Wärmebrücken & Dampfdiffusionsbrücken Programm AnTherm Version 6.115 - 9.136.2 

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Schnittstelle AnTherm/SolRad

Für Kunden von AnTherm/SolRad besteht nun die Möglichkeit, den Einfluss sowohl der Sonneneinstrahlung als auch der langwelligen Zu- und Abstrahlung auf die äußeren Oberflächen einer Baukonstruktion in Hinblick auf Wärmedurchgang und Temperaturverteilung zu erfassen.

Aufgrund der Orientierungsabhängigkeit der Strahlungseinflüsse können verschiedene „Außenräume“ auftreten. So müsste z. B. der Raum „außen“ bei Berücksichtigung der Strahlungseinflüsse in die Raumbezeichnungen „Südwand vertikal“, „Westwand vertikal“ und „Schrägdach“ aufgegliedert werden. Diesen drei Räumen werden im Zuge der Auswertung dann drei verschiedene Tagesgänge der sog. Strahlungslufttemperatur und die zugehörigen Wärmeübergangswiderstände zugewiesen.

Die Strahlungslufttemperatur ist eine fiktive Temperatur, bei deren Verwendung sowohl der Einfluss der Sonneneinstrahlung als auch jener des langwelligen Strahlungsaustauschs berücksichtigt wird. Wird anstelle der Außenlufttemperatur in AnTherm die Strahlungslufttemperatur eingegeben, so bedeutet dies, dass nicht nur die Sonneneinstrahlung untertags sondern auch der langwellige Strahlungsaustausch zwischen den äußeren Oberflächen der Außenbauteile einerseits und sowohl dem Himmel als auch der terrestrischen Umgebung andererseits berücksichtigt werden. Die Verwendung der Strahlungslufttemperatur impliziert, dass die Absorptions- und Reflexionsvorgänge an den äußeren Bauteiloberflächen stattfinden. Das verwendete Verfahren vermag diese Vorgänge exakt wiederzugeben. Derzeit werden als äußere Randbedingungen für AnTherm Außenlufttemperaturen vom Benutzer eingegeben. Im stationären Fall ist dies jeweils ein Wert. Im instationären, periodisch eingeschwungenen Fall sind dies die 24 Werte eines Tagesgangs.

SolRad ab Version 4.1 und AnTherm ab Version 9.136.2 sind nun über eine Schnittstelle verknüpft. Die Tagesgänge der von SolRad berechneten solaren Bestrahlungsstärken (Globalstrahlungswerte in Wm-2) am Gebäudestandort können für den gewählten Tag für jede in AnTherm modellierte Orientierung unter Verwendung des „Export“-Buttons aus SolRad exportiert werden.

Die exportierten Ergebnisdateien können in der Folge von AnTherm importiert werden, um daraus Strahlungslufttemperaturen und Wärmedurchgangswiderstände zu berechnen.

Kurze Anleitung:

1. Programm SolRad

1.1 In SolRad öffnen Sie das Projekt, aus welchem Sie Daten exportieren wollen, und klicken auf die Taste „Export“.

1.2 Wählen Sie das Datum und die gewünschte Orientierung aus. Die Orientierung entspricht hierbei jener einer äußeren Oberfläche eines im AnTherm-Modell vorkommenden Außenbauteils.

1.3 Geben Sie den Dateinamen ein, unter dem Sie die zu exportierenden Daten abspeichern wollen. Berücksichtigen Sie bei der Namensgebung, dass Sie eventuell Bestrahlungsstärken auf verschieden orientierte Außenbauteile exportieren müssen.

1.4 Bestätigen Sie den Export mit „OK“.

Die Daten werden nun ausgeschrieben und stehen für einen Import durch AnTherm zur Verfügung. Wiederholen Sie die Schritte 1.2 bis 1.4, bis die Bestrahlungsstärken auf alle im AnTherm-Modell vorkommenden Außenbauteil-Orientierungen exportiert sind.

2. Programmpaket AnTherm

Die Berechnung der Strahlungslufttemperaturen aus den Lufttemperaturen und den von SolRad importierten solaren Bestrahlungsstärken kann sowohl für den stationären als auch für den instationären, periodisch eingeschwungenen Berechnungsfall genutzt werden. Um die Kompatibilität mit SolRad zu gewährleisten, darf hierbei im instationären Fall nur mit der Tagesperiode gerechnet werden.

Wichtig!

Die Berechnung der Strahlungslufttemperaturen liefert nicht nur den Temperaturwert (im stationären Fall) bzw. den Tagesgang der Temperaturen (im periodisch eingeschwungenen Fall) sondern auch einen Wärmeübergangswiderstand, der dem betrachteten Außenraum zuzuordnen ist. Da die Wärmeübergangswiderstände in AnTherm bereits im Zuge der geometrischen Modellierung eingegeben werden müssen, die Zuordnung der Randbedingungen aber erst im Zuge der Auswertung – also nach dem eigentlichen Berechnungsvorgang – erfolgt, ist es notwendig, im Falle der Zuweisung von Strahlungslufttemperaturen die Berechnung dieser Temperaturen unter Verwendung des Zweigs „Strahlungslufttemperaturen-Rechner“ (stationärer Fall) bzw. der Zweigs „Periodic/Harmonic Data Editor“ (periodisch eingeschwungener Fall) im Menüs „Werkzeuge“ vor der geometrischen Modellierung zu erledigen. Die nach Berechnung der Strahlungslufttemperaturen ausgewiesenen Wärmeübergangswiderstände sind vom Benutzer im Zuge der Geometrie-Eingabe den entsprechenden Außenräumen zuzuordnen.

2.1 Stationäre Berechnung

2.1.1 Wählen Sie den Zweig „Strahlungslufttemperaturen-Rechner“ im Menü „Werkzeuge“ an.

2.1.2 In das Feld „Außenlufttemperatur“ ist der Tagesmittelwert der Außenlufttemperatur für jenen Tag einzutragen, für den Solrad die Bestrahlungsstärken errechnet hat. Im Normalfall wird dieser Wert mit dem langjährigen Monatsmittelwert am Gebäudestandort übereinstimmen.

2.1.3 In das Feld „Umgebungstemperatur“ ist der Tagesmittelwert der Oberflächentemperatur der terrestrischen Umgebung einzutragen. In nahezu allen Fällen wird dieser Wert mit dem zuvor eingegebenen Tagesmittelwert der Außenlufttemperatur übereinstimmen. Lediglich bei Schneelage oder dem Vorliegen von Gewässern wird ein abweichender Wert besser zutreffen.

2.1.4 In das Feld „Sonneneinstrahlungsleistung“ ist der Tagesmittelwert der flächenbezogenen Globalstrahlung auf die Außenseite des betrachteten Außenbauteils in Wm-2 einzutragen. Dieser Wert wird entweder dem Ergebnisausdruck von Programm Solrad entnommen und vom Benutzer händisch eingetragen oder durch Drücken des Buttons „Importieren“ von Programm SolRad automatisch übernommen.

2.1.5 Im Feld „Absorptionszahl für Sonnenstrahlung“ wird die Farbe der äußeren Oberfläche des betrachteten Außenbauteils grob klassifiziert. Die Absorptionszahl für Sonnenstrahlung gibt jenen Anteil der auf die Oberfläche auftreffenden Sonnenstrahlung an, der absorbiert wird; der restliche Anteil wird reflektiert. Für den Fall „mittlerer“ Farbe wird also z. B. 60% der auftreffenden Sonnenstrahlung von der Oberfläche absorbiert und 40% reflektiert (Klassifizierung lt. EN ISO 13791).

2.1.6 Der „Anteilsfaktor Umgebungsstrahlung“ legt fest, zu welchem Anteil die terrestrische Umgebung von der äußeren Oberfläche des Außenbauteils „gesehen“ wird. Nach der dem Verfahren zugrunde liegenden Annahme, dass die terrestrische Umgebung durch eine horizontale Ebene gebildet wird, definiert der verbleibende Anteil den langwelligen Strahlungsaustausch zwischen Oberfläche und dem Himmel. Der Anteilsfaktor Umgebungsstrahlung ist für ein Flachdach somit 0, für eine vertikale Wand 0,5 und für eine horizontale Auskragung 1,0. Der Anteilsfaktor kann entweder vom Benutzer händisch eingetragen werden oder mittels Verwendung der Funktion „Importieren“ aus Programm SolRad übernommen werden.

2.1.7 Durch Drücken der Taste „Berechnen“ wird der Tagesmittelwert der Strahlungslufttemperatur und der dazugehörige Wärmeübergangswiderstand berechnet und ausgewiesen. Der Wärmeübergangswiderstand ist im Zuge der geometrischen Modellierung der äußeren Oberfläche jenes Außenbauteils zuzuordnen, für den die Orientierung bzw. die Sonneneinstrahlungsleistung zutrifft. Der Wert der Strahlungslufttemperatur ist später - im Zuge der Auswertung - der gleichen Oberfläche bzw. dem gleichen Außenraum zuzuordnen. Die in den Punkten 2.1.4 bis 2.1.6 skizzierte Vorgangsweise ist für alle verschieden orientierten Flächen oder für Flächen gleicher Orientierung aber anderer Farbe zu wiederholen.

Die Strahlungslufttemperaturen können auch im Rahmen der HARMONIC/TRANSIENT-Option berechnet werden (mehr...).


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2019-02-07 12:04 +0100