Hier wird der Energiebedarf des Gebäudes für Heizung, Warmwasser, Strom und Kälte über das gesamte Jahr ermittelt und dargestellt. Dies kann über zwei verschiedene Wege passieren. Entweder der Bedarf wird aus den Gebäudedaten (Geometrie, Schichtaufbau der Mauern, g-Wert der Fenster etc.) und den Klimadaten stündlich simuliert, oder der Energiebedarf wird importiert. Für eine Feinanpassung kann der so ermittelte Wert dann noch skaliert werden.
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Simulation des Bedarfs
Bevor die Berechnung gestartet werden kann, müssen folgende Grundvoraussetzungen erfüllt sein:
- Klimareferenzort ist ausgewählt
- Es existiert ein Gebäude, das Geschosse und Räume besitzt
- Räume haben Bauteile (z.B. Wände, Fenster) und die Bauteile einen Aufbau (z.B. Schichten, g-Werte für Fenster) mit Bezug zum Bauteilkatalog
- Alle erforderlichen Maße und Orientierungen sind eingegeben
- Das Gebäude ist zoniert, jeder Raum ist einer Zone zugewiesen. Durch die Zonen bzw. Nutzungsprofile ist auch das Nutzungsverhalten festgelegt
Wird beim Berechnungsstart festgestellt, dass die Voraussetzungen nicht erfüllt sind, so wird keine Berechnung vorgenommen. Sind die Voraussetzungen erfüllt, können folgende Werte berechnet werden:
Die primären Berechnungsergebnisse stellen die erforderliche Heiz- und Kühlleistung dar, die von einer Heizungs- bzw. Kühlanlage zu erbringen ist, damit das gewünschte Temperaturverhalten gewährleistet ist. Die Heiz- bzw. Kühlleistung wird in diesem Zusammenhang auch als "Heizlast" bzw. "Kühllast" bezeichnet.
Die Berechnung findet immer für das ganze Jahr statt. Das Programm benutzt/generiert automatisch die äußeren Bedingungen (Sonneneinstrahlung und Außenlufttemperatur). Dabei handelt es sich um durchschnittliche Werte, die aus den Klimadaten der letzten Jahre berechnet werden. Die Quelle der Klimadaten kann in der Ansicht Klimadaten ausgewählt werden. Das bedeutet, dass das Programm nicht sicherstellt, dass das gewünschte Temperaturverhalten auch in "extremen" Jahren (z.B. besonders warmer Sommer bzw. kalter Winter) eingehalten wird.
Wenn die Innenbauteile (Wand, Decke, Fußboden) nur zu einem Raum gehören, findet kein thermischer Ausgleich mit den Nebenräumen statt. Räume mit solchem Aufbau sind bezüglich der Innenbauteile in sich geschlossen, d.h. der Wärmeaustausch erfolgt nur über die Außenwand/Außenwände. So ein thermisches Verhalten ist nicht realitätsnah, deshalb sollte bei jedem Innenbauteil auch der Nachbarraum angegeben werden. Tabellarisch erfolgt dies in der Gebäudeeingabe unter "Bauteile (Räume)" in der Spalte "Gehört auch zum Raum". Bei Gebäuden aus HotCAD erfolgt die Zuweisung automatisch.
Import des Bedarfs
Über die Schaltfläche "Importieren" können Daten aus einer Datei im .csv- oder .txt-Format für den Energiebedarf eingelesen werden.
Die erfassten Profile des Projektes werden nicht berücksichtigt, wenn Daten importiert wurden. Wählen Sie die Datei im nachfolgenden Dialogfenster aus. Legen Sie im Fenster "CSV-Import" das Datenformat für die Übernahme fest:
- Anzahl der Kopfzeilen
- Trennzeichen
- Dezimal-Trennzeichen
In den Auswahlboxen über der Tabelle ordnen Sie den Inhalt der jeweilen Spalten den Profilen zu.
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| Nicht alle Werte müssen zwingend gesetzt sein. |
Zur Auswahl stehen hier:
In der Tabelle sind an den entsprechenden Positionen die Haken in der Spalte "Importiert" gesetzt, wenn eine Datei eingelesen wurde. Wenn Sie nach dem Import doch die Werte aus den erfassten Gebäudedaten und Profilen berechnen wollen, müssen Sie zuerst die Haken in der Spalte "Importiert" entfernen.
Skalierung des simulierten bzw. importierten Bedarfs
Nach der Simulation bzw. dem Import kann der Bedarf auch skaliert werden, d. h. die gegebene Linie wird unter Beibehaltung des Jahresverlaufs so angepasst, dass der Jahresenergiebedarf bzw. die maximale Last einem eingegebenen Wert entspricht. Dies geschieht in der Tabelle durch Setzen des Häkchens bei manuelle Eingabe. Für die Heizung kann der Bedarf hier auf verschiedene Wege ermittelt werden, nämlich aus der der Heizlast, dem Jahresenergiebedarf oder durch Abschätzung aus dem Verbrauch.
Ergebnisdarstellung
Die ermittelte Lasten werden in einer Jahresdauerlinie grafisch dargestellt. Das heißt, es werden die Lasten über die Gesamtstunden des Jahres aufgetragen. Daraus lässt sich erkennen, für wie viele Stunden im Jahr eine bestimmte Last vorliegt. Die grafische Darstellung der Jahresdauerlinie enthält Daten zu:
Die einzelnen Grafen können über Checkboxen ein- oder ausgeblendet werden. Klicken Sie auf das Diagramm, kann mit dem Mausrad die Auflösung der grafischen Darstellung verändert werden.
Beispiel einer Jahresdauerlinie. Hier liegt für knapp 500 Stunden im Jahr eine Heizlast (rote Linie) von mindestens 7 kW vor und für weitere 500 Stunden eine Last zwischen 5,3 und 7 kW.ここでは建物の暖房、給湯、電気供給、冷房のための年間エネルギー需要が算出され、表示されます。これには2つの算定方法があります。建物データ（形状、壁の層構造、窓のG値など）と気象データから時間別の需要をシミュレートする方法と、エネルギー需要をインポートする方法です。この方法で判定された値をさらに増減して、微調整を行うこともできます。
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需要のシミュレーション
計算を開始する前に、以下の基本的な前提条件を満たす必要があります。
- 気象の基準となる立地が選択されていること
- 複数の階と部屋をもつ建物であること
- 部屋は建築部材（壁、窓など）をもち、建築部材は建築部材カタログと関連づけられた構造（層構造、窓のG値など）をもつこと
- 必要な寸法と方位がすべて入力されていること
- 建物にゾーンが設定されており、各部屋が相応のゾーンに割り当てられていること。ゾーンまたは使用プロファイルによっても、使用形態が異なってきます。
計算の開始時に上記の前提条件が満たされていないと判定されると、計算は実行されません。前提条件が満たされている場合は、以下の値を計算できます。
1次計算により、必要な冷暖房容量が求められます。設定した温度状態を確保するために、計算された冷暖房容量が冷暖房システムにより供給されなければなりません。冷暖房容量は、それぞれの文脈で「暖房負荷」または「冷房負荷」とも呼ばれます。
この際、計算されるのは年間容量だけです。プログラムは屋外の条件（日射量および外気温）を自動的に生成し、使用します。これらは前年の気象データから計算された平均値です。気象データの情報源は、「気象データ」ビューで選択できます。つまり、「異常気象」と言われる年（特に暑夏年や寒冬年など）でも設定の温度状態を維持することは、プログラムで保証されません。
室内の建築部材（壁、天井、床）が1つの部屋に限定される場合、隣接する部屋とは熱平衡状態になりません。そのような構造の部屋は、室内の建築部材については独立した状態にあり、そこでは外壁を介してのみ熱交換が行われます。そうした熱の動態は現実に近いものではありません。したがって、室内の建築部材ごとに、隣接する部屋を指定する必要があります。この指定は表形式で行い、建物の入力のところで「建築部材（部屋）」の「隣接部屋」列から選択します。HottCADで作成した建物の場合、この割り当ては自動的に行われます。
需要のインポート
「インポート」ボタンを使用して、エネルギー需要のデータをCSV形式またはテキスト形式でインポートできます。
データがインポートされた場合、取り込んだプロジェクトのプロファイルは考慮されません。次のダイアログボックスでファイルを選択します。「CSV形式でインポート」ウィンドウでインポートのデータ形式を指定します。
- 見出し行の行数
- 区切り文字
- 小数点
表の上にある選択ボックスで、それぞれの列の内容をプロファイルに割り当てることができます。
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必ずしもすべての値を設定する必要はありません。 |
ここでは次を選択できます。
ファイルがインポートされると、表の「インポート完了」列の該当する項目にチェックマークが付きます。インポートの後に、入力した建物データとプロファイルから値を計算する場合は、まず「インポート完了」列のチェックマークを外す必要があります。
シミュレートまたはインポートした需要の値を増減する
シミュレーションまたはインポートした後でも、需要を増減することができます。つまり、年間のエネルギー需要または最大負荷が入力値に対応するように年間推移を維持しながら、指定した行を調整できます。この調整を行うには、表の手動入力のボックスにチェックマークを付けます。暖房需要は異なる方法で算定します。つまり、暖房負荷、年間エネルギー需要、または推定消費量によって求めます。
結果の表示
算定された負荷は年間グラフで表示されます。つまり、負荷は年間の合計時間をプロットして図示されます。この図からは、特定の負荷が年間に何時間存在するかを読み取ることができます。以下の項目について、年間時間数を図示することができます。
チェックボックスのチェックを付けたり、外したりすることで、各データの線を表示または非表示にすることができます。図中でクリックすると、マウスホイールを使いグラフ表示を拡大縮小できます。
上記は年間時間数を図示したものです。この図では、7 kW以上の暖房負荷（赤線で図示）が年間500時間近く、5.3 kW～7 kWの暖房負荷が同じく500時間存在することが分かります。