Das Hausmodell: Geschosse, Zonen, Gebäudehülle und Fenster
EnergyFlow zeichnet Ihr Haus nicht Raum für Raum. Sie geben eine kurze Liste von Werten ein. Der Assistent macht daraus einige thermische Zonen (Bereiche des Hauses, die als ein Luftvolumen mit einer Temperatur behandelt werden), die EnergyPlus, unser Gebäudesimulationsprogramm, Stunde für Stunde berechnet. Diese Seite erklärt, was aus den Eingaben wird und wo das Modell vereinfacht.
Ihre Angaben
Im Schritt Haus wählen Sie den Haustyp (freistehend, Doppelhaushälfte oder Reihenhaus), die Zahl der oberirdischen Geschosse (1 bis 5), die Dachform (flach oder geneigt mit unbeheiztem oder beheiztem Dachgeschoss), ein unterirdisches Geschoss (keines, unbeheizter Keller oder beheiztes Untergeschoss), eine Garagenoption, das Baujahr, das Land und die Postleitzahl.
Im Schritt Gebäudehülle geben Sie Außenlänge, -breite und Geschosshöhe, die Fensterfläche an jeder der vier Fassadenseiten und die Drehung Ihres Grundrisses gegenüber geografisch Nord ein. Die Gebäudehülle ist die äußere Schicht des Hauses: Wände, Dach, Boden und Fenster. Drei Standardwerte können Sie ändern: wie gut eine Fläche Wärme hält (ihr U-Wert, also der Wärmeverlust je Quadratmeter und je Grad Unterschied zwischen innen und außen; niedriger ist besser. Der Wert steht im Energieausweis oder wird anhand des Baujahrs geschätzt), welcher Anteil der Sonnenenergie durch das Glas gelangt (g-Wert von 0 bis 1) und die Luftdichtheit.
Ein Grundriss, eine Zone pro Geschoss
Das Modell stapelt dieselbe Grundfläche auf jedem Geschoss und verwendet Länge, Breite und Geschosshöhe des Erdgeschosses. Entscheidend ist nur die Grundfläche: Das thermische Modell bildet daraus einen quadratischen Block. Ein langer, schmaler Grundriss verhält sich daher wie ein quadratischer mit gleicher Fläche.
Jedes Geschoss ist eine thermische Zone mit einer Lufttemperatur. Räume auf einem Geschoss werden nicht getrennt, daher beziehen sich Ergebnisse auf das ganze Geschoss. Die Ausnahme ist eine ins Haus integrierte Garage, die das Erdgeschoss in zwei Zonen teilt.
Dachgeschoss, Keller, Untergeschoss und Garage
Zusätzliche Räume sind eigene Zonen und keine Korrekturen des U-Werts. Sie sind entweder beheizt oder unbeheizte Puffer, also Räume zwischen dem beheizten Haus und der Außenluft, die Wärmeverluste bremsen. Puffer gehen in die Wärmebilanz ein, werden aber von der Wohnfläche abgezogen, damit ein Wert in kWh pro Quadratmeter nicht künstlich besser ausfällt.
| Option | Zur Nutzfläche gezählt | Was das Modell tut |
|---|---|---|
| Beheiztes Dachgeschoss | Ja, mit seinem nutzbaren Anteil an der Grundfläche (standardmäßig 0.65) | Ein zusätzliches beheiztes Geschoss obenauf, mit Dachfenstern, falls vorhanden. Die Dachdämmung liegt in der Dachschräge. |
| Unbeheiztes Dachgeschoss | Nein | Ein Pufferraum über der obersten Geschossdecke. Diese Decke trägt die Dachdämmung, das Dach ist ungedämmt, und das Dachgeschoss ist undichter als das Haus. |
| Beheiztes Untergeschoss | Ja | Ein beheiztes Geschoss unter dem Erdgeschoss, mit erdberührten Wänden und erdberührter Bodenplatte. |
| Unbeheizter Keller | Nein | Ein Pufferraum unter dem Erdgeschoss. Die Wärme fließt durch die Kellerdecke. Er ist undichter als das Haus. |
| Garage, im Haus | Nur wenn beheizt | Aus dem Erdgeschoss herausgenommen (standardmäßig 30 m²). Sie teilt Wände mit dem Haus und ihre Decke mit dem darüberliegenden Geschoss. |
| Garage, angebaut | Nur wenn beheizt | Ein eigenes Volumen neben dem Haus. Sie teilt eine Wand und behält ihr eigenes Dach. Eine freistehende Garage teilt keine Fläche mit dem Haus, wählen Sie dann „keine“. |
Dachfenster sitzen in der Dachschräge und gehören zu einem beheizten Dachgeschoss. Das Modell platziert sie auf der Dachfläche, geneigt und in Richtung der Dachseite. Da sie zum Himmel geneigt sind, lassen sie im Sommer gewöhnlich mehr Sonne herein als ein gleich großes Fenster in einer Wand.
Luftaustausch zwischen Geschossen über das Treppenhaus
Beheizte Geschosse, zwischen denen sich Bewohner bewegen, sind durch eine Öffnung im Treppenbereich der Geschossdecke verbunden. Standardmäßig ist sie 3.5 m² groß. Das Modell lässt Luft zwischen den beiden Zonen strömen. Wir nennen das Treppenhauskopplung. Ein unbeheizter Keller, ein unbeheiztes Dachgeschoss und eine Garage werden über eine Tür oder Luke erreicht. Sie haben daher eine geschlossene Decke und tauschen Wärme nur durch Wärmeleitung aus, also durch das Material und ohne Luftaustausch zwischen den Bereichen.
Baujahr, U-Werte und Luftdichtheit
Das Baujahr wählt eine Zeile mit Standardwerten aus. Zurzeit beruhen sie unabhängig vom gewählten Land auf luxemburgischen Daten. Ersetzen Sie diese Werte, wenn Ihnen eigene Angaben vorliegen.
Die Luftdichtheit gibt an, wie viel Luft durch die Gebäudehülle dringt, wenn Fenster und Türen geschlossen sind. Ein Blower-Door-Test misst sie: Ein Ventilator in einer Tür hält das Haus auf 50 Pa, deutlich mehr als eine normale Windböe. n50 gibt an, wie oft pro Stunde die Leckagen das gesamte Luftvolumen des Hauses austauschen könnten. Ein niedrigerer n50-Wert bedeutet ein dichteres Haus.
| Baujahr | Wand | Dach | Boden | Fenster | n50 (1/h) |
|---|---|---|---|---|---|
| Ab 2017 | 0.18 | 0.15 | 0.25 | 0.95 | 0.8 |
| 2015 bis 2016 | 0.24 | 0.20 | 0.28 | 1.30 | 1.2 |
| 2008 bis 2014 | 0.32 | 0.25 | 0.30 | 1.50 | 2.5 |
| 2000 bis 2007 | 0.45 | 0.35 | 0.45 | 1.90 | 3.5 |
| 1980 bis 1999 | 0.60 | 0.40 | 0.50 | 2.00 | 5.0 |
| 1960 bis 1979 | 0.80 | 0.50 | 0.60 | 2.50 | 6.0 |
| Vor 1960 | 1.50 | 1.20 | 0.90 | 3.50 | 10.0 |
Die U-Werte sind in W/m²K für ein freistehendes Haus angegeben. Bei Doppelhaushälften und Reihenhäusern unterscheidet sich nur der n50-Wert geringfügig. Der Standard-g-Wert beträgt für alle Baujahre 0.5: Die Hälfte der Sonnenenergie, die das Glas erreicht, gelangt hindurch.
Fenster und Ausrichtung
Fenster werden je Fassadenseite beschrieben: Norden, Osten, Süden und Westen. Das Modell setzt die Fensterfläche jeder Seite ins Verhältnis zur Wandfläche und wendet dieses Verhältnis auf die Wände derselben Seite an. Einzelne Fenster werden nicht platziert. Jedes Fenster gilt als ein Element mit Ihrem U- und g-Wert, ohne einzelne Scheiben zu unterscheiden.
Der Kompass im Schritt Gebäudehülle fragt, wo geografisch Nord auf Ihrem Grundriss liegt. Das Modell dreht das ganze Haus um diesen Winkel zur Sonne. Dadurch ändern sich sowohl die winterliche Sonneneinstrahlung durch die Fenster als auch das Risiko sommerlicher Überhitzung.
Grenzen des Modells
- Der Grundriss wird als quadratischer Block dargestellt. Jedes Geschoss hat die Grundfläche des Erdgeschosses. Entscheidend ist das Innenluftvolumen jedes Geschosses. Ein unregelmäßiger Grundriss lässt sich daher als einfache Box mit ungefähr passenden Länge, Breite und Höhe zusammenfassen. Wählen Sie Maße, die Wohnfläche und Geschosshöhe abbilden, damit auch das beheizte Luftvolumen stimmt. Die Außenwandfläche der Box unterscheidet sich etwas von Ihren echten Wänden. Wenn jedes Fenster der tatsächlich passenden Fassadenseite zugeordnet ist, ist die Simulation dennoch brauchbar.
- Die Dachform ist vereinfacht. Dachgeschoss und unterirdische Ebene sind Volumen auf der Hausgrundfläche und nicht im Detail gezeichnet.
- Jede Außenwand grenzt an die Außenluft. Eine gemeinsame Wand zum Nachbarhaus wird bei Doppelhaushälften und Reihenhäusern nicht als solche modelliert.
- Fenster werden als Gesamtfläche je Fassadenseite erfasst. Dachüberstände, Balkone, Bäume und Nachbargebäude verschatten sie nicht.
- Für jeden Bauteiltyp gilt im ganzen Haus ein U-Wert. Wärmebrücken, also Stellen, an denen Wärme die Dämmung über die Konstruktion umgeht, werden nicht einzeln modelliert.
- Das Modell kann nicht feststellen, ob ein Wandaufbau bauphysikalisch geeignet ist oder Kondensationsrisiken birgt.