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Überhitzung vermeiden

Dieser Artikel wurde aus dem Leitfaden Overheating in Dwellings extrahiert, der im Juni 2016 auf BRE Buzz veröffentlicht wurde. Mit freundlicher Genehmigung von BRE.

Es wurde geschrieben von:

  • Andy Dengel (BRE)
  • Mich Swainson (BRE)
  • David Ormandy (Warwick Medical School, Universität Warwick - BRE Trust Research Fellow)
  • Véronique Ezratty (Service des Etudes Médicales, EDF, Levallois-Perret, Frankreich)

Sie können das vollständige Dokument hier herunterladen.


Einführung

Aufgrund der Komplexität der Wärmeübertragung und der Dynamik der Wärmespeicherung in Verbindung mit der Notwendigkeit, eine Reihe verschiedener Wärmeabführungsmaßnahmen zu bewerten, kann keine einzige Lösung als Lösung für alle Fälle von überschüssiger Wärme angesehen werden. Darüber hinaus wird die Angemessenheit vieler Lösungen zwischen verschiedenen Gebäuden unterschiedlich sein, da beispielsweise die Kosten, Planungsbeschränkungen usw. einige Lösungen für einige Gebäude unangemessen oder übermäßig teuer machen können. Folgendes sollte berücksichtigt werden:

Isolierung

Die zusätzliche Wärmedämmung der Wände und des Dachbodens (Dach) trägt dazu bei, den Sonnengewinn durch die Struktur zu verhindern. Die Isolierung von Außenwänden ist jedoch für solide Wandkonstruktionen problematisch, insbesondere dort, wo die Wohnung an den Bürgersteig angrenzt (wie dies bei vielen englischen Terrassen in städtischen Gebieten der Fall ist).

Wenn ein Wärmegewinn aus kommunalen Heizsystemen besteht, müssen die Isolierung der Rohrleitungen, die Reduzierung der Kesselvorlauftemperaturen und die Belüftung von Betriebslücken (Räume innerhalb des Gebäudes, in denen Rohrleitungen für die Rohrleitungen wie Gas, Strom, Wasser und Entwässerung vorgesehen sind) berücksichtigt werden .

Beschattung, Reflexion und Schutz

Es gibt verschiedene Optionen zum Schattieren, um den Sonnenwärmegewinn durch die Fenster nach Süden bis Westen zu begrenzen. Interne Fensterläden können einen gewissen Schutz bieten, ebenso wie Vorhänge. Es ist jedoch vorzuziehen, einen äußeren Schutz vorzusehen, um das Sonnenlicht in das Gebäude zu verhindern.

Der äußere Schutz kann durch eine Brise-Soleil oder eine Markise gewährleistet werden. Diese sind am besten für nach Süden ausgerichtete Fenster und Wände geeignet und bieten Schutz vor starker Sonneneinstrahlung. Die vertikale Beschattung eignet sich für Fenster, die nach Osten oder Westen ausgerichtet sind, und bietet Schutz vor niedriger Sonneneinstrahlung.

Außenjalousien (z. B. Rollos) und Rollläden bieten den meisten Schutz, haben jedoch den Nachteil, dass sie das Tageslicht und die Sicht nach draußen einschränken.

Mittel zur Belüftung

Idealerweise sollte die Belüftung passiv sein, so dass keine zusätzliche Energie für Lüfter oder Klimaanlagen benötigt wird. Ein Nachteil der Abhängigkeit von Ventilatoren oder irgendeiner Form eines mechanischen Systems besteht darin, dass sie Energie verbrauchen, was dazu führen kann, dass sie für Wohnungen, die von einem Haushalt mit niedrigem Einkommen belegt werden, keine gangbare Option darstellen.

Bei Wohnungen im Erdgeschoss und in Mehrfamilienhäusern mit Fenstern, die Zugang zu Balkonen haben, in denen ein Sicherheitsbedarf besteht, und bei Wohnungen an lauten Orten ist das Öffnen des Fensters möglicherweise nicht praktikabel oder zweckmäßig. An solchen Orten kann ein wirksames mechanisches Belüftungssystem erforderlich sein. Was auch immer das System sein sollte, es sollte in der Lage sein, die für die Entlüftung erforderliche hohe Luftwechselrate zu erreichen, ohne die Bewohner zu beeinträchtigen, dh es muss akustisch gedämpft und entsprechend dimensioniert werden.

Wenn allein die Sicherheit ein Problem ist, besteht die Option zur Sanierung in der Installation von Fenstern, die feste, feststehende Lamellen enthalten.

Besatzung

Um den Wärmegewinn zu begrenzen und die Innentemperaturen zu senken, ist eine aktive Beteiligung der Bewohner erforderlich. Dies schließt den Einsatz aller Mittel zur Sonnenbeschattung und das Verständnis der geeigneten Tages- und Nachtbelüftung ein.

Wenn möglich, können die Bewohner in einem kühlen Raum, z. B. einem nach Norden ausgerichteten Raum, innerhalb der Wohnung (oder des Gebäudes) Entlastung und Kühlung erhalten. Es hat sich jedoch als schwierig herausgestellt, das Verhalten zu beeinflussen.

Natürliche Belüftung

Belüftung während des Tages durch Öffnen von Fenstern ist nur sinnvoll, wenn die Außentemperatur niedriger ist als die Innenraumtemperatur. Belüftung bei Nacht mit hohen Luftwechselraten, um warme Raumluft durch kühlere Außenluft zu ersetzen, ist wichtig, um sicherzustellen, dass die Bewohner schlafen und die in den vorangegangenen Tagen aufgeheizte Wärme freigesetzt wird.

Typische Hintergrundbelüftungsraten in Wohngebäuden in Großbritannien sind ungefähr 0, 5 Luftwechsel pro Stunde (Ach). Viele mechanische Lüftungssysteme können die Belüftung verbessern. Messungen vor Ort haben ergeben, dass dies nur eine Steigerung um 25 bis 50% sein kann. Eine Verdopplung der Ventilationsrate auf 1 Minute wäre für ein typisches mechanisches System sehr ungewöhnlich.

Die Spülbelüftung wird als mindestens vier Mal angesehen, dh achtmal höher als die normale Hintergrundbelüftungsrate, die kein mechanisches System erreichen kann, wenn dies nicht ausdrücklich dafür vorgesehen ist. Das Erreichen einer Spülbelüftung durch sich öffnende Fenster setzt voraus, dass die Fenster weit geöffnet sind.

Luftbewegung

Wie bereits erwähnt, wird neben der Lufttemperatur auch das Risiko einer Überhitzung durch andere Faktoren beeinflusst, darunter auch die Luftbewegung. Luftbewegungen helfen dem Körper, sich durch Verdunstung abzukühlen, abhängig von der relativen Luftfeuchtigkeit.

Es gibt Studien und eine aktuelle Übersicht über die Wirksamkeit von Ventilatoren zur Bereitstellung von Luftbewegung während Hitzewellen (Gupta et al., 2012), und eine kürzlich durchgeführte Studie mit acht gesunden Männern stellte fest, dass Ventilatoren während heißer und feuchter Perioden wirksam waren (Ravanelli et al 2015). Lüfter ersetzen jedoch nicht die Anforderung einer ausreichenden Belüftung.

Komfortkühlung

Die Installation eines Komfortkühlsystems ist im Hinblick auf die Lösung eines Überhitzungsproblems eine ausfallsichere Lösung, da unabhängig von der Größe des Problems ein ausreichend großes System installiert werden kann. Diese Lösung sollte jedoch nur in Betracht gezogen werden, wenn alle Maßnahmen zur Minimierung des Wärmegewinns ergriffen wurden und die verbleibenden Optionen für die Wärmeabgabe möglicherweise nicht ausreichen, um eine sichere innere Umgebung zu schaffen.

Kühlsysteme sind nicht zu 100% zuverlässig und die Auswirkungen eines Ausfalls auf die Insassen müssen berücksichtigt werden. Jedes mechanische System hat laufende Wartungs- und Betriebskosten. Allein diese Tatsachen machen diese Option möglicherweise für Haushalte mit geringem Einkommen ungeeignet.

Die umfassenderen Auswirkungen auf die lokale Umgebung müssen auch in Betracht gezogen werden, da die von einem Haushalt abgegebene Wärme dazu führt, dass die Lufttemperatur in der lokalen Mikroumgebung tendenziell ansteigt, was das Risiko einer Überhitzung in benachbarten Haushalten erhöht. Diese Systeme können auch beim Betrieb erhebliche Geräusche erzeugen, und dies ist möglicherweise nicht akzeptabel für benachbarte Haushalte, die nachts Fenster öffnen, um den Wärmestau abzulehnen.

Bewertung der potenziellen Wirksamkeit von Abhilfemaßnahmen

Gegenwärtig gibt es keine großen Belege dafür, dass verschiedene Abhilfemaßnahmen zur Überwindung von Überschusshitze ergriffen wurden. Die Zahl der Fälle nimmt zu, und es werden Abhilfemaßnahmen ergriffen, doch es wird einige Zeit dauern, bis ein "Katalog" von Lösungen verfügbar ist, der auf seine Eignung für jeden Fall von übermäßiger Wärme hin überprüft werden kann.

In Ermangelung dieser Wissensbasis wird vorgeschlagen, eine Mischung aus Beurteilungen und mathematischen Modellen zu verwenden, um die Wirksamkeit einer bestimmten Kombination von Abhilfemaßnahmen zu bewerten.

Wenn die Quelle der Wärmegewinne zum Beispiel sehr klar identifiziert werden kann; schlecht gesteuerte Speicherheizungen und Gewinne durch schlechte Wärmedämmung der Warmwasserspeicher, dann können die Abhilfemaßnahmen eindeutig identifiziert werden, ohne dass weitere Bewertungen erforderlich sind.

Wenn jedoch die Quelle der Wärmegewinne weniger klar ist und nicht weitgehend beseitigt werden kann, muss die Wirksamkeit der Verringerung der Gewinne in Verbindung mit der zunehmenden Wärmeabgabe bewertet werden. Dies erfordert, dass die Bewertungsmethode die Dynamik der thermischen Prozesse in der Wohnung und ihres umgebenden Mikroklimas erfasst. Es wird vorgeschlagen, dass dies nur durch vollständige dynamische Modellierung effektiv durchgeführt werden kann.

Bei der Modellierung muss mit großer Sorgfalt vorgegangen werden, um sicherzustellen, dass ausreichend Details verwendet werden, um die Dynamik der Schlüsselelemente des Gebäudes genau zu erfassen. Es sollte jedoch nicht zu einer Übung zur Modellierung aller Details werden. Eine zu komplizierte Modellierung wird die Zeit und die Kosten für die Modellierung erheblich erhöhen. Das Hauptziel der Modellierung besteht darin, die relative Effektivität einer Reihe von Lösungsansätzen sowohl einzeln als auch in Kombination miteinander bewerten zu können.

Auf diese Weise kann eine Lösung identifiziert werden, die für eine Wohnung geeignet ist, die sich erheblich von der geeigneten Lösung für die angrenzende Wohnung unterscheiden kann, beispielsweise mit einer anderen Ausrichtung.

Wärmeübertragungsprozess

Wärmequellen gewinnen

Mögliche Maßnahmen zur Minimierung des Wärmegewinns

Thermische Masse und die Wirksamkeit der Nachtlüftung

Wenn 0, 5 ach = 25 l / s und die Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Außenluft wie oben ist, ist die Kühlleistung nachts 300 W. Bei 4 ach ist die Kühlleistung 2.400 W.

Nützliche Werte für die Wärmeabgabe treten nur auf, wenn die Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Außenluft signifikant ist. Daher werden Gewinne tagsüber nicht zurückgewiesen, sondern führen dazu, dass die Lufttemperatur über die Außentemperatur steigt. Wärme wird auch in der Baumasse gespeichert.

Typische innere Wärmeentwicklung:

  • Warmwasserspeicher 3, 0 kWh / Tag = 125 W (kontinuierlich).
  • Insassen jeweils 60-80 W (kontinuierlich).
  • Kühl- / Gefrierschrank bis 2, 0 kWh / Tag = 83 W (kontinuierlich).
  • Kochen 1, 6 kWh / Tag (intermittierend).
  • Leuchtet 30-200 W (intermittierend).
  • IT und Audio / visuell bis 250 W (intermittierend).

Diese Zahlen zeigen deutlich, dass eine normale Hintergrundbelüftung bestenfalls nur fortlaufende Wärmegewinne abweisen kann, nicht die in der thermischen Masse des Gebäudes gespeicherte Wärme.

Jüngste Daten zu den internen Wärmegewinnen für britische Wohnungen


-BRE Buzz

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