die durch die EnEV 2007 in Bezug ge-unommene DIN EN 13779, die durch diesedatierte Bezugnahme in der Verordnungden Status der Rechtsverbindlichkeit be-sitzt.Kritisch zu bewerten ist die Aufteilung dergrundlegenden Auslegungskriterien aufmehrere Standards. Einige grundlegendeBehaglichkeits-Kriterien sind in DIN EN15251 enthalten, die als wichtiger Nor-mungsbaustein die DIN EN 13779 aus Sichtder Gebaudeanforderungen ergaa nzt. Ande-are bisher in Deutschland verwendete Beha-glichkeits-Kriterien wie Strahlungsasymme-trie und Temperaturschichtung fehlen inden europaischen Normen gaa ¨nzlich und fin-aden sich jetzt in ISO 7730 [26].Die zur Energiepasserstellung erforderlicheBedarfsberechnung im Nichtwohngebaudeaist national durch die DIN V 18599 abge-deckt. Europaische Normen werden durcha

Tabelle 18: Elektrischer Energieaufwand der Verteilung (nach [22],Anhang D)

Eigenschaft Fall 1 Fall 2 Fall 3

Dp Rohrnetz Hoher Widerstand Mittlerer Widerstand Energetisch optimiert

Betriebszeit Saisonal/intermittierend Intermittierend Bedarfsgesteuert

Auslegung Keine Adaption

Kein hydraulischerAbgleich

Uberstromungenoim Netz

Praxisnah Optimal

Pumpenbetrieb Ungeregelt Ungeregelt/geregelt Geregelt

Energieaufwand der Verteilung je kW Kalteleistung (kWh/a kW)a

Primarkreisa 16 5 2

Hauptverteilkreis 59 12 5

Zentraler RLT-Kreis 48 20 7

Gebaudekua ¨hlkreisu 170 45 25

WISSENSCHAFTKLIMATECHNIK/NORMUNG

20 KI Kaltea � Luft � Klimatechnik � Juni 2008

die EnEV dazu aktuell nicht in Bezug ge-nommen. Die DIN EN 15241 bis 15243 bil-den daher lediglich den Rahmen fur das na-utionale Berechnungsverfahren und sind imderzeitigen Planungsalltag nicht von grund-legender Bedeutung.Neue planerische Ansatze und Geschaa ¨ftsfel-ader werden durch die energetische Inspek-tion von Luftungs-, Klima- und Kau lteanla-agen nach DIN EN 15239 und DIN EN15240 eroffnet. In diesem Zusammenhangosei auch auf die nach EnEV 2007 geforder-

ten und vom Alter der Anlage abhangigen,awiederkehrenden Prufungen im Zeitraumuvon 2 bis 10 Jahren verwiesen, die nurvon akademisch gebildeten Fachkundigenmit einschlagiger Berufserfahrung durchge-afuhrt werden duu ¨rfen.uDer Planer von Luftungs- und Klimatechnikusollte also vor allem die Chancen der euro-paischen Normung erkennen und ua ¨ber dieugesetzlichen Rahmenbedingungen aktuellinformiert sein. Denn: die Novellierungder EnEV in Verbindung mit einer Verschar-a

fung der energetischen Anforderungenwirft ihre Schatten bereits voraus.

Schlussfolgerungen fur die NormungAus den vorangegangenen Ausfuhrungenuerhebt sich die Frage, ob es nicht moglichoist, den Planungsablauf unter Berucksichti-ugung der DIN EN Normen zu vereinfachen.In einigen Normen wird der Planer im infor-mativen (! nicht normativ) Anhang auf Stan-dardwerte bzw. ubliche Bereiche verwiesen,uso dass es Ansatze dafua ¨r geben kou nnte.o

Tabelle 19: Planungsablauf

Lfd. Nr. Beschreibung des Planungsschrittes – Planungsphase Daten (beispielsweise) Norm/Richtlinie

1 Analyse der Raumkonditionen als Funktion derNutzung entsprechend Vorgabe des Nutzers oderBauherrn (Raumbuch)

Grundlagenermittlung

Raumlufttemperatur haoperative Temperatur h0Rel. und absolute Raumluftfeuchte uD und x Luftge-schwindigkeitenSchadstoffkonzentration (z.B. CO2, Wasserdampf)Beleuchtung (Tageslicht. Beleuchtungsstarke)aAkustik (Schalldruckpegel)

DIN EN 15251

Aufenthaltsbereich DIN EN 13779

2 Ermittlung der thermischen und stofflichen Belas-tungen des Raumes

Grundlagenermittlung

Schadstoffbelastung (z.B. Verschmutzung, Feuchte)Beleuchtungsbelastung

DIN EN 15251

Vorentwurf/Entwurf Heizlast DIN EN 12831

Vorentwurf/Entwurf Kuhllast DIN EN 15255 [24]uVDI 2078

3 Festlegung Luftungsform Natuu rliche Luu ¨ftunguMechanische LuftunguKombination: naturliche – mechanische Luu ¨ftungu

4 Festlegung an die Anforderungen der RLT-Anlage(Luftungs- bzw. Klimaanlage)u

Vorentwurf/Entwurf

Thermodynamische Aufbereitung Regelung; Fahrweise(KVS, VVS), Außenluft-/Umluftanteil FilterungSchalldammungaWarmerua ¨ckgewinnunguZentral, dezentralKombination mit anderen Systemen (s. a. Abb.1)

DIN V 18599

DIN EN 13779

5 Festlegung der Luftvolumenstrome qo V

Vorentwurf/Entwurf

Außenluftvolumenstrom qV;AUL

Mindestaußenluftwechsel nAUL;min

Zuluftvolumenstrom qV;ZUL

DIN EN 15251

6 Festlegung der Raumstromungo

Vorentwurf/Entwurf

QuellluftunguMischluftungu

EN ISO 7730DIN (E) 1946 T4VDI 2167 T1

7 Technische Auslegung

Entwurf/Ausfuhrungsplanungu

Technikzentralen (RLT, Heizung, Kalte, Rua ¨ckkuu ¨hler)uSchachte (Steiger)aAnordnung (Dach, Keller)

DIN EN 13779VDI 2050VDI 3803 (RLT)VDI 6026

8 Bewertung der energetischen Effizienz

Entwurf/Genehmigungsplanung

Anlagengestaltung, Festlegung von Zonen DIN V 18599

9 Abnahme der Anlage DIN EN 12599

10 Betreiben der Anlage Wartung VDI 6022

Energetische Inspektion DIN EN 15239DIN EN 15240

WISSENSCHAFTKLIMATECHNIK/NORMUNG

KI Kaltea � Luft � Klimatechnik � Juni 2008 21

In den Praambeln der Normen wird oa ¨ftersodarauf hingewiesen, dass es nationale Re-gelungen geben konne. Ob diese Regelun-ogen DIN-Normen sind oder Regelungen(im allgemeinen „allgemein anerkannteRegeln der Technik“) von Verbanden wieaz.B. VDI, VDE, DVGW ist nicht geregelt.Deshalb ware es denkbar und eigentlichaunbedingt notwendig, dass in Anlehnungan den Untertitel der DIN 1946 T2 „VDI-Luftungsregeln“ eine VDI-Regel unter Be-urucksichtigung europau ¨ischer Normungs-avorgaben erarbeitet wird. Dies hatte u. a.adie Vorteile, dass sie Bezug zu anderenVDI-Regelungen zur Planung (z.B. 2050[27], VDI 3803 [28]) hatte, schnell angepasstawerden konnte, nicht wie z.B. die DIN 18599oimmer eine Vornorm bzw. Entwurf bleibenwurde und die Bereitschaft fuu r dieMitarbeitufur die Erarbeitung mit Sicherheit wesent-ulich großer sein wuo ¨rde (es geht nau mlichaum das praktische Geschaft bzw. dieaUmsetzung). Ein gutes Beispiel dafur stelltudie TRGI 2007 [29] dar, die neben der DINEN 1775 [30] nationale Besonderheitenund den aktuellen technischen Standwider-spiegelt.So eine anerkannte Regel konnte einerseitsofur den Planer und fuu r die anderen am Pla-unungsprozess Beteiligten ein praktikablesHandwerkszeug darstellen, die notwendi-gen wichtigen Vereinbarungen erleichtern,klare Definitionen und nachvollziehbare Be-rechnungsalgorithmen und Bezeichnungenwiderspiegeln und anderseits auch den Leit-linien der Vielzahl europaischer Normenaentsprechen. Zur diesbezuglichen Mitarbeituin den einschlagigen Gremien wird aus-adrucklich aufgefordert.u

ZusammenfassungDurch die Umsetzung der Richtlinie 2002/91/EG uber die Gesamtenergieeffizienzuvon Gebauden (EPBD) [1] wurden und wer-aden schrittweise eine Vielzahl europaischeraNormen national eingefuhrt. Da diese alsueuropaische Harmonisierungsrichtlinienanur die grundlegenden Anforderungen defi-nieren, sind sie viel weniger konkret formu-liert als die bisher in Deutschland geltendenNormen. Alle Normen liefern belastbareZahlen nur in informativen Anhangen, nor-amative Werte konnen und muo ¨ssen nationalufestgelegt werden.Die fur die Planung von Luu ¨ftungs- und Kli-umaanlagen wichtigsten Normen wurdenim Rahmen dieses Artikels aus Anwender-sicht beleuchtet. Dabei sind die europai-aschen Normen DIN EN 13779 [3] und DIN

EN 15251 [4] von besonderer Bedeutung,da sie die anlagentechnischen und gebau-adeseitigen Anforderungen im Nichtwohn-bereich definieren. Jeder Planer sollte mitden Inhalten vertraut sein, schon weil DINEN 13779 [3] durch die Bezugnahme inder EnEV 2007 [10] rechtsverbindlich ist.Fur die planerische Anwendung in Deutsch-uland fehlt augenblicklich allerdings eine na-tionale Richtlinie, die die fur die Anlagen-uauslegung erforderlichen verbindlichenFestlegungen auf nationaler Ebene enthalt.aIm Rahmen der Gebaudeenergieeffizienzawird auch das Thema der energetischen In-spektion aufgegriffen. Inhaltlich wird esdurch die DIN EN 15239 (Leitlinien fur dieuInspektion von Luftungsanlagen) [8] unduDIN EN 15240 (Leitlinien fur die Inspektionuvon Klimaanlagen) [9] begleitet. Nationalwerden durch die EnEV 2007 [10] Anforde-rungen an die energetische Inspektion ge-stellt und der Kreis der zugelassenen In-spekteure definiert. Die FGK- StatusreporteNr. 5 und 6 [18, 19] geben daruber hinausuHilfestellung fur die Durchfuu ¨hrung der In-uspektion von Luftungs-, Klima- und Kau ltean-alagen und die Auswertung der Ergebnisse.Europaisch wird das zur Energiepasserstel-alung notwendige Berechnungsverfahrenfur Luu ¨ftungs- und Klimaanlagen in DIN ENu15241 [5], DIN EN 15242 [6] und DIN EN15243 [7] beschrieben. Fur die nationaleuUmsetzung im Rahmen der EnEV 2007[10] wird allerdings die in Deutschland erar-beitete DIN V 18599 [20] angewendet, wo-bei auf das zu verwendende Verfahren inden nationalen Anhangen der europaa ¨ischenaNormen eindeutig verwiesen wird. Die furudie Branche relevanten Berechnungensind in Teil 3 (Nutzenergiebedarf fur die en-uergetische Luftaufbereitung) und Teil 7 (En-denergiebedarf von Raumlufttechnik- undKlimakaltesystemen fua r den Nichtwoh-unungsbau) der DIN V 18599 enthalten.Alle diskutierten europaischen Normen soll-aten als Grundlagendokumente fur die Pla-unung verstanden werden. Die enthaltenenMindestforderungen sind auch nationalzwingend einzuhalten. Abweichende Ver-fahren/Festlegungen sind auf ihre Uberein-stimmung mit diesen Grundanforderungenzu uberpruu ¨fen. Nationale Richtlinien kou n-onen und mussen die Grundanforderungenuerweitern. Der Planer ist in jedem Fall gutberaten, auslegungsrelevante Anforderun-gen des Gebaudes und die Anforderungenaan die Anlagentechnik vertraglich zu verein-baren. Dazu ist die genaue Kenntnis des ak-tuellen Normungsstandes unumganglich.a

LiteraturVerweise [1–15] siehe KI 5/08 Teil 1

[16] VDI 6022 T1: Hygienische Anforderungen anRaumlufttechnische Anlagen und Gerate,a04/2006, Beuth-Verlag GmbH Berlin

[17] AMEV- Richtlinie „Wartung 2006“: Wartung,Inspektion und damit verbundene kleine In-standsetzungsarbeiten von technischen Anla-gen und Einrichtungen in offentlichen Gebao u-ade. Hrg. Arbeitskreis Maschinen- und Elektro-technik staatlicher und kommunaler Verwal-tungen (AMEV). Lfd. Nr. 092, Berlin 2006

[18] FGK- Statusreport: Nr. 5, Energetische Inspek-tion von Luftungs- und Klimaanlagen, Hrg.:uFGK, Bietigheim-Bissingen ( 2007)

[19] FGK- Statusreport: Nr. 6, Energetische Inspek-tion von Kalteanlagen zur Klimatisierung, Hrg.:aFGK, Bietigheim-Bissingen ( 2007)

[20] DIN V 18599: Energetische Bewertung von Ge-bauden – Berechnung des Nutz-, End- und Pri-amarenergiebedarfs fua r Heizung, Kuu ¨hlung, Luu ¨f-utung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung, (Teil1 bis 10), 02/2007, Beuth-Verlag GmbH, Berlin

[21] DIN V 18599: Energetische Bewertung von Ge-bauden – Berechnung des Nutz-, End- und Pri-amarenergiebedarfs fua r Heizung, Kuu ¨hlung, Luu ¨f-utung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung –Teil 3: Nutzenergiebedarf fur die energetischeuLuftaufbereitung, 02/2007

[22] DIN V 18599: Energetische Bewertung von Ge-bauden – Berechnung des Nutz-, End- und Pri-amarenergiebedarfs fua r Heizung, Kuu ¨hlung, Luu ¨f-utung, Trinkwarmwasser und Beleuchtung –Teil 7: Endenergiebedarf von Raumlufttechnik-und Klimakaltesystemen fua r den Nichtwoh-unungsbau, 02/2007

[23] VDI 6026 (E): Planen, Bauen, Betreiben: Inhalteund Beschaffenheit von zugehorigen Pla-onungs-, Ausfuhrungs- und Revisionsunterla-ugen der technischen Gebaudeausrua ¨stung,u03/2007, Beuth-Verlag GmbH, Berlin

[24] DIN EN 15255: Warmetechnisches Verhaltenavon Gebauden, Berechnung der wahrnehmba-aren Raumkuhllast, Allgemeine Kriterien unduValidierungsverfahren, 11/2007, Beuth-VerlagGmbH, Berlin

[25] HOAI – Honorarordnung Architekten Inge-nieure, Fassung 1996, 2. Auflage von 2002

[26] DIN EN ISO 7730: Ergonomie der thermischenUmgebung Analytische Bestimmung und In-terpretation der thermischen Behaglichkeitdurch Berechnung des PMV- und des PPD- In-dexes und Kriterien der lokalen thermischenBehaglichkeit, 05/2006, Beuth-Verlag GmbH,Berlin

[27] VDI 2050: Anforderungen an Technikzentra-len, 12/2006, Beuth-Verlag GmbH Berlin

[28] VDI 3803: Raumlufttechnische Anlagen – Bau-liche und technische Anforderungen, 10/2002,Beuth-Verlag GmbH Berlin

[29] TRGI 2007: Technische Regel Gasinstallation G600 (Entwurf 2006), DVGW-Regelwerk, Bonn

[30] DIN EN 1775: Gasversorgung – Gasleitungsan-lagen fur Gebau ¨ude – maximaler zulaa ¨ssiger Be-atriebsdruck kleiner oder gleich 5 bar – Funktio-nale Empfehlungen, 10/2007, Beuth-VerlagGmbH, Berlin

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