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
Folie 10| Trimbach, 18. November 2015 | MINERGIE | ERFA-Praxisseminar Sommerlicher Wärmeschutz

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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