Deckenventilatoren in Wohngebäuden: Wie kann man das Beste aus RE2020 herausholen?

Deckenventilatoren in Wohngebäuden: Wie kann man das Beste aus RE2020 herausholen?

Hitzewelle 2003: Tausende Tote und langfristige Auswirkungen

August 2003. Der Gesundheitsminister Jean-François Mattéi erscheint in den Fernsehnachrichten in einem Polohemd, vor einer Kulisse mit Bäumen.

Eine schreckliche Hitzewelle ist im Gange und fordert Tausende von Todesopfern. Der Journalist fragt: “Haben Sie Zahlen?”.

Antwort: “Ich höre Schätzungen, 50 hier, 300 dort. Es wurden Maßnahmen ergriffen, um die Todesfälle zu zählen, die mit der Hitze in Verbindung gebracht werden konnten. Es ist schwierig, die Dinge auseinanderzuhalten”.

Diese Sequenz gilt als einer der schlimmsten politischen Fehler, die je begangen wurden, und zeigt die Diskrepanz zwischen Politikern ohne Boden und einer verzweifelten Bevölkerung. 2003 starben fast 20 000 Menschen an den Folgen der Hitzewelle.

Doch schon kurz zuvor begannen die Vorschriften für Neubauten, sich mit dem Sommerkomfort zu befassen, was sich mit der Veröffentlichung der RT 2000[1]konkretisierte.

Ein neuer Indikator, die konventionelle Innentemperatur (Tic), wurde eingeführt. Kein gebautes Gebäude darf von nun an einen bestimmten Wert der Referenztemperatur überschreiten.

Dieser Indikator wird trotz seiner Grenzen in den folgenden thermischen Vorschriften, der RT 2005 [2]und der RT 2012[3]beibehalten.

Da die Sorge um den Klimawandel immer größer wurde, startete der Staat Mitte der 2010er Jahre ein neues Projekt, um neue Gebäude besser an die vom IPCC prognostizierte Erwärmung anzupassen. Es wird eine neue Regelung geschaffen, die RE2020[4], die einen radikal neuen Indikator einbezieht: die Gradstunden. Die Texte, die ab dem 1. Januar 2022 gelten, sehen vor, dass Gebäude nicht eine punktuelle Hitzespitze, sondern eine Gesamtzahl von Stunden thermischen Unbehagens ertragen müssen.

[1]Thermal Regulations 2000, gültig ab 1. Juni 2001. [2]Thermal Regulations 2005, anwendbar ab dem 24. Mai 2006. [3]Gültig ab dem 28. Oktober 2011. [4]Umweltvorschriften 2020.

Gradstunden in RE2020: Messung des Unbehagens

Wie misst man Gradstunden (GH)?

Einerseits wird stündlich die simulierte Innentemperatur[5]gemessen, die von den Gebäudeeigenschaften abhängt und auf den Temperaturen des Hitzesommers 2003 basiert. Je besser das Gebäude durchdacht ist, desto besser kann es den hohen Temperaturen standhalten (dickere Wände, Außenisolierung, leistungsfähige Verglasung…).

Andererseits wird eine konventionelle Temperatur (26 bis 28°C[6] am Tag, 26°C in der Nacht) berücksichtigt.

Schließlich wird zwischen diesen beiden Temperaturen unterschieden.

So werden bei einer simulierten Temperatur von 30°C zwischen 12 und 13 Uhr 3 Gradstunden[7](DH) gezählt. In einem anderen Fall, wenn die simulierte Temperatur 27°C oder weniger beträgt, wird davon ausgegangen, dass es keine Überhitzung gibt; es wird also nichts gezählt.

Man muss nur die Gradstunden während der Sommersaison kumulieren und erhält den DH-Wert [8]für das betreffende Gebäude.

Drei mögliche Fälle:

• Gradstunden > 1250: Projekt entspricht nicht der RE2020
• Gradstunden < 350: Projekt entspricht der RE2020, das Gebäude gilt unter allen Umständen als komfortabel
• 350 ≤ Gradstunden ≤ 1250: Risiko von Unbehaglichkeit im Sommer. Die RE2020-Berechnung bestraft das Projekt pauschal nach Gebäudetyp, Klimazone und Unbehaglichkeitsgradstunden.

[5]Basiert auf der Norm NF 15251 (adaptiver Komfort)
[6]Nach einer Reihe von heißen Tagen verträgt der menschliche Körper die Hitze besser. Die RE2020-Berechnungsmethode übersetzt diese Anpassung des Körpers durch eine Erhöhung der Berechnungsschwelle von 26°C um +0 bis +2°C je nach den erlittenen Temperaturen. Die Erhöhung dieses Schwellenwerts wird von den Berechnungsalgorithmen bestimmt, die die Norm NF 15 251 über adaptiven Komfort umsetzen.
[7] 30-27=3
[8]Anmerkung: Das Beispiel ist vereinfacht…

Inwiefern verbessern Deckenventilatoren den Sommerkomfort?

Seit der Antike ist die wohltuende Wirkung von Fächern bekannt. Nach demselben Prinzip beschleunigen elektrische Lufterfrischer die Luftbewegung und damit den Wärmeverlust über die Haut. In einem späteren Artikel werden wir einen Überblick über den Stand der Technik in Bezug auf den empfundenen thermischen Komfort geben. Die RE2020 berücksichtigt weder die Luftfeuchtigkeit in der Umgebung noch die Kleidung der Bewohner. Daher basiert die empfundene thermische Behaglichkeit allein auf der Luftgeschwindigkeit. In diesem Zusammenhang verweisen Fachleute oft auf das folgende Diagramm aus dem Woods Ventilation Guide[8].

[8] Diese Tabelle erscheint hier nur zur Orientierung.

Abbildung 1 – Gefühlte Abkühlung in Abhängigkeit von der Luftgeschwindigkeit

Je höher die Luftgeschwindigkeit, desto höher die Temperatur, die der Bewohner aushalten kann. Dies führt zu einer Berechnung der Gradstunden, die natürlich Lösungen wie Luftumwälzungen, Klimaschächte usw. fördern wird.

RE2020: Deckenventilatoren werden unverzichtbar

Drei renommierte Ingenieurbüros, Bastide Bondoux, Pouget Consultants und Tribu Energie, arbeiteten zusammen und veröffentlichten im Juli 2021 eine Studie[10] , die die wesentliche Rolle von Luftumwälzern für den Sommerkomfort in RE 2020 aufzeigt.

Hier einige Auszüge daraus (S. 41):

• (In Zone H3 – Mittelmeerküste) werden Deckenventilatoren zum Standard werden, um das Unbehagen im Sommer zu begrenzen.
• Die Wirkung von Deckenventilatoren auf die Gradstunden wird immer sehr hoch bewertet.
• Deckenventilatoren erscheinen als ein sehr einfaches Mittel, um das Unbehagen drastisch zu reduzieren, das sogar der Wirkung des Klimabrunnens in Zone H3 überlegen ist

[10] Die Mandatare des Konsortiums, das die Studie finanziert hat, sind die folgenden: CIM béton, Isolons la terre contre le CO2, Ignes, EDF, Filmm, FF Tuiles et Briques, Uniclima.

Zoom auf Deckenventilatoren in Einfamilienhäusern: Einige Simulationsergebnisse

Zunächst sei daran erinnert, dass Luftverbesserer ein Teil der Lösung sind; sie sind kein Ersatz für eine gute Planung. Wir würden sogar sagen, dass sie eher die Krönung einer guten Architektur und Wärmetechnik sind, als dass sie die Mängel eines schlecht durchdachten Gebäudes ausgleichen!

Die folgenden Angaben stammen aus unseren ersten RE2020-Simulationen und sind eher für Planer als für Käufer von Einfamilienhäusern gedacht.

• Eine Nutzung am Tag führt zu besseren Ergebnissen in Gradstunden als eine Nutzung am Tag und in der Nacht,
• Ventilatoren mit einem hohen Luftdurchsatz erzielen bessere Ergebnisse in Gradstunden.[11],
• Eine höhere Anzahl an Luftumwälzungsanlagen führt zu einer niedrigeren Gradstundenzahl (das versteht sich von selbst, ist aber besser, wenn man es sagt). Die wärmsten Klimazonen führen zu einer höheren Ausstattungsrate, um die Gradstundenvorgaben einzuhalten. So scheint es in den Zonen H3 (Mittelmeerraum) und H2D (Basses-Alpes im weiteren Sinne + Lozère) schwierig zu sein, die DH einzuhalten, wenn keine Deckenventilatoren vorhanden sind.
• Eine automatische Steuerung mit Thermostat (Auslösen des Luftumwälzers je nach Temperatur) ist sehr vorteilhaft. Unseres Wissens gibt es auf dem Markt noch keine Geräte mit einer solchen Ausstattung, aber das wird wahrscheinlich irgendwann kommen.

Kurzum, die RE2020 berücksichtigt die Effizienz von Deckenventilatoren in den Berechnungen (durch die Gradstunden), was sie zu einer kostengünstigen und effektiven Lösung macht, um die vorgeschriebenen Ziele für den Sommerkomfort zu erreichen.

Dieser Artikel wird nach und nach mit den Informationen unserer Partner aktualisiert. Denken Sie daran, uns auf Linkedin zu folgen, um auf dem Laufenden zu bleiben!

[11] In RE2020 ist die Luftgeschwindigkeit nämlich proportional zum Verhältnis (Luftmenge in m3/h)/(Raumvolumen in m3). Achten Sie jedoch auf den tatsächlichen Komfort, der im nächsten Kapitel näher erläutert wird.

Die RE2020-Regelung einhalten oder echten Komfort erreichen: Was ist für Sie vorrangig?

So gestellt, mag die Frage unpassend erscheinen. In der Praxis werden die Umweltvorschriften als Rahmen betrachtet, der ein Minimum festlegt, das in Bezug auf die Energie- und Umweltqualität erreicht werden muss. Daher müssen über die notwendige Einhaltung der RE2020 hinaus einige Grundregeln befolgt werden, wenn man in einem Einfamilienhaus mit Deckenventilatoren einen echten thermischen Komfort im Sommer haben möchte.

• Schlafzimmer: Es muss mindestens ein Ventilator pro Raum mit einer Fläche von weniger als 15 m² vorhanden sein. In nicht ausgestatteten Räumen sollte mindestens ein Standplatz für Deckenventilatoren vorhanden sein.
• Wohnzimmer: Die Anzahl der Ventilatoren hängt von der Größe des Raumes, seiner Ausrichtung, dem Sonnenschutz, der Verglasung und der Dachisolierung ab. So kann ein nach Westen ausgerichteter Raum mit großen, mittelmäßig verglasten Fenstern anfällig für Überhitzung sein und mehr Deckenventilatoren benötigen. Ein einfacher Ansatz für das Wohnzimmer kann sich an den Vorschriften der französischen Überseedepartements orientieren, die einen Brauser pro 20 m² Geschossfläche vorsehen.

Positionierung : Ordnen Sie die Ventilatoren gut über den bewohnten Bereichen an. Bei schaufelbetriebenen Ventilatoren beispielsweise ist der Einflussbereich auf einen Zylinder senkrecht zu den Schaufeln beschränkt (siehe Abbildung unten). Daher wäre ein Deckenventilator, der leicht versetzt zu einem Schlafbereich angebracht ist, von geringem Interesse. Es ist anzumerken, dass blattlose Luftumwälzer weniger empfindlich auf die Frage der Positionierung reagieren.

Abbildung 2 – Verteilung der Luftgeschwindigkeit mit einem Schaufelventilator (Quelle: Gao et al., 2017).

• Lichtpunkte: veiller à éviter les effets stroboscopiques, car un brasseur d’air à pales, s’il est placé en-dessous d’un point lumineux, va couper la lumière à intervalles réguliers.
• Höhe unter den Rotorblättern: Wie bereits in einem früheren Artikel erwähnt, empfehlen wir dringend, die Norm NF EN IEC 60335-2-80 einzuhalten, die eine Mindesthöhe von 2,30 m zwischen dem Boden und den Rotorblättern empfiehlt.

Die RE2020 erkennt den Nutzen von Deckenventilatoren für den Sommerkomfort an und macht sie sogar zu einer der wichtigsten Säulen des Sommerkomforts. Die Berücksichtigung guter Installationspraktiken wird es Hausbesitzern ermöglichen, das Beste daraus zu machen und den sich abzeichnenden Klimawandel zu bewältigen.

Wie viel kostet ein Exhale, das 24 Stunden am Tag läuft?

Auf der Grundlage eines Preises pro kWh von 0,174 € (EDF-Durchschnittstarif 2021).
Bedenkt man, dass ein Exhale auf Stufe 1 (Minimum / für Winterkomfort) nur 4 Watt pro Stunde verbraucht.
Bedenke, dass ein Exhale auf Stufe 6 (maximal / für Sommerkomfort) 50 Watt pro Stunde verbraucht.
In einem Monat mit 30 Tagen und einem 24-Stunden-Betrieb würde er also 24 x 30 = 720h/Monat laufen.

• In Stufe 1 verbraucht ein Exhale, der 24 Stunden am Tag läuft, 0,5€ Strom pro Monat.
• In Stufe 6 (Sommerkomfort) verbraucht ein Exhale, der 24 Stunden am Tag läuft, 6,26€ Strom pro Monat.

Danksagungen

Wir möchten den folgenden Planungsbüros und Organisationen für ihre Hilfe danken, die zu einem besseren Verständnis des Themas beigetragen haben. Bastide-Bondoux, BBS-Slama, Facteur 4, Pouget Consultants, Tribu Energie, die CSTB und der Cerema Méditerranée.