Wärmebedarf erfassen
Weitere Optionen
Beim Schritt Wärmebedarf erfassen entsteht der Bedarf aus bis zu vier Anteilen, die getrennt erfasst und anschließend stundenweise addiert werden: Gebäudeheizwärme, Warmwasser, Prozesswärme und – falls vorhanden – ein extern eingelesener Lastgang. Ergänzend lassen sich Netzverluste aufschlagen.
Gebäudeheizwärme
Die Gebäude des Projekts ordnen Sie im Dialog Eingabe der Gebäudedaten zu – im offenen Projekt auf der Startseite im Reiter Wärmebedarf oder im Assistenten beim Schritt der Gebäude. Die Schritte:
- Im Bereich Katalog (DB) ein Gebäude wählen. Suchfeld, Trichter je Spalte und Spalten… engen die Liste ein; ein Gebäude lässt sich auch aus einer gbXML- oder IFC-Datei importieren (Gebäudeimport).
- In das Projekt übernehmen legt eine Projektkopie an. Ein Katalogsatz mit Zonen bringt seine Zonen mit.
- Fläche und Verbrauch… setzt die Bezugsgröße – üblicherweise die Nutzfläche in Quadratmetern, sonst einen Verbrauch (siehe unten).
- Wo die Kopie vom Katalog abweichen soll, öffnet Bearbeiten… in der Knopfleiste am gewählten Satz den Gebäudeeditor mit Hülle, Konditionierung und Zonen.
- Simulation… rechnet den Wärmebedarf des markierten Gebäudes zur Kontrolle; OK speichert die Liste.
Die Masken im Einzelnen beschreibt Programm-Dokumentation: Gebäude; den Katalog pflegen Sie über das Menü Administration › Gebäude › Bearbeiten.
Bedarf aus Verbrauchsdaten
Liegen statt Flächen Verbrauchsdaten vor, geben Sie diese direkt an:
- Ölverbrauch in Litern pro Jahr
- Gasverbrauch in Kubikmetern oder Megawattstunden
- allgemeiner Brennstoffverbrauch in Megawattstunden
EPOS-Plan rechnet den Verbrauch unter Berücksichtigung des Jahresnutzungsgrads der bestehenden Anlage in Nutzwärme um und skaliert das Gebäudemodell so, dass es genau diesen Bedarf abbildet – der Jahresgang ist damit an die reale Abrechnung gebunden. Damit lässt sich ein Bestandsgebäude allein aus der Heizkostenabrechnung realistisch beschreiben.
Kenngrößen des Gebäudetyps
Die physikalischen Kenngrößen eines Gebäudes stehen im Bereich Hülle, Zonen & Bauteile (Ebene Zonen & Räume) des Katalog- bzw. Gebäudeeditors (Gebäude: Felder des Gebäudes und der Hülle): Nutzfläche und Fläche je Nutzer, Baualtersklasse, Baujahr und Energiestandard, Raumhöhe, interne Wärmegewinne, Fensterflächen getrennt nach Nord, Süd, Ost und West, der Fensterdurchlassgrad, die Flächen von Außenwand, Fenster, Dach, Bodenplatte und sonstigen Bauteilen mit den zugehörigen U-Werten – die Bodenplatte am Erdreich rechnet ohne eigenen wirksamen U-Wert nach DIN EN ISO 13370 –, drei Wärmebrücken mit Verlustkoeffizient und Anschlusslänge, die Luftwechselrate und die Bauart – leicht, schwer oder sehr schwer –, die die Speicherfähigkeit bestimmt; dazu die Modellparameter des Gebäudemodells, die Wärmeübergabe und die Kühlung. Statt der U-Wert-Gruppen kann das Gebäude im Reiter Zonen aus einer oder mehreren Zonen mit einzelnen Bauteilen und Schichtaufbau beschrieben werden, im Projekt wie im Katalog (Mehrzonenmodell).
Der Bereich Nutzung & Konditionierung führt, wann und worauf das Gebäude geheizt, gekühlt und gelüftet wird: eine Vorgabe-Matrix mit den Größen Heizen, Kühlen, Lüftung, Geräte und Personen für Nennwert, Tag, Nacht, Wochenende, Ferien und Saison – alle Temperaturen als absolute Raumsolltemperaturen – und je Größe ein Kalender mit Wochenprofilen, Zuordnungen im Jahr, benannten Ferienzeiträumen, Wochenendtagen und Feiertagsland. Vorlagen der Konditionierung und Nutzungsprofile lassen sich übernehmen; die Werte sind danach eine Kopie am Gebäude. Am Gebäude im Projekt steht dazu die manuelle Aufheizzeit für die Aufheizoptimierung (Gebäude: Konditionierung).
Berechnung des Jahresgangs
Aus diesen Angaben rechnet das Gebäudemodell nach VDI 6007 den Heizwärmebedarf Stunde für Stunde über das Jahr – mit Speichermasse, Sonneneinstrahlung je Himmelsrichtung, inneren Gewinnen und dem Sollwertfahrplan der Konditionierung; es liefert zugleich Raumtemperatur und Kältebedarf. Das ist die Vorgabe für jedes Gebäude. Wählbar bleibt je Gebäude der Rechenweg Tagesbilanz: Er bilanziert für jeden der 365 Tage solare Gewinne, Transmissions- und Lüftungsverluste zur Tagesheizlast und legt sie über eine typabhängige 24-Stunden-Verteilungskurve auf Stundenwerte um – für Wohngebäude acht Kurven nach Jahreszeit und Wochentag, für Nichtwohngebäude fünf Kurven nach Jahreszeit und Bewölkung (Gebäudemodell VDI 6007).
Das Bild zeigt Wärme- und Kältebedarf eines Gebäudes als Tagessummen über das Jahr: Heizwärme nach oben, Kältebedarf nach unten, darunter die Tagesart und das Tagesmittel der Außenluft. EPOS-Plan rechnet beide Bedarfe stündlich mit demselben Gebäudemodell gegen die Raumsollwerte der Konditionierung; Heiz- und Kühlgrenze sind im Bild nur zur Orientierung eingetragen. Eine Zone wird an einem Tag geheizt oder gekühlt, nie beides: Sind beide Seiten frei, entscheiden die Tagessummen, und die Gegenseite ist gesperrt – die hellen Flächen zeigen diese gesperrte Energie, der Raum läuft dann frei (Heizen oder Kühlen je Tag und Zone). Die Tagesart bestimmt auch, ob eine reversible Wärmepumpe an diesem Tag heizt oder kühlt.
Beispiel. Bürogebäude 1 braucht 120 MWh Heizwärme und 40 MWh Kälte im Jahr. Gekühlt wird an rund 80 Werktagen, überwiegend von Mai bis September, am meisten im Juli mit knapp 13 MWh; die höchste Tagessumme liegt bei gut 900 kWh Kälte, im Januar bei rund 800 kWh Wärme. An Übergangstagen mit beiden Bedarfen entscheidet die größere Tagessumme; gesperrt bleiben übers Jahr rund 2 MWh Wärme und 3 MWh Kälte. Der Kältebedarf ist sensible Kälte ohne Entfeuchtung.
Das Ergebnis ist ein durchgängiger Jahresgang der Heizleistung, aus dem sich die maximale Wärmelast und die Jahresdauerlinie ableiten; Simulation… im Gebäudedialog zeigt ihn je Gebäude samt Kennzahlen, Vergleich der Rechenwege und Verlauf der Raumtemperatur.
Warmwasser und Prozesswärme
Warmwasser und Prozesswärme werden nach demselben Muster erfasst: Sie wählen einen Typ aus dem Katalog, geben den Jahresverbrauch an, und das Programm verteilt diesen über die hinterlegten Monatsanteile und ein Wochenprofil mit 168 Stundenwerten auf das Jahr. Die Wochenprofile lassen sich in einem eigenen Editor tageweise bearbeiten, kopieren und auf alle Tage übertragen; eine Grafik zeigt das Ergebnis unmittelbar.
Für jedes Temperaturniveau und jeden Prozess legen Sie einen eigenen Eintrag an, wahlweise mit Vorlauf und Rücklauf des Prozesses; der Katalog liefert acht typische Betriebsweisen als Vorlage. Je Zuordnung wählt ein Betriebskalender Feiertage und Betriebsferien, die das Wochenprofil tageweise ersetzen.
Dialoge Warmwasser und Prozesswärme
Der Dialog zeigt oben die Liste Im Projekt mit der Jahressumme aller Zuordnungen in der Kopfleiste, darunter den Katalog (DB) und unten die Zeile gewählter Satz. In das Projekt übernehmen (auch Doppelklick oder Enter) nimmt einen oder mehrere angekreuzte Katalogsätze auf und legt dabei die Projektkopie an; Aus dem Projekt entfernen wirkt auf die Auswahl. Ein Klick auf die Zeile wählt den Satz, die gewählte Zeile ist farbig hervorgehoben; Ankreuzen wählt keine Zeile. Die Zeile gewählter Satz fasst Typ, Jahressumme, Kalender und Beschreibung zusammen, bei der Prozesswärme auch Vorlauf und Rücklauf. Bearbeiten… der Knopfleiste oder der Stift am Ende einer Projektzeile öffnet den Satz über dem Dialog: Dort stehen der neue Jahresverbrauch mit Einheit, bei der Prozesswärme das Temperaturniveau und der Betriebskalender; OK übernimmt die Eingaben, Abbrechen stellt den Stand beim Öffnen wieder her. Simulation… in der Kopfleiste rechnet den Bedarf mit dem Stand des Dialogs und zeigt Kennzahlen, Monate und Grafik.
Die Knopfleiste in der Zeile gewählter Satz trägt Vergleichen… (stellt die angekreuzten Zeilen des Bereichs des gewählten Satzes, Projektzeilen mit den Werten ihrer Zuordnung, ab zwei Kreuzen nebeneinander), Schloss setzen… bzw. Schloss aufheben…, Löschen, Bearbeiten…, Typ ändern… (die Wochenprofile der Typen) und rechts Neu…. Schloss und Löschen gelten nur für Katalogsätze; Bearbeiten… öffnet beim Projektsatz genau eine gewählte Zeile, beim Katalogsatz den Katalogsatz im Katalogeditor; Neu… legt einen Katalogsatz an. Ein gesperrter Katalogsatz öffnet über den Stift nur zum Lesen. Beim Löschen mehrerer Sätze fragt der Dialog einmal und überspringt gesperrte und im Projekt zugeordnete Sätze; die Rückfrage nennt sie. Beim Warmwasser wählt die Optionsgruppe Rechenweg Brauchwasser über den Listen zwischen den Bestandsprofilen und dem Zapfprofil.
Statt der Bestandsprofile kann der Zapfprofilgenerator den Brauchwasserbedarf aus Nutzungszonen des Gebäudes erzeugen – mit Zirkulation als eigener Teilreihe, stochastischer Jahresreihe und Speicherauslegung (Brauchwasser-Zapfprofil).
Ein zu niedrig angesetzter Warmwasserbedarf lässt den Sommerbetrieb zu günstig aussehen; bei Zirkulation sind die Verluste mitzurechnen.
Externer Lastgang und Netzverluste
Ein bereits vorliegender Wärmelastgang kann alternativ als Stundenreihe eingelesen und direkt zum berechneten Bedarf addiert werden; den Katalog der Lastgänge führt das Menü Administration › Wärme- und Kälteerzeugung › Profile & Lastgänge › Wärmebedarf Lastgang.
Im Dialog Wärmebedarf extern steht oben die Liste der Lastgänge im Projekt, darunter der Katalog. In der Kopfleiste der Projektliste wählen Sie den Kanal der gewählten Zeile – Heizung, Brauchwasser, Prozesswärme oder Kühlung; ein Lastgang im Kanal Kühlung ist Kälte und wirkt nur, wenn das Projekt Kühlung rechnet. Gewählt wird ein Lastgang durch den Klick auf seine Zeile, die gewählte Zeile ist farbig hervorgehoben; Ankreuzen wählt keine Zeile. Beide Listen tragen Kästchen für die Mehrfachwahl: Angekreuzte Katalogsätze übernehmen Sie mit In das Projekt übernehmen in einem Zug, angekreuzte Projektzeilen entfernt Aus dem Projekt entfernen. Die Knopfleiste in der Zeile Gewählter Satz trägt Vergleichen… (stellt die angekreuzten Zeilen des Bereichs des gewählten Satzes ab zwei Kreuzen nebeneinander), Schloss setzen…, Löschen (bei mehreren Sätzen mit einer Rückfrage; gesperrte und im Projekt zugeordnete Sätze bleiben stehen und werden genannt) und Bearbeiten…, rechts Neu… (Schloss und Löschen gelten nur für Katalogsätze; Neu… legt einen Katalogsatz aus einer Datei an); Import und Speichern unter… stehen bei der Ganglinie des gewählten Satzes; welches Dateiformat erwartet wird, sagt der Infoknopf im Kopf des Katalogs. Bearbeiten… (ebenso der Stift am Ende einer Zeile) öffnet den Lastgang: Beim Projektsatz und beim gesperrten Katalogsatz zeigt es die Ganglinie zur Ansicht über dem ganzen Dialog, beim ungesperrten Katalogsatz öffnet es die Verwaltung. Unter den Listen zeigt die Zeile Gewählter Satz aufgeklappt Jahresarbeit, Spitzenlast, Vollbenutzungsstunden und die Jahresganglinie; Vergrößern zeigt sie über dem ganzen Dialog.
Netzverluste tragen Sie unter Projekteinstellungen, Thema Wärmeverteilung, der Simulationskonfiguration ein: einen Gesamtwert in Prozent oder kWh/a, der je Stunde anteilig auf die Kanäle verteilt wird, oder je Kanal – Heizung, Brauchwasser, Prozesswärme – einen eigenen Wert als gleichmäßigen Betrag über das Jahr; dazu die Zirkulation des Brauchwassers mit Leistung und Laufzeit (Simulation: Netzverluste je Kanal).
Siehe auch
- Gebäude und Gebäudetypen – Katalog, Projektzuordnung und Tagesverteilungskurven
- Grundlagen/Wärmebedarfsrechnung – das Rechenverfahren im Einzelnen
- Industrie und Gewerbe – Prozesswärme, Schichtprofile und Nichtwohngebäude
- Programm-Dokumentation: Wärmebedarf – die Dialoge der vier Anteile
- Programm-Dokumentation: Gebäude – Katalog, Projektkopie, Hülle und Zonen, Konditionierung
- Berechnung: Wärmebedarf – der Rechenweg mit Formeln