Kühllastberechnung-Faustformel – Kühlleistung richtig berechnen
Ein wohltemperiertes Raumklima ist der entscheidende Faktor für hohen Arbeits- und Aufenthaltskomfort in Gebäuden. Gleichzeitig wird ein effizientes Energiemanagement in Zeiten knapper Ressourcen und steigender Durchschnittstemperaturen entscheidend für nachhaltige Gebäudeplanung. Auch aufgrund neuer Verordnungen ist ein effektives Kühllastberechnungs-Programm absolute Notwendigkeit. Dennoch kann die Kühllastberechnungs-Faustformel eine erste Übersicht über die voraussichtlich benötigte Kühlleistung bieten.
An kalten Wintertagen sorgt eine sorgfältig geplante Heizungsanlage für effizient beheizte Räume, im Sommer gewährleistet die korrekt konzeptionierte Klimaanlage angenehme Kühle und das trotz der erhöhten solaren Einstrahlung. In beiden Fällen hilft ein Kühllastberechnungs-Programm bei der Dimensionierung entsprechender Anlagen.
Grundlage dafür ist eine präzise Kühllastberechnung im Vorfeld. Nur so lässt sich die zur Erreichung der gewünschten Temperatur benötigte Leistung bestimmen. Dabei gilt es einige essenzielle Faktoren, Richtlinien und Parameter zu beachten. In diesem Artikel schlüsseln wir die wesentlichsten Elemente detailliert auf.
Das Wichtigste im Überblick
- Mit einem Kühllastberechnungs-Programm lässt sich die benötigte Kühllast eines Gebäudes berechnen
- Maßgeblich für die detaillierte Rechnung in Räumen und Gebäuden ist die Richtlinie VDI 2078
- Vereinfachte Überschlagsrechnungen geben einen groben Überblick über die benötigte Leistung
Was genau versteht man unter Kühllast und welche Arten gibt es?
Die Kühllastberechnung ist ein Verfahren, das Planern und Handwerkern dabei hilft, die passende Leistung von Kältegeräten zu ermitteln. Dabei werden die Vorgaben der Richtline VDI 2078 zur „Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen (Auslegung Kühllast und Jahressimulation)“ berücksichtigt.
Die Richtlinie ist zwar nicht gesetzlich bindend, hat sich in der Praxis aber bewährt und fasst alle maßgeblichen Regeln und Empfehlungen des aktuellen Technikstands zusammen.
Die Kühllastberechnung nach VDI 2078 ermöglicht eine umfassende Berechnung der Kühllast, Raumlufttemperatur und operativen Raumtemperaturen aller Räume, unabhängig von deren Klimatisierung. Dabei werden sämtliche Faktoren, die das thermische Raumverhalten beeinflussen, berücksichtigt. Diese Richtlinie bietet somit eine zuverlässige Grundlage für eine effektive Raumklimatisierung und sorgt für ein angenehmes Raumklima.
Die Kühlleistung wird in Europa dabei in Kilowatt (kW) angegeben, einige außereuropäische Hersteller nutzen die Leistungsangabe in BTU. 1000 BTU entsprechen dabei 0,2931 kW.
Dabei wird zwischen verschiedenen Arten der Kühllast unterschieden.
Äußere Kühllast
Grundsätzlich geht es bei der Kühllastberechnung darum, äußere und innere Wärmelasten zusammenzustellen. Denn nur so kann ermittelt werden, wie hoch der Kühlbedarf in der jeweiligen Immobilie ist. Zu den stark von Ausrichtung und Architektur der Gebäude beeinflussten äußeren Lasten zählen dabei unter anderem:
- Strahlungswärme durch Fenster, Böden oder Türen
- Transmissionswärme durch Außenwände, Dachflächen und unklimatisierte Nachbarräume
Innere Kühllast
Der Begriff bezieht sich auf das klimatische Innenleben eines Gebäudes und berücksichtigt dabei Faktoren, die insbesondere auch von der Nutzung der jeweiligen Räumlichkeiten abhängen. Dazu zählen beispielsweise:
- Einrichtungen (elektrische Geräte, Computer, Bildschirme etc.)
- Nutzende Personen
- Maschinen
- Nachbarräume
- Durchgeführte technische Prozesse
Der Unterschied zwischen sensibler und latenter Wärme
Die Kühllastberechnung ist eines der wichtigsten Elemente bei der Planung einer optimalen Raumklimatisierung. Mit ihr können die notwendigen Kühlleistungen ermittelt werden, um eine angenehme und produktive Arbeitsumgebung zu schaffen. Bei der Berechnung ist die Unterscheidung zwischen sensibler und latenter Wärme entscheidend für ein korrektes Ergebnis.
Sensible Wärme ist die Energie, die durch Erwärmung oder Abkühlung von Luft übertragen wird. Latente Wärme ist jede Art von Wärme, die durch chemische oder physikalische Prozesse übertragen wird.
Beides hat Auswirkungen auf die Raumtemperatur. Sensible Wärme wirkt sich direkt auf die Lufttemperatur und somit auf das Raumklima aus. Latente Wärme tritt hingegen nicht in Form von Temperaturveränderung auf, sondern in Form von Feuchteverlust oder -zunahme im Raum und bewirkt somit ebenfalls eine Veränderung des Raumklimas.
Beide Arten von Wärme sind bei der Kühllastberechnung essenziell. Ein effizientes Kühllastberechnungs-Programm sollte aus diesem Grund, sowohl sensible als auch latente Wärme berücksichtigen können. Nur so kann ein optimales Maß an Kühlleistung erreicht werden, um das gewünschte Raumklima herzustellen und zu halten.
Warum ist die Kühllastberechnung bei der Gebäudeplanung so wichtig?
Bei der Optimierung der Raumklimatisierung spielt sie eine entscheidende Rolle. Es hilft Gebäudeplanern, die optimale Leistung eines Kühlsystems zu bestimmen.
Durch die Kühllastberechnung kann ermittelt werden, welches Kühlsystem am besten für ein Gebäude geeignet ist. Sie liefert Ergebnisse über den benötigten Stromverbrauch, die Art des Kühlsystems, die zu wählenden Materialien und technischen Parameter. Auf diese Weise können Sie aufgrund dieser Daten ein energieeffizientes System auswählen, um optimale Temperaturen in einem Gebäude zu erhalten.
Außerdem hilft Ihnen die Kühllastberechnung bei der Erstellung eines realistischen Budgets für Ihr Projekt. Die Berechnung gibt Aufschluss darüber, wie viel Energie Sie benötigen werden, um Ihr Gebäude angemessen zu klimatisieren. Dadurch wird das Kostenmanagement deutlich einfacher und präziser.
Wie wird die Kühllast berechnet?
Grundsätzlich lässt sich die Kühllast auf zwei verschiedene Arten errechnen: Als vereinfachte überschlägige Kühllastberechnung oder in einer detaillierten Rechnung auf Grundlage der VDI 2078.
Überschlägige Kühllastberechnung – Die Kühllastberechnung-Faustformel
Eine detaillierte Berechnung lässt sich nur mit entsprechender Software korrekt umsetzen und erfordert eine exakte Kenntnis der jeweiligen Raum- und Gebäudeparameter, um richtige Ergebnisse zu liefern. Diese Informationen sind allerdings nicht immer vorhanden.
Eine grobe Einschätzung kann daher eine Überschlagsrechnung geben. Dabei werden
- Decken, Böden, Fenster und Wände ausgemessen und die Maße notiert
- Ausrichtung und Wärmeeinträge der Bauteile ermittelt
- innere Lasten zusammengefasst
- mit den ermittelten Lasten der Kühlbedarf berechnet.
Insbesondere wenn Daten fehlen oder bei einem akuten Anlagenausfall ist die Überschlagsrechnung der schnellste Weg, zumindest einen groben Überblick über die benötigte Leistung zu gewinnen.
Dabei gilt folgende Faustformel für eine vereinfachte Berechnung: Ein optimal gedämmtes Objekt benötigt pro Kubikmeter Rauminhalt ca. 30 Watt Kühlleistung.
Die Formel gibt zwar eine Einschätzung, berücksichtigt dabei aber keine Details zu Konstruktion, Nutzungsdaten oder dynamischen äußeren Faktoren. Daher ist der so ermittelte Bedarf meist etwas höher als durch eine fundierte computergestützte Rechnung.
Datengestützt zum idealen Raumklima: Die Kühllastberechnung nach VDI 2078
Die Maßgaben der Richtlinie können bei der Planung von Kühlsystemen in Gebäuden von großem Nutzen sein – trotz der relativ strengen Vorgaben.
Sie gibt genaue Regeln zur Berechnung des Kältebedarfs anhand von Daten wie Raumgröße, Nutzung, Wärmequellen und -abgaben sowie Außenklima vor. Durch eine genaue Berechnung kann die notwendige maximale Kühllast exakt ermittelt werden, was dazu beitragen kann, dass Kühlsysteme deutlich effizienter und kosteneffektiver zu arbeiten.
Eine zu hohe oder zu niedrige Kälteleistung kann zu einem unzureichenden Raumklima führen oder unnötige Energiekosten verursachen. Zudem kann eine genaue Kühllastberechnung dazu beitragen, dass das Kühlsystem länger haltbar ist und weniger Wartung benötigt, da nur die exakte Menge an Luft innerhalb eines Raumes abgeführt wird.
Der Einsatz moderner Kalkulationssoftware wie Trimble Nova erleichtert die Erstellung einer präzisen Leistungssimulation. Die entsprechenden Parameter lassen sich hier auch bei komplexen Systemen übersichtlich zu einer Gesamtrechnung zusammenfassen und in einen nahtlosen BIM-Workflow einbetten.
Was muss ein Kühllastberechnungs-Programm beinhalten?
Kühllastberechnungs-Programme sind unverzichtbare Tools für Ingenieure und Techniker, die Kühlsysteme in Gebäuden planen und installieren. Ein solches Programm muss verschiedene Aspekte berücksichtigen, um eine genaue Kühllastberechnung durchführen zu können und in das komplexe System der Gebäudetechnik einzubetten.
Dazu gehören etwa Daten zur Raumgröße, Nutzung, Anzahl der Personen, Wärmequellen, Außentemperatur und -luftfeuchtigkeit. Auch die Eigenschaften der verwendeten Baumaterialien sowie die Art und Anzahl der Fenster und Türen müssen in die Berechnung einbezogen werden.
Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Art des Kühlsystems, das verwendet werden soll, sowie dessen Leistungsfähigkeit und Effizienz. Ein gutes Kühllastberechnungs-Programm sollte in der Lage sein, diese Daten automatisch zu erfassen und auszuwerten, um eine präzise Rechnung durchzuführen.
Eine genaue Berechnung ist dabei nicht nur wichtig für das Raumklima und den Komfort der Bewohner, sondern auch für die Energieeffizienz und die damit verbundene Kostenersparnis.
Kühllastberechnungs-Programme sind essenziell für ein effektives Energiemanagement
Eine korrekte Berechnung der Kühllast ist eine entscheidende Kennziffer für die nachhaltige Planung von Bauprojekten. Gerade in Zeiten knapper Ressourcen und steigender Durchschnittstemperaturen ist eine präzise Planung essenziell für ein effektives Energiemanagement.
Mit Unterstützung einer modernen Software-Lösung kann der Berechnungsprozess deutlich beschleunigt werden, was zu einer merklichen Zeit- und Kostenreduktion beitragen kann. Darüber hinaus kann eine solche Software-Lösung alle relevanten Daten und Berechnungsergebnisse transparent und nachvollziehbar für alle Projektbeteiligten zur Verfügung stellen.
Trimble Nova ist dabei eine besonders leistungsfähige CAD- und Kalkulationssoftware, die auch hochkomplexe Kühllastberechnungen realistisch modellieren und darstellen kann – von der Parametereingabe bis zum finalen Resultat. Die integrierten Berechnungen ermöglichen dabei eine Bearbeitung und Integration der Ergebnisse in Echtzeit.
Die implementierte Verbindung zu Trimble Connect ist maßgeblich für eine gemeinsam genutzte Datenumgebung und gewährleistet zusätzlich, dass die berechneten Kennzahlen allen relevanten Projektbeteiligten zur Verfügung stehen – ohne Zeit- und Effizienzverlust.
Mit dieser Software-Grundlage werden auch komplexe Rechnungen präzise umsetzbar und geben Planern ein effektives Kühllastberechnungs-Programm an die Hand, mit der ein dauerhaft angenehmes Raumklima gewährleistet bleibt.