Einfluss der Wärmespeicherfähigkeit auf Heizwärmebedarf und thermischen Komfort

Anhand eines Einfamilienhauses und eines Mehrfamilienhauses wird mithilfe dynamisch-thermischer Simulationsberechnungen der Einfluss der Wärmekapazität der Außen- und Innenbauteile auf den Nutzenergiebedarf für Heizen einerseits und den sommerlichen Temperaturkomfort andererseits aufgezeigt. Hierbei werden baupraktische Wand-, Decken- und Bodenkonstruktionen jeweils in einer Ausführung in Kalksandstein (schwere Bauart) bzw. Holz (leichte Bauart) zugrunde gelegt und es werden die Fälle mit und ohne nächtliche Temperaturreduktion betrachtet. Das Wärmeschutzniveau wird dabei in drei Varianten entsprechend den Niveaus EnEV 2016, KfW-Effizienzhaus 55 sowie KfW-Effizienzhaus 40 gewählt. Die Nutzungsrandbedingungen entsprechen soweit möglich den Vorgaben gemäß DIN V 4108-6, DIN V 18599-10 und DIN 4108-2; für die Klimarandbedingungen wird generell der Klimadatensatz TRY04 (Potsdam, Normaljahr) zugrunde gelegt.
Es zeigt sich, dass eine schwere Bauart Vorteile sowohl hinsichtlich des Nutzenergiebedarfs Heizen als auch besonders hinsichtlich des thermischen Komforts im Sommer aufweist. Die ermittelten Einsparungen an Heizwärme betragen abhängig von der Gebäudegeometrie, dem Wärmeschutzniveau und den Nutzungsrandbedingungen (Nachtabsenkung) bis zu 4 %, ein thermischer Komfort im Sommer lässt sich im Vergleich zur leichten Bauart auch ohne Kühlung relativ leicht bewerkstelligen, ebenso wie die Einhaltung der gesetzlichen Mindestanforderungen.

Impact of the heat storage capacity on heating demand and thermal comfort.
Dynamic simulations for a single-family house and a multi-family house are used to demonstrate the impact of the heat storage capacity from external and internal constructions on the heating demand and the thermal comfort during summer periods. For a heavy (calcium silicate masonry) and a lightweight situation (wood) typical constructions for walls, ceilings and floors are investigated and the calculations distinguish between with and without nighttime temperature reduction. The following three different levels of thermal insulation of the buildings envelopes are taken into account: “EnEV 2016”, “KfW Efficient House 55” and “KfW Efficient House 40”. As far as possible, the calculations are based on the criteria and boundary conditions of DIN V 4108-6, DIN V 18599-10 and DIN 4108-2. As climate file the actual TRY-data for Potsdam (TRY04) is used.
It is shown that the heavy constructions provide certain advantages both concerning the heating demand as well as especially regarding the thermal comfort in summer periods. Depending on the buildings geometry, the insulation level and the boundary conditions (nighttime temperature reduction) the heating demand savings compared to the lightweight situation reaches up to 4 %. Regarding the thermal comfort in summer periods, it is quiet easy for the heavy situation to ensure summer heat protection and minimum requirements without active cooling.