SIA 180:2014 — Konsequenzen für den Sommerlichen Wärmeschutz

Intep – Integrale Planung GmbHIntep – Integrale Planung GmbH

Was ist neu, was hat sich geändert?

Michael Walk, dipl. Phys. SIA

Senior Consultant, Intep, Zürich

Dozent für Physik und Bauphysik, ZHAW, Winterthur

SIA 180:2014 — Konsequenzen für

den Sommerlichen Wärmeschutz

Folie 1 | Trimbach, 18. November 2015 | MINERGIE | ERFA-Praxisseminar Sommerlicher Wärmeschutz


Warum eine Überarbeitung der SIA 180:1999?

> Revidierte oder neue internationale und nationale Standards

› Thermische Behaglichkeit: ISO 7730:2005 und EN 15251:2007

› Sonnenschutzeinrichtungen: EN 13363-1:2007 und EN 13363-2:2005

› Berechnung dynamisch-thermische Kenngrössen: ISO 13786:2007

› Klimadaten: SIA 2028:2008/2010

› Weitere Themen: z.B. ISO 6946:2007, ISO 13788:2012, ISO 13829:2000

> Nachweisverfahren Sommerlicher Wärmeschutz aus SIA 180:1999 hat sich

nicht bewährt. Folge: Ersatzbestimmungen in anderen SIA-Normen etc

› SIA 2021:2002 «Gebäude mit hohem Glasanteil»

› SIA 382/1:2007 «Lüftungs- und Klimaanlagen»

› MuKEn 2008

› MINERGIE 2009



Zusammensetzung Normenkommission SIA 180

> Hochschulen und Forschungseinrichtungen

> Planungsbüros

> BFE

> Kantonale Energiefachstellen

> MINERGIE (bis 2011)

> Industrie

> CEN

> SIA Geschäftsstelle und andere Kommissionen



Zeitlicher Ablauf

> 2007: Projektvorschlag der KH von ZNO genehmigt

> 11. März 2008: Erste Kommissionssitzung

> 18. Oktober 2010: Entwurf für Vernehmlassung

› Mehr als 1000 Kommentare von über 50 Vernehmlassungsteilnehmern,

mit teils diametral entgegengesetztem Inhalt

> Anschliessend Neubearbeitung in deutlich verkürzter Form

› Streichung aller nicht normativen Erläuterungen, Hinweise und Beispiele

> 28. September 2012: Entwurf für 2. Vernehmlassung

> 16. September 2013: Entwurf zum Einspracheverfahren

> 1. Juli 2014: Gültigkeit der neuen Normfassung

> 1. März 2015: Gültigkeit der Korrigenda C1



Spannungsfeld verschiedenster Interessen

> Norm soll

› einfache, aber zuverlässige Nachweise ermöglichen

› ausreichend flexibel sein

› Rechtssicherheit gewährleisten

› sich auf das Wesentlichste beschränken (kein Lehrbuch)

> Folgerungen

› Nachweise können nur die «üblichen» Fälle abdecken

› Bei Abweichungen davon besteht Interpretationsspielraum

› Die Nutzung dieses Spielraums ist für den Planer mit mehr Verantwortung

(gegenüber Bauherr) und evtl. Dokumentationsaufwand (gegenüber

Vollzugsbehörden) verbunden!


Intep – Integrale Planung GmbH

Einflussfaktoren Sommerlicher Wärmeschutz


berücksichtigt in «kombinierten Massnahmen» SIA 180:1999

3 unterschiedliche Nachweisverfahren


Wichtigste Neuerungen im Überblick

SIA 180:1999

> Grundsätzliche Ziele

› Toleranzband Temperatur in

Abhängigkeit von Tätigkeit und

Kleidung

› Annahmen: keine aktive Kühlung,

Sonnenschutz richtig bedient,

Wärmelasten max 5 resp. 7

W/m2

› Hitzetage als Ausnahme

> 3 Nachweisverfahren

› Einfache Massnahmen

› Kombinierte Massnahmen

› Simulation oder Erfahrung

SIA 180:2014

> Grundsätzliche Ziele

› Toleranzband Temperatur in

Abhängigkeit von Aussen-

temperatur und Betriebsweise

› Annahmen: keine aktive Kühlung,

Sonnenschutz richtig bedient,

„mässige“ Wärmelasten (5 W/m2)

› Gilt auch an Hitzetagen


› Einfache Kriterien + Nachtausk.

› Sonnenschutz + Masse +

Nachtauskühlung

› Simulation (genau def.

Randbed.)




SIA 382/1:2007

> Geltungsbereich

› Gebäude mit Lüftungs- und

Klimaanlagen


(Sonnenschutz + Masse)

> 1 Toleranzband Temperatur in


temperatur (Tagesmaximum)

SIA 180:2014

> Geltungsbereich

› Alle Gebäude mit bauphysik.

Anforderungen an die Geb.hülle

> 3 Nachweisverfahren wie oben

> 2 Toleranzbänder Temperatur in


temperatur (gleitender Mittelwert

über 48 h)

> Erhöhung der zul. Temperatur bei

individueller Regelung der Luft-

geschwindigkeit




MINERGIE

> Variante 1

› Vorgaben betreffend Glasflächen,

Sonnenschutz, Nachtauskühlung

› Keine Unterscheidung So.schutz

manuell oder automatisch

> Variante 2

› Wärmespeicherf. 30 Wh/m2K

› Fenster in Fassade + Dach nicht

möglich

› Windfestigkeit So.schutz 75 km/h

> Variante 3

› Berechnung mit SIA TEC-Tool

› 100 h Überschreitung zulässig

SIA 180:2014

> Verfahren 1

› Ähnliche Kriterien, anderer

logischer Aufbau

› Unterscheidung Sonnenschutz

manuell oder automatisch

> Verfahren 2

› Wärmespeicherf. 45 Wh/m2K

› Fenster in Fassade + Dach

möglich

› Windfestigkeit So.schutz SIA 342

> Verfahren 3

› Ber. mit validiertem Verfahren

› Keine Überschreitung zulässig



Verfahren 1

> Allgemeine Bedingungen

> Wärmespeicherfähigkeit

> Glasanteil

> Nachtauskühlung



Verfahren 1

> Allgemeine Bedingungen

› Dachflächenfenster / Oblichter:

max. 5% der Nettogeschossfläche NGF

mit Sonnenschutz

› Dach: U-Wert ≤ 0.20 W/m2K

› Alle Fenster:

aussenliegender beweglicher Sonnenschutz

Windwiderstandsklasse 6 (92 km/h)

gtot ≤ 0.10

› Raumtiefe:

min. 3.5 m

bei gegenüberliegenden Fenstern min. 7 m



Verfahren 1


› Mittel oder hoch gemäss Beschrieb Bauweise:

› Zusätzlicher Deckschicht-Widerstand von max. 0.10 m2K/W zulässig

(zusätzlich zum Übergangswiderstand)



Verfahren 1

> Glasanteil

› Maximal zulässige Werte gemäss Tabelle:

› Südorientierte Fenster mit verschattender Auskragung (min. halbe

Fensterhöhe): Wert aus Tabelle mit 1.2 multiplizieren



Verfahren 1

> Nachtauskühlung

› Richtwert min. 10 m3/(h∙m2)

› Grosse Lüftungsöffnungen, die nachts

offen bleiben können

› Abluftöffnung an höchstmöglicher Stelle

› Fläche Öffnungen total min. 5% der Nettogeschossfläche

› Raumtiefe mehr als 2.5-fache Raumhöhe: Öffnungen an 2

Fassadenseiten (gegenüberliegend oder über Eck)

› Raumtiefe mehr als 5-fache Raumhöhe: ???

› Fenster und Dachöffnungen dürfen angerechnet werden



Verfahren 2

> Sonnenschutz


> Wärmedämmung von Dachflächen

> Nachtauskühlung (identisch Verf.1)



Verfahren 2

> Sonnenschutz

› Fassadenfenster generell:

› Verschärfte Anforderungen bei

Eckräumen

› Unverändert gegenüber SIA

382/1:2007 und MINERGIE 2009

› DFF / Oblichter:



Verfahren 2

> Sonnenschutz

› Windwiderstandsklasse SIA 342:



Verfahren 2

> Sonnenschutz

› Feststehende Beschattungen:

› Innere Oberflächentemperatur in der Glasmitte:

mit Sonnenschutz max. 5 K über Raumlufttemperatur

› Aktiv gekühlte Räume: Sonnenschutz automatisch gesteuert



Verfahren 2


› Rechnerischer Nachweis gemäss ISO 13786

für 24 h Periodendauer

› Anforderung CR/ANGF ≤ 45 Wh/m2K

› Abgehängte Decken siehe Anhang D



Verfahren 2

> Wärmedämmung von Dachflächen über

bewohnten Dachräumen

› U24 ≤ 0.20 W/m2K

› Sicher erfüllt, wenn U ≤ 0.20 W/m2K



Verfahren 3: Simulation

> Randbedingungen

> Zielvorgaben

> Rechenverfahren




> Randbedingungen

› Klimadaten SIA 2028 DRY, am besten passende Station

› Berechnungszeitraum 16. April – 15. Oktober (2011)

› Zeitschritt max. 1 h

› Bedienung Sonnenschutz nach Intensität (200 W/m2) und Windsituation

› Interne Wärmelasten 120 Wh/m2 pro Tag, gleichmässig verteilt

› Aussenluft-Volumenstrom normal 3 m3/m2h

› Aussenluft-Volumenstrom Nachtauskühlung 10 m3/m2h

› Keine Wärmerückgewinnung




> Rechenverfahren

› Zulässig ist jedes nach ISO 13791 oder ISO 13792 validierte Verfahren

› Verfügbare Software?




> Zielgrösse

› Empfundene Temperatur in Raummitte

1 m über Boden

> Zielvorgaben

› Temperaturverlauf vollständig (d.h. jeder einzelne berechnete Wert)

innerhalb Komfortband (auch untere Grenze beachten!)



Fazit

> Ziel der Überarbeitung von Kapitel 5 der SIA 180 war (u.a.)

› ein praxistaugliches, in Standardfällen einfaches, aber flexibles

Nachweisverfahren

› ein Beitrag zur Vereinheitlichung der verschiedenen Ansätze von

SIA-Normen, MuKEn, MINERGIE etc

> Ziel erreicht?

› Vermutlich nicht, aber (hoffentlich) ein Schritt vorwärts


> In diesem Sinne: auf eine angeregte Diskussion!

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