DIN 4108-2 sommerlicher Wärmeschutz

Überblick

VICUS Buildings führt den Nachweis des sommerlichen Wärmeschutzes nach DIN 4108-2 mit dem Simulationsverfahren durch: Für jede aktivierte Lüftungsvariante wird automatisch ein eigenes NANDRAD-Simulationsprojekt erzeugt und über ein volles Jahr gerechnet. Aus den stündlichen Mittelwerten der operativen Raumtemperatur werden je Raum die Übertemperaturgradstunden ermittelt und gegen die Anforderungswerte der Norm geprüft. Zu jeder Variante entsteht ein PDF-Bericht.

Aufruf

Die Nachweisseite ist Teil der Simulationsansicht: Schaltfläche Simulation in der Haupt-Werkzeugleiste (F10), dann in der linken Seitenliste der Eintrag DIN 4108-2. Die Seite ist nur im Arbeitsbereich Gebäude verfügbar.

Klimastandort (Klimaregion A/B/C)

Unter Aktueller Standort wird die Klimaregion nach DIN 4108-2 gewählt: Standort A, Standort B oder Standort C. Alternativ öffnet Standort auf der Karte auswählen … eine Deutschlandkarte mit den drei Klimaregionen; ein Klick auf die Karte übernimmt die Region.

Die Wahl legt sowohl den Klimadatensatz der Simulation als auch den Bezugswert der Innentemperatur für die Auswertung fest:

Region	Referenzklima (Testreferenzjahr TRY 2011)	Bezugswert der operativen Temperatur
A (sommerkühl)	Rostock-Warnemünde	25 °C
B (gemäßigt)	Potsdam	26 °C
C (sommerheiß)	Mannheim	27 °C

Unabhängig vom Projektstandort setzt der Nachweis feste Randbedingungen: Albedo 0,2, Länge/Breite des jeweiligen Referenzstandorts sowie die europäische Zeitzone (unabhängig von der Projekteinstellung).

Lüftungsvarianten

Unter Vordefinierte Lüftungsvarianten werden die zu simulierenden Varianten per Kontrollkästchen aktiviert; für jede aktivierte Variante wird ein eigenes Simulationsprojekt gerechnet und ein eigener Bericht erzeugt:

Variante	Kontrollkästchen	Tag-Luftwechsel	Nacht-Luftwechsel
V1	Basis Luftwechselrate (immer aktiv, nicht abwählbar)	Wohnen: 0,5 h⁻¹; Nichtwohnen: 4·A/V	Wohnen: 0,5 h⁻¹; Nichtwohnen: 0,24 h⁻¹
V2	Tagesluftwechsel	3 h⁻¹	Basiswert
V3	Nachtluftwechsel	Basiswert	2 h⁻¹
V4	Erhöhte Nachtlüftung	Basiswert	5 h⁻¹
V5	Tag/Nacht-Lüftung	3 h⁻¹	2 h⁻¹
V6	Tag / erhöhte Nachtluftwechsel	3 h⁻¹	5 h⁻¹
V7	Benutzerdefiniert (TGA/benutzerdefinierte Lüftung)	raumweise Eingabe	raumweise Eingabe

Bei Nichtwohnräumen berechnet sich der Basis-Tagluftwechsel aus 4 m³/(m²·h) Außenluft je m² Grundfläche, bezogen auf das Raumvolumen (4·A/V). In der Raumtabelle erscheint je aktivierter Variante eine eigene Spalte (V1–V7); ein Doppelklick auf eine Lüftungszelle öffnet den Dialog Luftwechselraten (ACR) von Tag/Nacht mit den Feldern Tag ACR [1/h]: und Nacht ACR [1/h]: sowie einer Wochenvorschau der Luftwechselraten, um Werte raumweise anzupassen.

In der Simulation ist der Basisluftwechsel dauerhaft wirksam. Die erhöhte Lüftung (Fensterlüftung) wird temperaturgeführt aktiviert: nur wenn die Raumtemperatur außerhalb des Komfortbands liegt (Wohnen 20–23 °C, Nichtwohnen 21–23 °C), die Außenluft eine Verbesserung bringt (z. B. nachts kühler als der Raum) und die Windgeschwindigkeit 10 m/s nicht überschreitet.

Raumtabelle: Wohn- und Nichtwohnräume zuweisen

Der Nachweis wird nur für Räume geführt, denen ein DIN-4108-Raumtyp zugewiesen ist. In der Raumtabelle werden Zeilen markiert und über die Schaltflächen unter Räume zuweisen typisiert:

• Wohngebäude — markierte Räume als Wohnraum aufnehmen
• Nicht-Wohngebäude — markierte Räume als Nichtwohnraum aufnehmen
• Entfernen — markierte Räume aus dem Nachweis entfernen

Die Tabelle zeigt je Raum: ID, Raum, Gebäude, Gebäudeebene, Nutzungsprofil, Typ, Kühllast [W/m2], Kühlung Temperatur [C] sowie die Luftwechselspalten der aktivierten Varianten. Wohn- und Nichtwohnräume werden farbig hinterlegt (Legende Wohngebäude / Nicht-Wohngebäude / Kein Typ). Über den aufklappbaren Bereich Filter lässt sich die Tabelle nach Name des Gebäudes:, Name des Raums:, Zonenprofil:, Name der Gebäudeebene: und Typ: einschränken.

Die Spalten Kühllast und Kühlung Temperatur erlauben optional die Berücksichtigung einer passiven Kühlung: Die Kühllast muss größer 0 W/m², die Kühltemperatur zwischen 0 und 50 °C liegen. Ohne Eintrag wird ohne Kühlung gerechnet.

Für typisierte Räume setzt der Projektgenerator automatisch die normgemäßen Nutzungsrandbedingungen an — unabhängig vom zugewiesenen Nutzungsprofil des Raums: interne Lasten von 100 Wh/(m²·d) (Wohnen, gleichmäßig verteilt) bzw. 144 Wh/(m²·d) (Nichtwohnen, Montag–Freitag 7–18 Uhr) und Heiz-Solltemperatur 20 °C (Wohnen) bzw. 21 °C (Nichtwohnen). Räume ohne DIN-4108-Raumtyp werden mit ihren regulären Nutzungsprofilen mitsimuliert, aber nicht bewertet.

Alternativ lassen sich Raumtypen direkt in der 3D-Szene zuweisen: Schaltfläche Zertifizierung in der Modus-Werkzeugleiste, Seite DIN4108-Raumtypen — dort werden die aktuell selektierten Räume per Schaltfläche Wohngebäude, Nicht-Wohngebäude oder Keiner typisiert und Räume eines Typs gesammelt selektiert.

Sonnenschutz

Die Auswahlliste Sonnenschutz steuert, wie beweglicher Sonnenschutz in den Nachweisrechnungen behandelt wird:

• Keine — für alle Räume der Nachweistabelle wird jeglicher Sonnenschutz ignoriert, auch projektseitig zugewiesene Sonnenschutzelemente. Räume, die nicht in der Nachweistabelle stehen, behalten ihre projektdefinierte Verschattungsregelung.

• DIN 4108-2 — Fenster mit zugewiesenem Sonnenschutzelement erhalten eine strahlungsgeführte Standardregelung mit den Norm-Schwellwerten (Aktivierung ab Einstrahlung am Fassadensensor, Hysterese 50 W/m²):

  Orientierung	Wohngebäude	Nicht-Wohngebäude
  N	200 W/m²	150 W/m²
  E | S | W | Horizontal	300 W/m²	200 W/m²

  Der Abminderungsfaktor ergibt sich aus dem Sonnenschutzelement und der tatsächlichen Verglasung des Fensters ($f_{red} = g_{tot}/g$). Fenster in Räumen ohne DIN-4108-Raumtyp bleiben bei dieser Einstellung unverschattet.

• Projektdefiniert — es gelten die im Projekt hinterlegten Verschattungsregelungen der Nutzungsprofile (Hinweistext Verwendet projektdefinierte Verschattungseinstellungen.); die Schaltfläche ↗ öffnet die Datenbank der Sonnenschutz-Regelungen.

Simulation starten

DIN 4108-2 Berechnung startet den Nachweislauf. Ablauf:

1. Das Projekt muss gespeichert sein (andernfalls erscheint eine Speicheraufforderung). Unter Windows wird zusätzlich die Pfadlänge geprüft, da die Ergebnispfade der Varianten tief verschachtelt sind.
2. Im Dialog DIN4108-2 Ausgabeverzeichnis angeben wird der Zielordner für die PDF-Berichte gewählt.
3. Liegen bereits Ergebnisdaten vor, fragt der Dialog DIN4108-2 Neuberechnung? nach: Abbrechen, Vorhandene Daten verwenden (Bericht aus vorhandenen Ergebnissen neu erzeugen) oder Projekt neu simulieren. Sind die Daten veraltet, wird die Neusimulation empfohlen.
4. Je aktivierter Lüftungsvariante wird ein NANDRAD-Projekt erzeugt und simuliert (Simulationszeitraum 1 Jahr, stündliche Mittelwerte der operativen Temperatur). Die Arbeitsdaten liegen im Ordner <Projektname>/Certification/DIN4108-2/ neben der Projektdatei. Der Fortschritt wird angezeigt; bricht den Lauf ab.
5. Anschließend werden die PDF-Berichte in das gewählte Ausgabeverzeichnis geschrieben (ein Bericht je Variante, Dateiname DIN4108-2_<Projektname>_<Variante>_Bericht.pdf). Sind die Ergebnisdaten unvollständig oder beschädigt, wird die Berichterstellung mit der Meldung DIN4108-2-Bericht nicht erstellt abgebrochen, um einen irreführenden Nachweis zu vermeiden.

Ein Statuslabel zeigt die Aktualität der Ergebnisse an; die Prüfung erfolgt über einen Projekt-Hash, sodass nachträgliche Modelländerungen erkannt werden: DIN4108-Ergebnisse sind nicht vorhanden. / Die Ergebnisdaten für DIN4108-2 sind veraltet. Bitte neusimulieren! / DIN 4108-2-Ergebnisse sind aktuell.

Bewertung: Übertemperaturgradstunden

Für jeden bewerteten Raum werden die Übertemperaturgradstunden aus der stündlichen operativen Temperatur $\theta_{op}$ und dem regionsabhängigen Bezugswert $\theta_{b}$ (25/26/27 °C) gebildet:

$$G = \sum_{h=1}^{8760} \max\left(0,\; \theta_{op,h} - \theta_{b}\right) \cdot 1\,\mathrm{h}$$

Bei Nichtwohnräumen werden nur die Nutzungszeiten Montag–Freitag, 7–18 Uhr, gezählt. Der Nachweis gilt als erfüllt, wenn die Übertemperaturgradstunden den Grenzwert unterschreiten:

• Wohngebäude: $G < 1200\ \mathrm{Kh/a}$
• Nichtwohngebäude: $G < 500\ \mathrm{Kh/a}$

Ergebnisse und Berichte

Die Liste Erzeugte Berichte führt die PDF-Berichte der Varianten auf (Zum Öffnen doppelklicken). Unter Einstellungen für Bericht: ergänzt das Kontrollkästchen Detaillierte Rauminformationen je Raum zusätzliche Beschreibungsseiten (Konstruktionen, Fenster, Verschattung). Jeder Bericht enthält Titelseite, Inhaltsverzeichnis, allgemeine Angaben und Eingangsparameter, die Ergebnisliste mit Bestanden-Bewertung je Raum sowie Raum-Vorschaubilder aus der 3D-Szene.

Ergebnisse anzeigen wechselt in die Geometrieansicht in den Modus Zertifizierung; dort liefert die Seite DIN4108-Ergebnisse die Auswertung:

• Lüftung: wählt die auszuwertende Variante.
• Ergebnistabelle mit ID, Name, Typ, Max. Temperatur [C] und Übertemperaturgradstunden [Kh] (Istwert / Grenzwert, grün = bestanden, rot = nicht bestanden) sowie einem Prüfsymbol je Raum.
• Gebäude anhand der Übertemperaturgradstunden einfärben färbt die Räume in der 3D-Szene als Falschfarbendarstellung; Farbskala: und Legende bearbeiten… passen Farbverlauf und Wertebereich der Legende an.
• Nach Auswahl eines Raums zeigen die Reiter Teppichdiagramm (Stunde über Monat der operativen Temperatur) und Übersicht (Balkendiagramm der Überkelvinstunden aller Varianten mit Grenzwertlinie) die Detailauswertung.

Verwandte Themen

• Sonnenschutz (Fensterkomponenten)
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