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Stellungnahme von Herrn Dipl.-Ing. Manfred Kehrer, Fraunhofer-IBP, Holzkirchen
zu der Veröffentlichung "Ist das Glaserverfahren nicht mehr Stand der Technik?"
Sehr geehrte Damen und Herren, sehr geehrter Herr Kern,
mehrere unserer Kunden zeigen sich äußerst verwundert über Ihre Veröffentlichung - www.bauphysik-software.de/downl/Feuchteschutz-Glaserverfahren.pdf - und auch wir können nicht ganz nachvollziehen, was Sie damit beabsichtigen.
( Link zur Veröffentlichung* - Anmerkung der Redaktion*)
Folgende Behauptung entspricht darin nicht der Wahrheit, ich zitiere:
"Über die Qualität und Treffsicherheit der empfohlenen Softwareprodukte kann man kein Urteil fällen, denn die Verfahren sind nicht genormt und öffentlich nicht bekannt, sondern geistiges Eigentum der Institute."
1) WUFI entspricht der DIN EN 15026; Stand: Juli 2007
2) WUFI wird in DIN 4108-3 für die zahlreichen Fälle empfohlen, die mit dem Glaserverfahren nicht berechnet werden können.
Bitte sehen Sie eine detaillierte fachliche Darstellung in der Anlage* Stellungnahme.doc.
Des Weiteren können wir nicht ganz nachvollziehen, warum Sie sich in Ihren Ausführungen auf die DIN 4108 beziehen und in einem späteren Absatz Normen generell als fragwürdig anzweifeln.
Natürlich hinken Normen in Ihrer Aktualität etwas der bautechnischen Praxis nach, da es Zeit braucht, wesentliche und wichtige Änderungen zu erkennen und in einer Norm schriftlich niederzulegen. Dieser Schritt ist jetzt getan, was natürlich zur Ablösung des Glaserverfahrens führen wird. Über die Tauglichkeit von WUFI sowie Ihren wirtschaftlichen Interessen muss ich mich hier nicht äußern.
Wir fordern Sie auf, oben genannte Veröffentlichung zu entfernen bzw. zu korrigieren, da ansonsten die Gefahr besteht, dass solche Aussagen zu Verwirrungen in der gesamten Fachwelt führen.
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Grüße aus Holzkirchen,
Manfred Kehrer
Dipl.-Ing. Manfred Kehrer
Group Manager Software Development
Department Hygrothermics
* Stellungnahme von Herrn Kehrer zur Informationsschrift von Herrn Kern:
Ist das „Glaserverfahren“ nicht mehr Stand der Technik?
Die derzeit gültige Norm für die Feuchteschutzbeurteilung von Außenbauteilen ist der Teil 3 der deutschen Norm DIN 4108. Neben Hinweisen zum Schlagregenschutz wird in dieser Norm ausschließlich der Schutz von Baukonstruktionen vor winterlichem Tauwasser behandelt. Dabei wird, wie im Vorwort unmissverständlich dargelegt, davon ausgegangen, dass keine Rohbaufeuchte in der Konstruktion vorhanden ist. Ebenfalls nicht berücksichtigt werden sog. sommerliche Umkehrdiffusionsprozesse bei denen Wasserdampf von außen in ein Bauteil eindringt und kondensiert. Dieses Phänomen tritt auf, wenn die Sonne auf ein regennasses Bauteil scheint und dieses erwärmt.
Die feuchtetechnische Beurteilung von Bauteilen beschränkt sich in der DIN 4108-3 auf die reine Dampfdiffusion unter winterliche Bedingungen. Dazu wird das in den 50er Jahren entwickelte Glaser-Verfahren eingesetzt. Das Verfahren arbeitet mit stationären Randbedingungen und vernachlässigt alle wärme- und feuchtetechnischen Speicherphänomene sowie den Feuchtetransport durch Kapillarleitung. Wegen der dadurch bedingten Unsicherheiten wird bei diesem Rechenverfahren versucht durch ein Überhöhen der klimatischen Randbedingungen dennoch praxisverwertbare Ergebnisse zu erzielen, die weit genug auf der sicheren Seite liegen.
Wegen der starken Einschränkungen von reinen Dampfdiffusionsbetrachtungen nach Glaser wird in der DIN 4108-3 zur Beurteilung von Sonderfällen, wie z.B. begrünten Dachkonstruktionen oder zur Berechnung der Austrocknung von Rohbau- oder eingedrungener Regenfeuchte sowie bei außergewöhnlichen Klimabedingungen, auf hygrothermische Simulationsverfahren, wie z.B. WUFI® oder die Modelle der TU Dresden verwiesen.
Der in den 70er Jahren gegründete internationale Verein der WTA (Wissenschaftlich-Technische Arbeitsgemeinschaft für Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege), der sich das Ziel gesetzt hat, die Forschung und deren praktische Anwendung auf dem Gebiet der Bauwerkserhaltung und der Denkmalpflege zu fördern, war die erste Institution die sich stark für die damals neuen hygrothermischen Simulationsverfahren interessiert hat. Hintergrund war der Einsatz dieser Verfahren für die Sanierungsplanung, da die genormten Rechenmethoden keine Aussagen zur Trocknung feuchter Mauern oder zu den Folgen der Umnutzung alter Gebäude zuließen. Zur Qualitätssicherung der modernen Rechenverfahren und ihrer Nutzung wurden deshalb von der WTA schon 2001 zwei Merkblätter herausgegeben (WTA-Merkblatt 6-1: Leitfaden für hygrothermische Simulations¬berechnungen und WTA-Merkblatt 6-2: Simulation wärme- und feuchtetechnischer Prozesse), die dem Praktiker bei der Auswahl und Anwendung dieser Rechenverfahren helfen sollen. Etwas später wurde diese Reihe durch ein drittes Merkblatt ergänzt, das eine Prognose des Schimmelpilzwachstumsrisikos auf der Basis der berechneten instationären Oberflächentemperatur- und Feuchteverhältnisse ermöglichen soll.
Seit 2007 gibt es neue europäische Norm zum Einsatz hygrothermischer Simulationsverfahren zur Feuchteschutzbeurteilung. Die DIN EN 15026 „Wärme- und feuchtetechnisches Verhalten von Bauteilen und Bauelementen – Bewertung der Feuchteübertragung durch numerische Simulation“ die im April 2007 in der englischen Originalfassung und im Juli 2007 in der deutschen Fassung herausgekommen ist. Die Inhalte dieser Norm basieren auf den Inhalten des WTA-Merkblatts 6-2. In der kurz vor dem Abschluss stehenden Überarbeitung der DIN 4109-3 erfolgt ein Hinweis auf die DIN EN 15026. Das Ziel der DIN EN 15026 ist es das in die Jahre gekommen Glaserverfahren langsam abzulösen. Deshalb bezieht sie sich ausschließlich auf eindimensionale Simulationen, da deren Ergebnisse heute als zuverlässig gelten können und die entsprechenden Rechenmodelle relativ einfach zu handhaben sind. Es ist bereits festzustellen, dass seit dem Erscheinen der DIN EN 15026 die Akzeptanz und die praktische Anwendung von hygrothermischen Simulationsverfahren zur Feuchteschutzbeurteilung von Bauteilen stark angestiegen ist.
Wohnungslüftungsanlagen DIN V 18599-6
Verständnisfragen, Unstimmigkeiten
- WLA
Wohnungslüftungsanlage - Abluft-WLA
ohne Zuluft; keine Konditionierung der Zuluft und keine WRG (Wärmerückgewinnung) möglich; die Wärme der Abluft kann von einer Abluft-Wasser-Wärmepumpe zur Warmwasserbereitung oder zur Heizungsunterstützung (wasserführendes System) genutzt werden. - Zu- und Abluft-WLA
mit zentraler Zu- und Abluft, die Zuluft kann konditioniert (erwärmt) werden; Zuluftvorwärmung durch WRG, Abluft-Zuluft-Wärmepumpe (Luftübertragung) oder Nachheizregister (= Luftheizungsanlage) elektrisch oder wasserführend (wasserführend = vom Heizwärmeerzeuger bedient); eine Abluft-WP kann ebenfalls für die WW-Bereitung oder Heizungsunterstützung eingesetzt werden, die geringere Energieausbeute infolge WRG ist zu berücksichtigen. - Übergabe-, Verteilungs- und Speicherverluste treten bei Zuluftkonditionierung mit WP oder Nachheizung auf.
| Standardwerte für Abluft-Wärmepumpen nach DIN V 18599-6 | |||||||||
| Abluft-WLA | Zu-/Abluft-WLA | ||||||||
| Abluft-Zuluft-WP | Abluft-Wasser-WP | Abluft-Zuluft/Wasser-WP | |||||||
| fAbl | 1 | 1 | 1 | 1 | |||||
| fHK | 1.068 | 1.068 | 1.068 | ||||||
| fvol | 1 | 1 | |||||||
| für WW | ohne WRG | mit WRG | ohne WRG | mit WRG |
ohne WRG | mit WRG | |||
| Pel,w | W/(m³/h) | 2,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | |||
| COPt | 3,4 | 3,5 | 4,0 | 3,5 | 4,0 | ||||
| für Hzg | Luftheizung (Tab.20) | Luftheizung (Tab.20) | |||||||
| Pel,h | W/(m³/h) | 2,7 | 1,6 - 1,8 | 1,6 - 1,8 | 2,0 | 2,0 | 1,6 - 1,8 | 1,6 - 1,8 | |
| eel,h | 3,9 | 3,5 - 3,0 | 5,2 - 4,7 | 3,5 | 4,0 | 3,5 - 3,0 | 5,2 - 4,7 | ||
fAbl = Korrektur für abweichende Ablufttemperatur
fHK = Korrektur für abweichende Heizkreistemperatur
fvol = Korrektur für abweichenden Luftvolumenstrom
Pel,w / Pel,h = auf einen Volumenstrom von 1 m³/h bezogene Leistungsaufnahme der
Wärmepumpe im Warmwasser- oder Heizbetrieb
COPt = Leistungszahl im WW-Betrieb
eel,h = Leistungsziffer im Heizbetrieb
-
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Fragen von Andreas Kern (Softwareentwickler)vom 28.07.2008
Antworten von Dr.-Ing. Thomas Hartmann (ITG Institut für Technische Gebäudeausrüstung Dresden) vom 30.07.2008
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Bruni Bronstein
1. Die Berechnung des Endenergiebedarfs von Abluft-Wärmepumpen (Energieträger Strom) wird durch Subtraktion des regenerativen Anteils von der Nutzwärmeabgabe ermittelt. Die Methode ist etwas ungewöhnlich im Vergleich zu den anderen WP-Berechnungen (Teile 5, 7, 8).
mathematisch gleichwertige Lösung
2. Die Geschichte mit dem Einzonenmodell wird nicht ganz stimmen, Paradebeispiel ist die Hausmeisterwohnung in einer Schule. Ich habe hin und her erwogen und bin zu dem Schluss gekommen, dass der Bezug für WW- und Heizwärmebedarf bei wassergebundenen Systemen der WW- bzw. Heizwärme-Versorgungsbereich sein muss (der kann ja mit der Zone identisch sein). Ausnahme ist die Luft-Luft-WP, die sicher nur die angeschlossene Zone versorgen kann. Das Problem dabei ist, wo der Nutzwärmebeitrag der WLA abgezogen wird. Wenn das wassergebundene Systeme sind, muss das eigentlich nach der Verteilung, ggf. Speicherung und nach der Bilanzierung solarer Beiträge stattfinden.
Das von Ihnen geschilderte Beispiel ist m. E. eindeutig ein Nichtwohngebäude mit mind. 2 Zonen (Schule + Wohnung). Hier gilt nicht Teil 6, sondern Teil 3 / 7. Das Einzonenmodell ist für Wohngebäude eine feste Randbedingung.
3. Gl.21, Verteilungsverluste für Zuluft-Nachheizung, "Wärmeverlustfaktor Anordnung". Wird hier nicht doppelt gemoppelt? Der Verteilungsverlust wird ja mit dem realen Temperaturunterschied zwischen Zuluft und Umgebung berechnet, was sollte dabei der Faktor 0.15 bei Innenaufstellung berücksichtigen. Ich meine, der Faktor kommt aus DIN V 4701-10, wo ungeregelte Wärmeeinträge durch innenliegende Verteilleitungen nicht bilanziert werden.
Der Wärmeverlustfaktor stammt aus 4701-10 und wird in DIN V 18599-6 nicht mehr benötigt - er ist also generell gleich 1 zu setzen bzw. kann komplett entfallen. Dies wird im Teil 100 korrigiert.
4. Bei der Bilanzierung der Verteilungsverluste fehlen mir die Zuleitungen zur WLA, wenn die im beheizten Bereich aufgestellt wird (Wärmesenken). Man geht da allgemein davon aus, dass die Länge dieser Leitungen vernachlässigt werden kann?
Letztendlich muss die Luft von Außentemperatur auf Raumtemperatur unter Berücksichtigung der Wärmerückgewinnung erwärmt werden. Die Wärme wird in der (gedämmten) Luftleitung oder im Raum zugeführt, der Energiebedarf bleibt näherungsweise gleich.
5. Speicherverluste. Wenn ich das richtig verstehe, werden Speicher nur in wasserführenden Systemen verwendet, nicht bei der Zuluft-Nachheizung. Dann müssten die Speicherverluste aber auch bei der Nutzwärmeabgabe für WW und Heizung berücksichtigt werden. Gl.62 sagt da etwas anderes.
Hier ist lediglich der Sonderfall der Kombigeräte (z.B. Stiebel-Eltron) abgebildet, die als Lüftungsgeräte auch Heizung und TWE in einem Gerät vereinen, sonstige Speicher sind nach Teil 5 und 8 zu bilanzieren.
6. Die Erzeugungsverluste nach Gl.37 und Tab.13 sind definitionsgemäß bei Innenaufstellung = 0. Gl. 39 könnte also entfallen?
Bei Innenaufstellung werden keine Verluste bilanziert, aber bei Aufstellung im unbeheizten Bereich schon. Gl. 39 kann also nicht komplett entfallen.
7. Bei Abluftanlagen mit WP und kombinierter Nutzwärmeabgabe für WW und Heizung wird die mögliche Heizleistung über die Restlaufzeit ermittelt. Das ist logisch. Bei Zu- und Abluftanlagen geht man allerdings einen anderen Weg: die mögliche Heizleistung wird aus der Differenz zwischen maximal mouml;glicher Heizleistung (gesamte Laufzeit für Heizung) und der Nutzwauml;rmeabgabe für Warmwasser (vorrangig) gebildet. Da zumindest die Arbeitszahlen in den beiden Betriebszustauml;nden verschieden sind, wird das nicht ganz stimmen.
Aus meiner Sicht ist die Vorgehensweise identisch.
Abluftsystem, Abluft-Wasser-WP: Gl. 46 + Gl.54
Zu- /Abluftsystem, Abluft-Wasser-WP: Gl. 72 + Gl.74
Wo soll da (außer ggf. der WÜT) der Unterschied sein?
8. Auch der Abzug für den Beitrag der WRG zur Erzeugerwärmeabgabe nach Gl.64 erscheint mir doppelt gemoppelt. Logisch ist die Leistung der WP geringer, wenn eine WRG vorgeschaltet ist, denn die nutzbare Ablufttemperatur ist geringer. Dafür gibt es aber unterschiedliche Arbeitszahlen füür den Betrieb mit und ohne WRG. Muss man nicht immer mit den Arbeitszahlen ohne WRG rechnen, wenn man Qrv,h,outg,WÜT bilanziert?
Siehe Punkt 10, die Arbeitszahlen (aus Messungen der Gesamtgeräte als Blackbox) beschreiben die Kombination aus WP und WÜT, folglich muss der WÜT für die separate Betrachtung abgezogen werden.
noch etwas: Wenn man die maximal mögliche Leistung einer Abluft-Zuluft-WP mit den Betriebszeiten nach Tab.19 berechnet und davon die Nutzwärmeabgabe für eine WW-Versorgung abzieht, kann man leicht negative Werte erhalten, weil ja die angegebenen Betriebsstunden in den Sommermonaten nicht gleich den Monatsstunden sind. Angenommen: Ganzjahresbetrieb zur WW-Bereitung und Zuluft-Nachheizung. Wie kann ich das umgehen?
Bei einer Abluft-Zuluft-WP wird die TWE separat behandelt (Teil 8). Die unterschiedlichen Betriebsfälle sind jedenfalls immer durch die Varianten abgedeckt, z. B. a) und b) auf Seite 65. Damit sollten sich keine negativen Werte ergeben (keine Überproduktion von Wärme).
Könnte es sein, dass die Leistungsdaten in Tab.20 vertauscht sind? Eigentlich müssten die Arbeitszahlen ohne WRG größer sein und ebenfalls mit zunehmender Außentemperatur steigen.
Dargestellt ist die gesamte Arbeitszahl, also WP + WÜT und die ist natürlich größer als nur WP.
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