Heizung und Kühlung PDF
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II Baukonstruktionen Band 15 Herausgegeben von Anton Pech III Anton Pech Klaus Jens Heizung und Kühlung unter Mitarbeit von Johann Harm IV Dipl.-Ing. Dr. techn. Anton Pech Dipl.-Ing. Dr. Klaus Jens Wien, Österreich unter Mitarbeit von Dipl.-Ing. Johann Harm St. Pölten, Österreich Der Abdruck der zitierten ÖNORMen erfolgt mit Genehmigung des Österreichischen Normungsinstitutes, Heinestraße 38, 1020 Wien. Benutzungshinweis: ON Österreichisches Normungsinstitut, Heinestraße 38, 1020 Wien, Tel.++43-1-21300-805, Fax ++43-1-21300-818, E-mail: [email protected]. Das Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdruckes, der Entnahme von Abbildungen, der Funksendung, der Wiedergabe auf photomechanischem oder ähnlichem Wege und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. © 2005 Springer-Verlag/Wien Printed in Austria Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Buch berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Produkthaftung: Sämtliche Angaben in diesem Fachbuch/wissenschaftlichen Werk erfolgen trotz sorgfältiger Bearbeitung und Kontrolle ohne Gewähr. Insbesondere Angaben über Dosierungsanweisungen und Applikationsformen müssen vom jeweiligen Anwender im Einzelfall anhand anderer Literaturstellen auf ihre Richtigkeit überprüft werden. Eine Haftung der Herausgeber, der Autoren oder des Verlages aus dem Inhalt dieses Werkes ist ausgeschlossen. Textkonvertierung und Umbruch: Grafik Rödl, 2486 Pottendorf, Österreich Druck und Bindearbeiten: Druckerei Theiss GmbH, 9431 St. Stefan, Österreich Gedruckt auf säurefreiem, chlorfrei gebleichtem Papier – TCF SPIN: 10999912 Mit zahlreichen (teilweise farbigen) Abbildungen Bibliografische Information Der Deutschen Bibliothek Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie, detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über <http://dnb.ddb.de> abrufbar. ISSN 1614-1288 ISBN 3-211-21501-8 SpringerWienNewYork V VORWORT ZUR 1. AUFLAGE Die Fachbuchreihe Baukonstruktionen mit ihren 17 Basisbänden stellt eine Zusammenfassung des derzeitigen technischen Wissens bei der Errichtung von Bauwerken des Hochbaues dar. Es wird versucht, mit einfachen Zusammenhängen oft komplexe Bereiche des Bauwesens zu erläutern und mit zahlreichen Plänen, Skizzen und Bildern zu veranschaulichen. Der vorliegende Band „Heizung und Kühlung“ aus dem Fachbereich der technischen Gebäudeausrüstung soll zur ange- messenen und zeitgerechten Berücksichtigung von Heizungs- und Kühlungsanlagen bei der Gebäudeplanung beitragen. Beschreibungen von Anlagenkomponenten und deren Funktionsweisen erleichtern das Verständnis für die Vielfalt von Kombinations- möglichkeiten. Für die angemessene Berücksichtigung baulicher Vorkehrungen in Vorentwürfen sind Erfahrungsrichtwerte und Auszüge aus EN-Normen angegeben. Unter dem Thema „Nachhaltigkeit“ wird auf Auswirkungen von Wärmeversorgungssy- stemen auf die Umweltbelastung hingewiesen und es werden Möglichkeiten natur- schonender Energienutzungsmethoden aufgezeigt. VII N Fachbuchreihe BAUKONSTRUKTIO EN Band 1: Bauphysik Band 2: Tragwerke Band 3: Gründungen Band 4: Wände Band 5: Decken Band 6: Keller Band 7: Dachstühle Band 8: Steildach Band 9: Flachdach Band 10: Treppen/Stiegen Band 11: Fenster Band 12: Türen und Tore Band 13: Fassaden Band 14: Fußböden Band 15: Heizung und Kühlung (cid:1) Grundlagen (cid:1) Wärmeversorgungsanlagen (cid:1) Abgasanlagen (cid:1) Kälteversorgungsanlagen (cid:1) Wärme- und Kälteverteilung (cid:1) Planung Heizungs-, Kühlungsanlagen (cid:1) Nachhaltigkeit Band 16: Lüftung und Sanitär Band 17: Elektro- und Regeltechnik IX INHALTSVERZEICHNIS 150.1 Grundlagen ............................................... 1 150.1.1 Thermische Behaglichkeit ............................ 1 150.1.2 Energieumwandlung ................................ 3 150.1.2.1 Wärmestrahlung ........................... 7 150.1.2.2 Wärmeübergang ........................... 8 150.1.2.3 Wärmeleitung ............................. 8 150.1.2.4 Wärmedurchgang .......................... 9 150.1.2.5 Wärmespeicherung ......................... 9 150.1.2.6 Wärmekonvektion .......................... 10 150.1.2.7 Wasserverdunstung ........................ 10 150.1.3 Temperaturempfindung .............................. 11 150.1.4 Strömungstechnik .................................. 13 150.2 Wärmeversorgungsanlagen ................................... 15 150.2.1 Energieträger und Energienutzung ..................... 15 150.2.2 Feuerungsanlagen .................................. 16 150.2.2.1 Verfeuerung von Biomasse ................... 16 150.2.2.2 Pellets ................................... 17 150.2.2.3 Verfeuerung von Heizöl ..................... 18 150.2.2.4 Verfeuerung von Erdgas ..................... 19 150.2.2.5 Verfeuerung von Flüssiggas .................. 19 150.2.3 Heizkesselanlagen .................................. 20 150.2.4 Fernwärme ........................................ 21 150.2.5 Elektroheizung ..................................... 22 150.2.6 Wärmepumpe ..................................... 23 150.2.7 Aktive Solarenergienutzung ........................... 24 150.2.8 Passive Sonnenenergienutzung ....................... 25 150.3 Abgasanlagen ............................................. 31 150.3.1 Klassifizierung und Kennzeichnung ..................... 32 150.3.2 Allgemeine Anforderungen ........................... 33 150.3.2.1 Standsicherheit und Brandschutz .............. 34 150.3.2.2 Fangquerschnitte .......................... 36 150.3.2.3 Fangsohle ................................ 37 150.3.2.4 Fangmündung ............................. 37 150.3.2.5 Fangaufsätze ............................. 40 150.3.2.6 Reinigungsöffnungen ....................... 41 150.3.2.7 Notrauchfänge ............................ 42 150.3.3 Dimensionierung ................................... 43 150.3.3.1 Berechnungsverfahren ...................... 43 150.3.3.2 Wärmedurchlasswiderstand .................. 45 150.3.4 Ausführungsarten Abgasanlagen ....................... 46 150.3.4.1 Einschalige Fangsysteme .................... ¤6 150.3.4.2 Mehrschalige Fangsysteme .................. 47 150.3.4.3 Feuchtigkeitsunempfindliche Fangsysteme ...... 48 150.3.4.4 Metallfänge ............................... 49 150.3.4.5 Abgasleitungen ............................ 52 150.3.4.6 Luft-Abgas-Systeme ........................ 54 150.3.4.7 Sonderformen der Abgasabführung ............ 55 150.3.5 Konformitäts- und Übereinstimmungsnachweise .......... 57 X Inhaltsverzeichnis 150.3.6 Freistehende Schornsteine ........................... 59 150.3.6.1 Anforderungen an die Berechnung und Bemessung 61 150.3.6.2 Ausführungsarten .......................... 63 150.4 Kälteversorgungsanlagen .................................... 65 150.4.1 Kälteerzeugung .................................... 65 150.4.2 Kältemittel ........................................ 66 150.4.3 Kompressions-Kälteanlagen .......................... 66 150.4.4 Absorptions-Kälteanlagen ............................ 68 150.4.5 Peltier-Kälteanlagen ................................ 70 150.4.6 Wärmepumpen .................................... 71 150.4.7 Fensterklimageräte ................................. 72 150.4.8 Split-Geräte ....................................... 73 150.4.9 Glykol-Rückkühler .................................. 75 150.4.10 Frostschutzmittel ................................... 76 150.4.11 Verdunstungsrückkühler ............................. 76 150.4.12 Kühltürme ........................................ 78 150.5 Wärme- und Kälteverteilung .................................. 87 150.5.1 Rohrleitungen ..................................... 87 150.5.1.1 Heizwasser ............................... 87 150.5.1.2 Kaltwasser ............................... 87 150.5.1.3 Kühlwasser ............................... 88 150.5.1.4 Einrohrsysteme ............................ 88 150.5.1.5 Zweirohrsysteme .......................... 89 150.5.1.6 Leitungen ................................ 89 150.5.1.7 Leitungszubehör ........................... 90 150.5.2 Pumpen .......................................... 95 150.5.3 Ausdehnungsanlagen ............................... 96 150.5.4 Heizkörper ........................................ 97 150.5.5 Kühlgeräte ........................................ 101 150.5.5.1 Ventilatorkonvektoren ....................... 101 150.5.5.2 Kühldecke ................................ 101 150.5.5.3 Kühlbalken ............................... 102 150.5.5.4 Bauteilkühlung ............................ 102 150.6 Planung von Heizungs- und Kühlungssystemen ................... 105 150.6.1 Hydraulische Systeme ............................... 105 150.6.2 Technikräume ..................................... 107 150.6.2.1 Brennstofflagerräume ....................... 108 150.6.2.2 Heizkesselräume .......................... 108 150.6.2.3 Fernwärme-Umformerräume ................. 109 150.6.2.4 Kältemaschinenräume ...................... 110 150.6.2.5 Raumbedarf für Rückkühlanlagen ............. 110 150.6.3 Installationsschächte und -trassen ..................... 111 150.6.4 Ermittlung von Heizlast und Kühllast .................... 111 150.6.5 Heizlastermittlung .................................. 112 150.6.6 Kühllastermittlung .................................. 117 150.6.7 Druckverlustermittlung ............................... 125 150.7 Nachhaltigkeit ............................................. 133 150.7.1 Marktdurchdringung von Energieträgern ................. 133 150.7.2 Volkswirtschaftlich-ökologische Betrachtungsweise ........ 133 150.7.3 Luftschadstoffe ..................................... 134 150.7.4 Zunehmende Strahlenbelastung ....................... 134 150.7.5 Nebenwirkungen fortschrittlicher Energienutzung .......... 135 Inhaltsverzeichnis XI 150.7.6 Grenzen umweltverträglicher Schadstoffbelastungen ....... 137 150.7.7 Strahlungsintensität der Sonne ........................ 138 150.7.8 Flächenbezogener Energieträgerverbrauch .............. 139 150.7.9 Personenbezogener Energieträgerverbrauch ............. 140 Quellennachweis ................................................. 141 Literaturverzeichnis ............................................... 143 Sachverzeichnis ................................................. 149
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