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Wärmepumpen – Planung und Qualifikation, Hydraulischer Abgleich, Strahlungskühlsysteme, Feuchteschutz, Entrauchung, BIM

Wärmepumpen – aber richtig!

Die DIN EN 16905 Blatt 1 legt Begriffe für gasbefeuerte endothermische Motor-Wärmepumpen fest. Den hydraulischen Abgleich in heiz-, kühl- und raumlufttechnischen Anlagen haben zwei Entwürfe im Rahmen der Normenreihe DIN 94679 zum Thema: Das Blatt 1 behandelt Grundlagen, das Blatt 4 Alternativen zum hydraulischen Abgleich.

Änderungen zur Planung von Flächenheiz- und -kühlsystemen beinhalten vier Blätter der Normenreihe DIN EN ISO 11855: Blatt 2 zur Bestimmung der Auslegungs-Heiz- bzw. -Kühlleistung, Blatt 3 zur Planung und Auslegung, Blatt 4 zur Auslegung und Berechnung des dynamischen Heiz- und -kühlleistung für thermoaktive Bauteilsysteme (TABS), Blatt 5 zur Installation einschlägiger Systeme.

Anforderungen, Berechnungsverfahren und Hinweise für Planung und Ausführung an den klimabedingten Feuchteschutz in Gebäuden legt die DIN 4108 Blatt 3 fest. Die VDI 2053 Blatt 2 widmet sich natürlichen und maschinellen Entrauchungsanlagen in geschlossenen Garagen. Die Berichtigung 1 zur VDI 6022 Blatt 1 betrifft Hygieneanforderungen an raumlufttechnische Anlagen und Geräte. Den BIM-Datenaustausch von Modellen und Verzeichnissen behandeln vier Blätter der Reihe DIN 18290.

Wärmepumpen richtig planen, errichten und betreiben

Wie man Heizungsanlagen mit elektrisch angetriebenen Wärmepumpen in Ein- und Mehrfamilienhäusern korrekt plant, errichtet und betreibt, beschreibt die VDI 4645 vom April 2023. Die Richtlinie gilt konkret für kleinere und mittlerer Wohngebäude oder Gebäude mit wohnähnlicher Nutzung und schwerpunktmäßig für Wärmepumpenanlagen zur Raumheizung und Trinkwarmwassererwärmung. Aber auch das sinnvolle Zusammenwirken mit anderen Anlageteilen, wie weiteren Wärmeerzeugern, Wärmespeicherung, -verteilung und -übergabe wird betrachtet. Inhaltlich werden beschrieben:

  • Begriffe;
  • Bilanzgrenzen und Effizienzbetrachtung;
  • Voruntersuchung;
  • Zuständigkeiten – Energieversorger, Behörden, Bergamt, Handwerk;
  • Planung;
  • Grundlagenermittlung;
  • Detailplanung der Komponenten und der Gesamtanlage;
  • Auftragsvergabe;
  • Inbetriebnahme und Unterweisung;
  • Inspektion und Wartung der Anlage.
  • Die Anhänge A bis L enthalten Aussagen zu:

  • relevante Gesetze, Verordnungen, Normen;
  • Auslegungsbeispiel für ein Flächenheizsystem;
  • Auslegungsbeispiel für ein Heizkörpersystem;
  • Checkliste – Konzept- und Detailplanung von Wärmepumpenanlagen;
  • Ablaufplan zur Festlegung von Betriebsweisen und Wahl der Wärmepumpe;
  • hydraulische Schaltungen;
  • Effizienzbewertung von Elektro-Wärmepumpen;
  • Kostenrechnung für eine Elektro-Wärmepumpe;
  • Beispiel Anlagenbuch F-Gase-Verordnung;
  • Zapfprofile;
  • Berechnungsbeispiel zur Auswahl der Wärmepumpe und Dimensionierung der Bauteile;
  • Checklisten für Inbetriebnahme/Reglereinstellungen, Fehlersuche, Sicherheitsüberprüfungen und Wartungs-/Inspektionsarbeiten.
  • Wärmepumpen: Auf die Schulung kommt es an!

    Aufbauend auf die VDI 4645 befasst sich die VDI-MT 4645 Blatt 1 vom April 2023 mit Vorgaben zu einschlägigen Schulungen, Prüfungen und Qualifizierungsnachweisen. Es wird ein Konzept für Schulungen, Prüfungen und zu erlangende Nachweise bereitgestellt, mit dessen Hilfe Fachleute weitergebildet werden können. Inhaltlich werden beschrieben:

  • Abkürzungen;
  • Qualifikation und Schulung von Personal;
  • Qualifizierungsnachweis;
  • Register;
  • Qualitätsmerkmale von Schulungen und Unterweisungen.
  • Die Anhänge A bis C enthalten Hinweise zu:
  • Schulungsinhalten;
  • Muster für Teilnahmebescheinigung
  • Muster für Qualifizierungsnachweise.
  • Gasmotor-Wärmepumpen: Richtige Begriffe verwenden

    Der Entwurf der DIN EN 16905Blatt 1 vom Februar 2023 ersetzt die Norm vom September 2017 und legt Begriffe für gasbefeuerte endothermische Motor-Wärmepumpen fest, die für den Heiz- und/oder Kühlbetrieb unter Einbeziehung von Wärmerückgewinnung vorgesehen sind.

    Der Normentwurf ist Bestandteil der Normenreihe DIN EN 16905, die die Anforderungen, Prüfverfahren und Prüfbedingungen für die Bewertung und Leistungsberechnung von Luftkonditionierern und Wärmepumpen mit gasbefeuerten endothermischen motorgetriebenen Verdichten festlegt. Diese verwenden entweder Luft, Wasser oder Sole als Wärmeübertragungsmedium und dienen zur Heizung, Kühlung oder Kältetechnik (auch als GEHP-Geräte bezeichnet).

    Die Normenreihe gilt ausschließlich für Geräte mit einer maximalen Wärmebelastung von 70 kW, bezogen auf den Heizwert bei Norm-Nennbedingungen. Sie gilt ausschließlich für Geräte mit:

  • endothermischen Gasmotoren, die durch vollständig automatische Regelungen gesteuert werden;
  • geschlossenen Kühlkreissystemen, in denen Kühlmittel nicht direkt mit dem zu kühlenden oder zu erwärmenden Fluid in Berührung kommt;
  • einer Temperatur des Wärmeübertragermediums im Heizsystem (Heizwasserkreis), die im normalen Betrieb 105 °C nicht überschreitet;
  • einem höchsten Betriebsdruck im o Heizungswasserkreislauf (falls installiert), der 6 bar nicht überschreitet, und im Trinkwasserkreislauf (falls installiert), der 10 bar nicht überschreitet.
  • Die Normenreihe gilt ausschließlich für Geräte, die zur Raumheizung oder -kühlung oder zur Kälteerzeugung mit oder ohne Wärmerückgewinnung angewendet werden. Es werden keine Geräte behandelt, deren Kondensator mit Luft oder durch Verdampfung von zusätzlichem Wasser auf der Außenseite gekühlt werden.

    In der Normenreihe werden Systeme, Single-Split- und Multi-Split-Systeme behandelt, auch Einkanal- und Zweikanal-Einheiten. Sie gilt für Geräte, die einer Typprüfung zu unterziehen sind. Die Normenreihe ist gleichzeitig Bestandteil des DVGW-Regelwerkes Gas. Um Zweifelsfälle bei der Übersetzung auszuschließen, ist die englische Originalfassung beigefügt. Inhaltlich werden behandelt:

  • Begriffe und Bezeichnungen.
  • Gegenüber der Normausgabe vom September 2017 werden in den Unterabschnitten 3.1, 3.4, 3.5 und 3.6 neue Definitionen eingefügt und eine Anpassung der bestehenden Definition im Unterabschnitt 3.6 vorgenommen.

    Hydraulischer Abgleich – Grundlagen und Alternativen

    Den hydraulischen Abgleich in heiz-, kühl- und raumlufttechnischen Anlagen haben zwei Entwürfe im Rahmen der Normenreihe DIN 94679 zum Thema.

    Der Entwurf von Blatt 1 vom Oktober 2022 befasst sich mit Grundlagen. Er beschreibt die Vorgehensweise und Verfahren zur Durchführung des hydraulischen Abgleichs der genannten Anlagen. Der Einfachheit halber beschränken sich die Ausführungen zumeist auf Heizungsanlagen, gelten aber sinngemäß auch für Kälte- und raumlufttechnische Anlagen.

    Der Entwurf ist anwendbar auf alle hydraulischen Teilbereiche einer Heiz-, Kühl- und raumlufttechnischen Anlage, bestehend aus Erzeuger- Verteil- und Übergabekreisen. Er gilt für Anlagen mit wasserbasiertem Wärmeträger. Inhaltlich werden behandelt:

  • Begriffe;
  • Grundschaltungen, hydraulische Netze und deren Berechnung;
  • Komponenten zur Durchführung des hydraulischen Abgleichs;
  • Durchführung des Abgleichs;
  • Effizienznachweis.
  • Die informativen Anhänge A bis D beschreiben:
  • Tabellen zur Dokumentation;
  • Tabellen zur Rohrdimensionierung;
  • Rechenbeispiele zum hydraulischen Abgleich;
  • Bestimmung des Zeta-Wertes von Wärmeerzeugern.
  • Der Entwurf von Blatt 4 vom März 2023 beschreibt die Vorgehensweise und Verfahren zur Durchführung temperaturbasierter Alternativen zum hydraulischen Abgleich mit dem Ziel der hydraulischen Optimierung von heiz-, kühl- und raumlufttechnischen Anlagen.

    Es werden temperaturbasierte Ansätze beschrieben und hinsichtlich wesentlicher Merkmale klassifiziert. Die hydraulische Einregulierung – d. h. die hydraulische Beeinflussung zur Vermeidung von lokalen Über- und Unterschreitungen geeigneter Soll- Durchflussmengen – erfolgt dabei auf der Basis von Temperaturmessungen und weiteren Größen bzw. Informationen.

    Zusätzlich werden Verfahren behandelt, welche zwar keinen hy-draulischen Einzelabgleich der versorgten Übergabeeinrichtungen erlauben, aber eine ersatzweise Optimierung durch Verringerung von Gleichzeitigkeiten unregulierter Strömungsvorgänge anstreben. Zur begrifflichen Abgrenzung wird hierbei nicht von Verfahren des hy-draulischen Abgleichs gesprochen, sondern von gleichzeitigkeitsbasierten Optimierungsverfahren ohne Einzelabgleich.

    Voraussetzung für die Anwendung der Norm ist ein fachgerecht dimensioniertes und errichtetes Hydrauliksystem von Erzeugung bis zur Übergabe (einschließlich Rohrleitungen, Wärmeübergabeeinrichtungen, ggf. Speicher, Armaturen, Pumpen usw.). Inhaltlich werden behandelt:

  • Begriffe;
  • Hinweise zur Anwendbarkeit des vorliegenden Dokuments auf Kühl- sowie Heiz-Kühl-Hybridanlagen;
  • Charakterisierung von hydraulischen Optimierungsverfahren nach Anpassungsvermögen an sich ändernde Betriebsbedingungen;
  • Voraussetzung für und Anforderungen an temperaturbasierte hydraulische Optimierungsverfahren;
  • Beispielhafte Auswertungs- / Optimierungsverfahren für temperaturbasierte Ansätze;
  • Möglichkeiten der hydraulischen Einregulierung bzw. gleichzeitigkeitsbasierten Optimierung;
  • Ablauf der temperaturbasierten Optimierung;
  • Struktur zur Klassifizierung von Konzepten der hydraulischen Optimierung;
  • Funktionsnachweis für Systeme der temperaturbasierten hydraulischen Optimierung.
  • Der informative Anhang A gibt Hinweise für einen messtechnischen Nachweis der temperaturbasierten hydraulischen Optimierung.

    Änderungen zu Flächenheiz- und -kühlsystemen

    Zu verschiedenen Blättern der Normenreihe DIN EN ISO 11855 für die umweltgerechte Planung flächenintegrierter Strahlungsheizungs- und -kühlsysteme wurden Änderungsentwürfe veröffentlicht.

    Der einschlägige Entwurf zu Blatt 2 / A 1 vom April 2023 ändert das Blatt 2 vom April 2022, behandelt die Bestimmung der Auslegungs-Heiz- bzw. Kühlleistung und beinhaltet:

  • Europäisches Vorwort;
  • Kapitel 4: Symbole und Abkürzungen;
  • Kapitel 7: vereinfachte Berechnungsmethoden für die Bestimmung der Heiz- und Kühlleistung oder der Oberflächentemperatur.
  • Der Entwurf zu Blatt 3 / A 1 vom April 2023 ändert das Blatt 3 vom April 2022, behandelt Planung und Auslegung und beinhaltet:

  • Europäisches Vorwort;
  • Vorwort;
  • Kapitel 2: normative Verweisungen;
  • Kapitel 5: Strahlungsflächen;
  • Kapitel 5.1: Fußbodenheizsysteme;
  • Kapitel 5.1.4: Kennlinienfeld;
  • Kapitel 5.1.5: Grenzkurven;
  • Kapitel 5.1.6: Wärmedämmung nach unten;
  • Kapitel 5.1.7: Verfahren für die Bestimmung der Auslegungs-Vorlauftemperatur des Heizmittels;
  • Kapitel 5.1.8: Verfahren für die Bestimmung der Auslegungs-Heizmittelstroms.
  • Flächenheiz- und -kühlsysteme
  • Der Entwurf zu Blatt 4 / A 1 vom April 2023 ändert das Blatt 4 vom April 2022, behandelt die Auslegung und Berechnung des dynamischen Heiz- und -kühlleistung für thermoaktive Bauteilsysteme (TABS) und beinhaltet:

  • Europäisches Vorwort;
  • Vorwort;
  • Einleitung;
  • Kapitel 1: Anwendungsbereich;
  • Kapitel 5: Konzept thermoaktiver Bauteilsysteme (TABS);
  • Kapitel 8: Eingangsdaten für Computersimulationen der energetischen Leistung.
  • Flächenheiz- und -kühlsysteme
  • Der Entwurf von Blatt 5 / A 1 vom April 2023 ändert das Blatt 5 vom April 2022, behandelt die Installation einschlägiger Flächenheiz- und -kühlsysteme, und beinhaltet:

  • Europäisches Vorwort;
  • Vorwort;
  • Kapitel 4: Symbole;
  • Kapitel 5: Installation.
  • Was wird vom Klima-Feuchteschutz verlangt?

    Der Entwurf der DIN 4108 Blatt 3 vom April 2023 ersetzt das Blatt 3 vom Oktober 2018 und legt Anforderungen, Berechnungsverfahren und Hinweise für Planung und Ausführung an den klimabedingten Feuchteschutz in Gebäuden fest.

    Der Normentwurf gilt nicht für die Ausführung von Bauwerksabdichtungen und ebenfalls nicht für klimatisierte Wohn- oder wohnähnliche genutzte Räume. Nebenräume, die zu Aufenthaltsräumen gehören, werden wie Aufenthaltsräume behandelt.

    Feuchteschutztechnische Anforderungen für raumseitige Bauteiloberflächen werden in der DIN 4108 Blatt 2 behandelt.

    Der Nachweis der feuchteschutztechnischen Unbedenklichkeit von Baukonstruktionen kann je nach Anwendungsfall mithilfe einer dreistufigen Beurteilungsmethodik erfolgen.

  • Die 1. Stufe ist die Auswahl einer nachweisfreien Konstruktion;
  • die 2. Stufe der einfache Nachweis mithilfe des
    Periodenbilanzverfahrens;
  • die 3. Stufe der Nachweis durch hygrothermische Simulation.

  • Die 1. und die 2. Stufe sind ausschließlich auf zulässige Bauteile von nichtklimatisierten Wohn- oder wohnähnlich genutzten Gebäuden anwendbar. Inhaltlich werden behandelt:

  • Begriffe;
  • Vermeidung kritischer Luftfeuchten an Bauteiloberflächen und von Tauwasserbildung im Innern der Bauteile;
  • Schlagregenschutz von Wänden;
  • Hinweise zur Luftdichtheit.
  • Die normative Anhänge A, C und D behandeln:
  • Berechnungsverfahren zur Vermeidung kritischer Luftfeuchten an Bauteiloberflächen und von Tauwasserbildung im Innern von Bauteilen;
  • Grundlagen für wärme- und feuchteschutztechnische
    Berechnungen;
  • Feuchteschutzberechnung durch hygrothermische Simulation.
  • Der informative Anhang B enthält ein Berechnungsbeispiel.

    Folgende Normänderungen wurden vorgenommen:

  • Der Anwendungsbereich wurde auf Höhenlagen bis 700 m begrenzt;
  • neu aufgenommen wurden Bodenplatten mir raumseitiger Dämmung (Kapitel 5.3.3.3);
  • Aufnahme zusätzlicher Konstruktionsbeispiele
    für nicht belüftete Dächer mit Deckung oder
    Dachabdichtung unter Kapitel 5.3.4;
  • neu aufgenommen wurden oberste Geschossdecken
    (Kapitel 5.3.5);
  • Beschreibung der Schlagregenschutz-Prinzipien für Außenwände in Kapitel 6.3;
  • Anhang A enthält nun neue Außendampfdruckbedingungen für verschattete Dächer und solche mit heller Deckung oder heller Abdichtung.
  • In Anhang D wurden einige Textabschnitte präzisiert und
    Randbedingungen für die Bemessung erdberührter
    Bauteile in Kapitel D 2.4 und eine Risikobewertung zum
    Schimmelpilzbefall in Kapitel D 7.6 neu aufgenommen.
  • Garagen entrauchen

    Der Entwurf der VDI 2053 Blatt 2 vom März 2023 – Einsprüche sind noch bis zum 31. August 2023 möglich - beschreibt natürliche und maschinelle Entrauchungsanlagen in geschlossenen Garagen. Automatische Garagen werden nicht behandelt).

    Garagen sind Gebäude oder Gebäudeteile, die dem Abstellen von Kraftfahrzeugen dienen. Der Entwurf beschränkt sich dabei ausschließlich auf Garagen für Personenkraftwagen. Er gilt für Fahrzeuge mit jeglicher Art Antriebsmaschinen, z. B. Verbrennungsmaschinen unter Einsatz von Benzin, Diesel, Wasserstoff sowie Elektromotoren mit Speisung aus Batterien oder Brennstoffzellen.

    Bei Anwendung dieser Richtlinie ist ein Abgleich mit den jeweils aktuellen, örtlich gültigen Vorschriften (Garagenverordnungen der Länder) unabdingbar. Eine planungs- und genehmigungsgemäße Nutzung wird vorausgesetzt. Behandelt werden:

  • Aufgaben einer Entrauchungsanlage;
  • Bauordnungsrechtliche Randbedingungen;
  • Brandszenarien;
  • Strömungsbetrachtung;
  • Dimensionierung;
  • Bauteilforderung;
  • Regelung, Steuerung, Instandhaltung.
  • Die Anhänge A und B enthalten Aussagen zu:

  • Berechnungsbeispiel Grundsatzmodell (Schichtung und Verdünnung);
  • Diagramme für die Ermittlung des Entrauchungsvolumenstroms durch Verdünnung.
  • Hygieneanforderungen an RLT-Geräte berichtigt

    Die Berichtigung 1 vom April 2023 der VDI 6022 Blatt 1 vom Januar 2018 (Hygieneanforderungen an raumlufttechnische Anlagen und Geräte - VDI-Lüftungsregeln) enthält:

  • Aktualisierung des normativen Verweises auf VDI 3803 Blatt 4 vom Januar 2023;
  • Aktualisierung der Tabelle 4 auf Seite 24.
  • BIM-Datenaustausch von Modellen und Verzeichnissen

    Der Entwurf der DIN 18290 Blatt 2 vom März 2023 ersetzt die DIN SPEC 91350 vom November 2016 und betrifft den verlinkten BIM-Datenaustausch von standardisierten Bauwerksmodellen und Leistungsverzeichnissen (BIM-LV-Container). Der Normteilentwurf definiert die Anforderungen an diesen Datenaustausch, z. B nach DIN EN ISO 16739Blatt 1 (IFC) und Kosten- sowie Leistungsverzeichnissen, z.B. nach GEAB-DA-XML.

    Es werden inhaltliche Anforderungen an das Bauwerksmodell, das Leistungsverzeichnis, das Linkmodell sowie die zu beschreibenden Metadaten festgelegt. Die Definition der für die verschiedenen Datenaustauschphasen erforderlichen Metadaten werden als fachspezifische Ausprägung des Multimodell-Containers für die im BIM-Prozess praktizierten Datenaustauschphasen zur Verfügung gestellt. Inhaltlich werden behandelt:

  • Begriffe;
  • allgemeine Anforderungen an BIM-LV-Container;
  • Fachmodelle;
  • verlinkbare Elemente;
  • Identifikatoren;
  • Linkmodelle;
  • Metadaten.
  • Der Entwurf von Blatt 3 der DIN 18290 vom März 2023 ersetzt die DIN SPEC 91350 vom November 2016 und betrifft den verlinkten BIM-Datenaustausch von Bauwerksmodellen und Kostenermittlungen (BIM-Kosten-Container). Dieser Normteil definiert die Anforderungen an die Datenstruktur und an den Inhalt von BIM-Kosten-Containern nach der Multi-Modell-Methode.

    BIM-Kosten-Container dienen dem strukturierten Datenaustausch modellbasierter Kostenermittlung. Der BIM-Kosten-Container besteht aus der Kostenermittlung nach GEAB-DA-XML.X 51, deren Kostenobjekte mit Bezugsobjekten in Bauwerksmodellen nach DIN EN ISO 16739 Blatt 1 (IFC) verlinkt sind. Inhaltlich werden behandelt:

  • Begriffe;
  • allgemeine Anforderungen an BIM-Kosten-Container;
  • Fachmodelle;
  • verlinkbare Elemente;
  • Identifikatoren;
  • Linkmodelle;
  • Metadaten.
  • Der Entwurf von Blatt 4 der DIN 18290 vom März 2023 ersetzt die DIN SPEC 91350 vom November 2016 und behandelt den verlinkten BIM-Datenaustausch von Bauwerksmodellen und rechnungsbegründenden Unterlagen (BIM-Abrechnungs-Container). Dieser Normteil definiert die Anforderungen an die Datenstruktur und an den Inhalt von BIM-Abrechnungs-Containern nach der Multi-Modell-Methode.

    BIM-Abrechnungs-Container dienen dem strukturierten Datenaustausch modellbasierter, rechnungsbegründender Unterlagen. Ein BIM-Abrechnungs-Container besteht aus rechnungsbegründenden Unterlagen nach GEAB-DA-XML.X 89 B, deren Kostenobjekte mit Bezugsobjekten in Bauwerksmodellen nach DIN EN ISO 16739 Blatt 1 (IFC) verlinkt sind. Inhaltlich werden behandelt:

  • Begriffe;
  • allgemeine Anforderungen an BIM-Abrechnungs-Container;
  • Fachmodelle;
  • verlinkbare Elemente;
  • Identifikatoren;
  • Linkmodelle;
  • Metadaten.
  • Prof. Dr.-Ing. (em.) Achim Trogisch,
    HTW Dresden, Fakultät ­Maschinenbau, Lehrgebiet TGA

    Bild: Trogisch

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