Normen Design Vergleich
Die Anzahl und der Umfang von Normen wächst ständig und vergrößert sich. Es ist eine Wissenschaft für sich, dass ein Planer alle Normen so gut kennt und weiß, welche er zu welchem Zweck anwenden darf und muss. Dabei muss er auch sicherstellen, dass er auch immer über die Änderungen Bescheid weiß. Leider wird häufig nur die Erfüllung der einzelnen Nachweise gesammelt und dokumentiert.
Das Verstehen von Ursache und Wirkung sowie von Wechselwirkungen und das Erkennen, dass eine kleinere wirtschaftlichnachhaltige Dimensionierung sicher ausreichend ist, wird nicht ermöglicht. Schlimmer noch, die Normen-Verfahren können kaum noch auf Plausibilität geprüft werden.
Insbesondere die Dimensionierung von Wärmepumpen geschieht auf Basis einer zu großen überdimensionierten Heizlast vom Gebäude und ist dann häufig so groß, dass sie sehr schnell den Bereich bis zur Modulationsgrenze verlässt und dann taktet. Das erhöht den Verschleiß und die CO2-Belastung und reduziert die Effizienz. Anschaulich kann man das bei einem Streichholz beobachten, welches erhöhte Emissionen beim Anzünden und beim Auspusten hat. Je häufiger diese Phasen nötig sind, desto schlechter ist es für jede Erzeugerkomponente.
Deutschland
Deutschland hat seine eigenen Vorschriften und Vorgaben für Rechenverfahren, um Komponenten zu dimensionieren. Die Grundlagen der Physik und Mathematik sind weltweit identisch.
Die Normen- und Richtlinien-Ausschüsse gestalten die jeweiligen Vorgaben isoliert voneinander, je nachdem ob ein Spitzenwert für eine bestimmte Jahreszeit oder eine Energie erreicht werden soll. Darüber hinaus sind die Rechenverfahren für Heizung und Kühlung und Energie unterschiedlich.
Die Heizlast nach DIN EN 12831 [DIN 12831, 2025] rechnet für einen unbestimmten Zeitpunkt im Winter aus nur den Verlusten durch Transmission von Konstruktionen und Lüftung gegenüber Außenluft eine zeitgleiche maximale Heizleistung für Räume und das gesamte Gebäude aus. Der Planer erhält keine Aussage über Heizenergie und Teillast mit stündlicher Häufigkeitsverteilung zu anderen Zeitpunkten im Winter.
Die Kühllast nach VDI 2078 [VDI 2078, 2015] ermittelt aus einem extremen Sommer-Tagesgang, der am Ende dreimal hintereinander gesetzt wird, die sich aufschaukelnde maximale Kühlleistung für Räume und das gesamte Gebäude aus. Der Planer erhält keine Aussage über Kühlenergie und Teillast mit stündlicher Häufigkeitsverteilung zu anderen Zeitpunkten im Sommer.
Die Jahresenergie nach DIN 18599 [DIN 18599, 2025] versucht, monatliche Ergebnisse für Heiz- und Kühlenergie durch Eingabe von Tagessummen der Nutzung und monatlichen Klimadaten mit geschätzten monatlichen Nutzungsgraden von Fremdwärme durch Personen, Geräten und Beleuchtung sowie solaren Wärmeinträgen durch die Fenster in Nutzungszonen und für das gesamte Gebäude zu ermitteln. Der Planer erhält keine Aussage über Teillast mit stündlicher Häufigkeitsverteilung zu anderen Zeitpunkten im Jahr.
Der sommerliche Komfort nach DIN 4108 Teil 2 [DIN 4108 Teil 2, 2023] bewertet ausgewählte Räume ohne aktive Kühlung, ob sie im Sommer nicht zu stark überhitzen. Neben einem Kennwertverfahren soll man auch durch eine stündliche jährliche Simulation die Überhitzungsgradstunden ermitteln und bewerten.
Die Ergebnisse sind jeweils isoliert ermittelt und sind untereinander nicht vergleichbar, da sie auf unterschiedlichen Randbedingungen und Rechenmethoden basieren.
Die Methode Building Design Days + Energy schafft eine einheitliche Grundlage auf Basis der Physik und den bisher in den Normen verwendeten mathematischen Formeln. Die Unterschiede für bestimmte Ziele werden allein durch Randbedingungen festgelegt. Durch Design Faktoren wird festgelegt, welche Anteile in welcher Stärke für die Dimensionierung verwendet werden sollen in Verbindung mit Climate Design Days für die verschiedenen Regionen.
Beispielsweise macht eine Vereinfachung durch Weglassen von real vorhandenen Einflüssen im Winter keinen Sinn, wenn man diese in der Eingabe für den Sommer berücksichtigt und deshalb eingeben muss.
- Die Methode BDD+E löst das Weglassen von vorhandenen Einflüssen für einen Norm-Nachweis durch Design-Faktoren. Diese Faktoren können die Berücksichtigung beispielsweise bei der Heizlast von interner Wärme durch Personen, Geräte und Beleuchtung jeweils auf 0% Anteil setzen.
- Die Norm könnte aber in Zukunft auch einen sicher vorhandenen Anteil von 35% ansetzen. Oder der Planer könnte einen anderen Anteil ausprobieren und transparent mit dem Bauherrn vereinbaren.
Europa
Jedes Land hat seine eigenen Vorschriften und Vorgaben für Rechenverfahren, um Komponenten zu dimensionieren. Die Grundlagen der Physik und Mathematik sind weltweit identisch.
Europäische Normen werden gemeinsam gestaltet und danach von jedem Land in eine nationale Version übersetzt. Damit wird das Ziel verfolgt eine Gleichheit in Inhalt und Anwendung zu erreichen.
Unterschiedlich sind nur die Randbedingungen, hauptsächlich das Außenklima, die unterschiedliche Berücksichtigung von Beiträgen, die zu einer Reduktion oder zu einer Erhöhung der Zielgröße führen und die typischen Bauweisen der Gebäude sowie die Nutzung der Räume und die eingesetzten Energieträger zur Stromproduktion. Zur Dimensionierung werden aus dem Außenklima häufig rückwärts gerichtet extreme Spitzenwerte zur Sicherheit gewählt. Der Klimawandel zwingt uns aber auch nach vorne in die Zukunft zu schauen, denn die Gebäude werden in der Zukunft genutzt und betrieben.
Die Methode Building Design Days + Energy schafft eine einheitliche Grundlage auf Basis der Physik und den bisher in den Normen verwendeten mathematischen Formeln.
Das jeweilige Land braucht nun nur noch die Unterschiede der Randbedingungen für bestimmte Ziele festzulegen. Bei der Methode BDD+E werden die Climate Design Days für die verschiedenen Regionen erstellt und dazu wird über die Design Faktoren festgelegt, welche Anteile in welcher Stärke für die Dimensionierung verwendet werden sollen.
Die Vorteile für die Planer sind, dass sie nur durch Wechseln der Randbedingungen in jedem europäischen Land nach den dort geltenden Normen eine Bewertung durchführen können. Darüber hinaus können sie auch mit eigenen Design-Faktoren eine vielleicht noch nachhaltigere Lösung im Vergleich kommunizieren.
Da die Berechnungen für Heizung und Kühlung hinsichtlich Leistung, Häufigkeiten und Energie auf derselben mathematischen Grundlage basieren, ist es ausreichend, für einen Vergleich nur noch die Unterschiede der Randbedingungen zu bewerten und zu dokumentieren. Die transparente Darstellung ermöglicht das Erkennen von Ursache (Eingabe) und Wirkung (Ergebnis) als Basis für Entscheidungen zur Dimensionierung.
Weltweit
Jedes Land hat seine eigenen Vorschriften und Vorgaben für Rechenverfahren, um Komponenten zu dimensionieren. Die Grundlagen der Physik und Mathematik sind weltweit identisch.
Die Methode Building Design Days + Energy kann weltweit angewendet werden (siehe bei Europa).