Planung von HLK-Anlagen: Prinzipien, Dimensionierung, BIM und Werkzeuge für die Energieeffizienz

Die Planung von HLK-Anlagen stellt einen Bereich der angewandten Ingenieurwissenschaft dar, der Prinzipien der Thermodynamik, Wärmeübertragung und Fluidmechanik integriert, um Systeme zu definieren, die thermischen Komfort, Luftqualität und Energieüberwachung in Gebäuden gewährleisten.

Die Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen bilden das Gesamtpaket an Lösungen, die es ermöglichen, die internen Umweltbedingungen effektiv zu steuern, mit dem Ziel, komfortable, gesunde und den Nutzungserfordernissen entsprechende Räume zu sichern.

Die Planung der HLK-Anlagen ist ein Teilbereich der thermotechnischen Planung und betrifft insbesondere die Definition, Dimensionierung und Kontrolle der Systeme, die notwendig sind, um Temperatur, Feuchtigkeit, Belüftung und Luftqualität in den Räumen zu steuern.

Wenn Sie hingegen vertiefen möchten, was HLK-Anlagen sind, wie sie funktionieren und welche Haupttypen es gibt, können Sie den entsprechenden Leitfaden konsultieren. In diesem Artikel konzentrieren wir uns vor allem auf den Prozess der Planung und Dimensionierung.

Die HLK-Planung beschränkt sich nämlich nicht auf die Auswahl der Geräte. Sie erfordert die Beziehung zwischen thermischen Lasten, Lüftungsströmen, Eigenschaften des Gebäudes, lufttechnischen und hydronischen Netzen, Regelungssystemen und Energieeffizienz.

Um zu bewerten, wie diese Variablen das Gesamtverhalten des Gebäudes beeinflussen und verschiedene Planungslösungen vor der Realisierung zu vergleichen, kann es nützlich sein, ein Werkzeug zur energetischen Simulation von Gebäuden zu verwenden, das in den Workflow zusammen mit den Berechnungs-, BIM-Modellierungs- und Dimensionierungswerkzeugen für die Anlagen integriert wird.

Was ist die HLK-Planung und warum ist sie wichtig?

Die HLK-Planung (Heizung, Lüftung und Klimaanlage) bezieht sich auf alle Aktivitäten, die notwendig sind, um die Systeme zu definieren, zu dimensionieren und zu integrieren, die die thermo-hygrometrischen Bedingungen und die Luftqualität in Gebäuden regeln.

Diese Aktivitäten umfassen sowohl die Auswahl der Geräte als auch die Definition eines konsistenten Systems, das mit den architektonischen Eigenschaften, der Nutzung der Räume, den externen klimatischen Bedingungen und den Belegungsprofilen übereinstimmt.

Ein effektives HLK-Projekt beginnt mit einer Analyse des Energiebedarfs des Gebäudes, der thermischen Lasten und der Nutzungsmuster der Räume. Dies ermöglicht es, die am besten geeigneten Lösungen zu identifizieren, um sowohl eine Unterdimensionierung, die den Komfort beeinträchtigen kann, als auch eine Überdimensionierung, die Ineffizienzen, höhere Anfangskosten und suboptimale Betriebsbedingungen zur Folge haben kann, zu vermeiden.

Der thermo-hygrometrische Komfort hängt zudem nicht nur von der Lufttemperatur ab, sondern von der Interaktion zwischen Temperatur, Feuchtigkeit, Luftgeschwindigkeit, mittlerer Strahlungstemperatur und den Bedingungen der Nutzer.

Die Bedeutung der HLK-Planung zeigt sich in einigen Schlüsselaspekten:

• innerer Komfort, der mit der Kontrolle von Temperatur, Feuchtigkeit, Luftgeschwindigkeit und Belüftung verbunden ist;
• Luftqualität, durch angemessene Luftwechsel, Filtration und Luftverteilung;
• Energieeffizienz, erreicht durch gut dimensionierte und regulierte Systeme;
• Haltbarkeit der Anlagen, dank korrekter Betriebsbedingungen;
• Reduzierung der Betriebskosten, durch optimierte Ressourcennutzung.

Ein nicht integrierter Ansatz kann Ungleichgewichte zwischen Gebäude und Anlage erzeugen. Eine sorgfältige Planung hingegen gewährleistet zuverlässige Leistungen über die Zeit und gesunde Innenräume, die den Bedürfnissen der Nutzer entsprechen.

Wie plant man eine HLK-Anlage?

Die Planung einer HLK-Anlage erfolgt durch eine Abfolge miteinander verbundener Aktivitäten. Die Komplexität des Prozesses variiert je nach Verwendungszweck, Größe des Gebäudes und den geforderten Leistungen, umfasst jedoch in der Regel die folgenden Phasen.

Definition der Planungsbedingungen

Der erste Schritt besteht darin, die notwendigen Informationen zu sammeln, um das Gebäude korrekt zu beschreiben und die Nutzungsbedingungen festzulegen, darunter:

• geometrische Eigenschaften des Gebäudes;
• thermophysikalische Eigenschaften der Gebäudehülle;
• externe klimatische Bedingungen;
• Projektinnentemperatur und -Feuchtigkeit;
• Belegungsprofile;
• interne Beiträge durch Personen, Beleuchtung und Geräte;
• Nutzungszeiten der Räume.

Diese Daten bilden die Grundlage für die nachfolgenden energetischen und anlagentechnischen Berechnungen.

Berechnung der thermischen Lasten

Der Planer bestimmt die Heiz- und Kühllasten, die erforderlich sind, um die vorgesehenen Innenbedingungen aufrechtzuerhalten.

In der Sommerphase ist es besonders wichtig, zwischen folgenden Lasten zu unterscheiden:

• sensible Last, die hauptsächlich mit Temperaturänderungen verbunden ist;
• latente Last, die mit dem Feuchtigkeitsgehalt der Luft und den Anforderungen an die Entfeuchtung verbunden ist.

Die korrekte Bewertung der Lasten verhindert, dass die Anlage auf der Grundlage einfacher Durchschnittswerte oder Flächenwerte dimensioniert wird.

Belüftung und Luftqualität

Die Planung muss auch die Menge und Verteilung der benötigten Außenluft in Bezug auf den Verwendungszweck und die Belegung der Räume definieren.

Es müssen daher folgende Punkte berücksichtigt werden:

• Belüftungsströme;
• Luftwechsel;
• Filtration;
• Luftverteilung;
• innere Luftqualität;
• möglicher Wärmerückgewinnung aus der abgeführten Luft;
• kontrollierte Belüftungssysteme je nach Bedarf.

Auswahl des HLK-Systems

Basierend auf den Lasten und den Planungsbedingungen wird die am besten geeignete Anlagentypologie ermittelt.

Die Auswahl kann folgende Systeme umfassen:

• vollständige Luftsysteme;
• Luft-Wasser-Systeme;
• hydronische Systeme;
• strahlende Systeme;
• Direktverdampfungssysteme;
• mit Wärmepumpen;
• zentralisierte oder dezentralisierte Systeme.

Die Wahl hängt von den geforderten Leistungen, dem Komfort, den verfügbaren technischen Räumen, der Flexibilität der Nutzung, den Regelungsstrategien, den Kosten und der Energieeffizienz ab. Um mehr über die Klassifizierung, Funktionsweise und Eigenschaften der verschiedenen HLK-Anlagentypen zu erfahren, können Sie den Leitfaden zu den Typen von HLK-Anlagen konsultieren.

Definition und Überprüfung der Verteilernetze

Sobald die allgemeine Konfiguration festgelegt ist, müssen die Systeme zur Verteilung von Luft und Flüssigkeiten dimensioniert werden, wobei folgende Punkte überprüft werden:

• Ströme;
• Querschnitte und Durchmesser;
• Geschwindigkeiten;
• Druckverluste;
• notwendige Drücke;
• Ausbalancierung der Kreisläufe;
• Position und Eigenschaften der Endgeräte.

Regelung und Kontrolle

Die korrekte Funktion einer HLK-Anlage hängt auch von den Regelungslogiken ab.

Der Planer muss daher die Regelungsmodalitäten für folgende Punkte definieren:

• Temperatur;
• Feuchtigkeit;
• Ströme;
• Betriebszeiten;
• Setpoints;
• Funktionsweise nach Zonen;
• Generatoren und Endgeräte.

Simulation, Überprüfung und Optimierung

Durch Berechnungs- und Simulationswerkzeuge ist es möglich, alternative Konfigurationen zu vergleichen und das Verhalten des Gebäude-Anlagen-Systems unter variierenden klimatischen und betrieblichen Bedingungen zu bewerten.

Diese Phase ermöglicht es, potenzielle Probleme zu identifizieren und die Lösungen vor der Umsetzung zu optimieren.

HLK-Prozess in 7 Phasen

Hauptanwendungsbereiche der HLK-Planung

Die HLK-Planung findet Anwendung in verschiedenen Baukontexten, die jeweils spezifische Anforderungen in Bezug auf Komfort, Umweltkontrolle und Energiemanagement aufweisen. Die Wahl der Anlagentechnologien hängt von der Nutzung der Räume, den internen Lasten und dem erforderlichen Kontrollniveau ab.

Die Hauptanwendungsbereiche umfassen:

• Wohnungsbau, in dem der Fokus auf Wohnkomfort, Geräuscharmut und einfacher Handhabung der Anlagen liegt;
• Dienstleistungs- und Gewerbebereich, der flexible Systeme und punktuelle Anpassungen in Abhängigkeit von der variablen Belegung der Räume erfordert;
• industrieller Bereich, in dem die Kontrolle der thermo-hygrometrischen Bedingungen für die Qualität und Kontinuität der Produktionsprozesse entscheidend ist;
• Gesundheitsstrukturen und kontrollierte Umgebungen, die hohe Standards für Filtration, Luftwechsel und Sicherheit vorschreiben.

In all diesen Bereichen ermöglichen die Klimaanlagen ein integriertes Management der Umweltparameter, das die Stabilität der Innenbedingungen und die angemessene Luftqualität in Abhängigkeit von den spezifischen betrieblichen Anforderungen gewährleistet.

Prioritäten HLK für Gebäude

Beispiele für HLK-Planung im Wohn- und Gewerbebereich

Die HLK-Planung variiert erheblich zwischen Wohn- und Gewerbebereich, sowohl hinsichtlich der Größe als auch der Komplexität der Anlagen. Im Wohnbereich zielen die Lösungen darauf ab, kontinuierlichen Komfort und einfache Handhabung zu gewährleisten, mit kompakten und hocheffizienten Systemen.

Zu den häufigsten Lösungen gehören:

• Wärmepumpen für Heizung und Kühlung;
• Radiant-Systeme für Fußboden- oder Deckenheizung;
• kontrollierte mechanische Belüftung mit Wärmerückgewinnung.

Im kommerziellen und bürotechnischen Sektor hingegen kommen Anforderungen an größere Flächen, höhere Belegungen und variable thermische Lasten im Laufe des Tages ins Spiel. In diesen Fällen werden komplexere Lösungen eingesetzt, darunter:

• Luftanlagen, die besonders für große Open-Space-Bereiche geeignet sind;
• Systeme mit variabler Luftmenge (VAV);
• Luft-Wasser-Systeme;
• zentralisierte Anlagen mit Kanalauslegung.

Die Planung muss die Flexibilität der Raumnutzung und die Möglichkeit berücksichtigen, die Leistung in Abhängigkeit von der Belegung zu modulieren, um Energieverschwendung zu vermeiden und gleichmäßige Umweltbedingungen zu gewährleisten.

HLK-Planung in kontrollierten Umgebungen

Kontrollierte Umgebungen erfordern ein höheres Maß an Präzision im Vergleich zu herkömmlichen HLK-Anlagen, da die Umweltbedingungen direkte Auswirkungen auf Prozesse, Aktivitäten oder die Produktqualität haben können.

Zu den wichtigsten zu kontrollierenden Parametern gehören:

• Luftfiltration;
• Partikelkonzentration, wo anwendbar;
• Differenzdrücke;
• Temperatur und Luftfeuchtigkeit;
• Durchflussraten und Luftwechsel;
• Betriebs-Continuity.

Die Reinräume sind Umgebungen, die darauf ausgelegt sind, die Konzentration von in der Luft schwebenden Partikeln, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Druck und, wenn nötig, mikrobiologische Kontamination zu kontrollieren.  Sie werden beispielsweise in der pharmazeutischen, medizinischen, elektronischen und Lebensmittelindustrie eingesetzt, wo die Luftqualität die Prozesse oder Produkte beeinflussen kann.

Die HLK-Planung eines Reinraums erfordert spezifische Belüftungs- und Filtersysteme, oft mit hocheffizienten Filtern, kontrollierten Luftwechseln und Differenzdrücken zwischen den Umgebungen. Die Klassifizierung der Umgebung hängt von der Konzentration der in der Luft vorhandenen Partikel und den Anforderungen des darin durchgeführten Prozesses ab.

HLK-Planung für Energieeffizienz und Umweltverträglichkeit

Die HLK-Planung, die auf Nachhaltigkeit ausgerichtet ist, zielt darauf ab, den Energie- und Umweltimpact von Gebäuden zu reduzieren, durch Lösungen, die die Effizienz verbessern, ohne den inneren Komfort zu beeinträchtigen. Dieser Ansatz erfordert eine enge Integration zwischen Gebäudehülle, HLK-Anlage und Regelungssystemen.

Zu den effektivsten Strategien gehören:

• Nutzung erneuerbarer Energiequellen, wie Solarthermie und Geothermie;
• Wärmerückgewinnung aus der Abluft;
• Optimierung der Lasten durch energetische Simulationen;
• Intelligente Regelung der Systeme basierend auf den tatsächlichen Bedingungen;
• Modulation der Durchflüsse in Abhängigkeit von der Belegung;
• Optimierung der Betriebstemperaturen der Kreisläufe.

Eine besonders effektive Lösung ist das Free Cooling, das die externen klimatischen Bedingungen nutzt, um den Einsatz von mechanischer Kühlung zu reduzieren oder, wenn möglich, vorübergehend zu vermeiden, was zu einer Verringerung des Verbrauchs führt.

Belüftung und Luftqualität in der Planung der HLK-Anlage

Die Belüftung stellt eines der fundamentalen Elemente der Planung der HLK-Anlage dar, da sie direkt die Luftqualität im Innenraum, den Komfort und den Energieverbrauch beeinflusst.

Die Dimensionierung der Belüftung muss folgendes berücksichtigen:

• Verwendungszweck der Räume;
• Anzahl und Profil der Belegenden;
• Außenluftmengen;
• eventuelle interne Schadstoffe;
• Filtration;
• Energiegewinnung;
• Verteilung der Luft.

In den fortschrittlichsten Systemen kann die Luftmenge an die Nutzungsbedingungen angepasst werden, indem Strategien der Demand Controlled Ventilation unter Verwendung von Sensoren und Regelungssystemen eingesetzt werden.

Dimensionierung der HLK-Luft- und Wasserleitungen

Sobald die Lasten, Durchflüsse und die Art des Systems definiert sind, tritt die Planung in die Phase der Dimensionierung der Netze ein, die Luft und Flüssigkeiten innerhalb des Gebäudes verteilen.

Eine der Herausforderungen in dieser Phase besteht darin, Lasten und Durchflüsse in korrekt dimensionierte Netze umzuwandeln, während gleichzeitig Durchmesser oder Querschnitte, Fluidgeschwindigkeiten, Druckverluste und die Balance der Kreisläufe überprüft werden.

Wenn diese Überprüfungen getrennt vom Modell der HLK-Anlage durchgeführt werden, können erforderliche Planungsänderungen wiederholte Aktualisierungen und Kontrollen nach sich ziehen. Daher kann es nützlich sein, mit einer Software für die Planung und Dimensionierung von HLK-Anlagen (HVAC) zu arbeiten, die es ermöglicht, das Netz zu modellieren und dessen Leistung direkt zu überprüfen. Mit usMEP.HVAC können Sie Wasser- und Luftanlagen planen, Rohrleitungen und Kanäle dimensionieren, Druckverluste und Durchflüsse überprüfen und die Kreisläufe innerhalb desselben BIM-Workflows ausbalancieren.

Die korrekte Planung dieser Netze hat direkten Einfluss auf:

• Leistungen;
• Druckverluste;
• Verbrauch von Ventilatoren und Pumpen;
• Geräuschentwicklung;
• Balance;
• Betriebsstabilität;
• Komfort in den Räumen.

Planung der HLK-Kanäle und Strategien zur Luftverteilung

Die Planung der Kanäle stellt einen der wichtigsten Aspekte der Luftplanung dar, da sie bestimmt, wie die Luft in den Räumen verteilt wird.

Der Planer definiert:

• die Querschnitte der Kanäle in Abhängigkeit von den erforderlichen Durchflüssen;
• die Luftgeschwindigkeit, um Geräusch- und Turbulenzphänomene zu vermeiden;
• den Verlauf der Netze, um Druckverluste zu minimieren;
• die Position der Auslässe, um eine gleichmäßige Verteilung zu gewährleisten.

Eine korrekte Konfiguration der Kanäle beeinflusst direkt den wahrgenommenen Komfort und die Gesamteffizienz der Anlage.

Häufige Herausforderungen bei der Planung der HLK-Kanäle

Die Planung der Luftleitungen weist verschiedene Herausforderungen auf, die sowohl mit den verfügbaren Räumen als auch mit der architektonischen Komplexität der Gebäude zusammenhängen. Die häufigsten Probleme betreffen die Koexistenz mit anderen Anlagen und die Handhabung der akustischen Leistungen.

Die Hauptschwierigkeiten umfassen:

• geometrische Einschränkungen in abgehängten Decken und Schächten;
• Interferenzen mit elektrischen und hydraulischen Anlagen;
• Kontrolle der Geräuschentwicklung in den Kanälen;
• Wärmeverluste entlang der Verteilungsstrecken;
• Notwendigkeit, Zugänglichkeit für Wartung zu gewährleisten.

Die Lösung dieser Herausforderungen erfordert eine sorgfältige Koordination zwischen den Planungsdisziplinen und eine Definition der Anlagentrassen bereits in den frühen Planungsphasen.

Dimensionierung der Wasserleitungen

Die HLK-Planung umfasst oft auch Wasserkreisläufe, die für den Transport von warmem oder gekühltem Wasser zwischen Generatoren, Auslässen und Verteilungssystemen vorgesehen sind.

Die Dimensionierung muss Folgendes berücksichtigen:

• Wasser-Durchflüsse;
• Durchmesser der Rohrleitungen;
• Fluidgeschwindigkeit;
• verteilt und konzentrierte Druckverluste;
• benötigte Förderhöhe;
• Zirkulationspumpen;
• Regelventile;
• Balance der Kreisläufe.

Ein korrekt dimensioniertes Netz stellt sicher, dass die vorgesehenen Durchflüsse an den Auslässen bereitgestellt werden, während gleichzeitig die Pumpenverbräuche begrenzt werden.

Planungsüberlegungen für Kondensatabläufe und Siphons (P-Trap)

Die Kondensatabläufe ermöglichen es, das durch Kühl- und Entfeuchtungsprozesse erzeugte Wasser abzuleiten. Ein Fehler in der Planungsphase kann zu Betriebsproblemen und unzureichenden hygienischen Bedingungen führen.

Die Hauptfaktoren, die zu berücksichtigen sind, umfassen:

• Neigung der Rohrleitungen zur Förderung des Abflusses;
• korrekte Dimensionierung basierend auf der Menge an Kondensat;
• korrekte Konfiguration der Siphons;
• Druckbedingungen am Ablass;
• Zugänglichkeit für Wartung und Reinigung.

Der Siphon muss entsprechend den Druckbedingungen der Einheit konfiguriert werden, um eine korrekte Ableitung des Kondensats zu gewährleisten.

BIM und Koordinierung in der Planung der HLK-Anlage

Die Nutzung von BIM in der Planung der HLK-Anlage verbessert die Kontrolle der Informationen und die Koordinierung zwischen den verschiedenen beteiligten Disziplinen.

Das digitale Modell ermöglicht es dem Planer, die verfügbaren Räume für Netzwerke, Geräte und Endgeräte im Voraus mögliche Störungen zu erkennen und die Informationen, die von den verschiedenen Disziplinen verwendet werden, koordiniert zu halten.

BIM kann zudem mit Berechnungs- und Simulationswerkzeugen verbunden werden, wodurch eine Kontinuität zwischen dem geometrischen Modell und den Überprüfungs- oder Dimensionierungsaktivitäten geschaffen wird.

Um die Modellierung der TGA-Anlagen, die IFC-Interoperabilität und die Darstellung der HLK-Objekte im Informationsmodell näher zu beleuchten, können Sie die dedizierte Anleitung zu den HLK-Anlagen (englisch HVAC) und zur BIM-Planung konsultieren.

BIM HLK-Integration

Regelung, BACS und Gebäudeautomation in HLK-Anlagen

Die Systeme der Gebäudeautomation ermöglichen die Steuerung und Koordination des Betriebs der HLK-Anlagen basierend auf den tatsächlichen Bedingungen des Gebäudes.

Durch Sensoren, Regler und Überwachungssysteme ist es möglich, Folgendes zu verwalten:

• Temperaturen und Sollwerte;
• Betriebszeiten;
• Durchflussmengen;
• Luftqualität;
• Funktionsweise nach Zonen;
• Generatoren;
• Pumpen und Ventilatoren;
• Strategien zur Energieoptimierung.

Die Regelung ermöglicht es, die HLK-Anlage an die tatsächlichen Anforderungen der Räume anzupassen, wodurch verhindert wird, dass die Systeme ständig unter maximaler Leistung arbeiten.

Überprüfung, Ausbalancierung und Inbetriebnahme von HLK-Anlagen

Die Planung endet nicht mit der theoretischen Dimensionierung der Anlage. Vor der Inbetriebnahme ist es notwendig, zu überprüfen, dass das realisierte System funktioniert gemäß den im Projekt vorgesehenen Leistungen.

Die Aktivitäten können Folgendes umfassen:

• Überprüfung der Luft- und Wasserströme;
• Ausbalancierung der Netze;
• Überprüfung der Sollwerte;
• Überprüfung der Funktionsweise der Regelungssysteme;
• Funktionsprüfungen der Geräte;
• Überprüfung der Konsistenz zwischen Projekt und realisierter Anlage.

Die Inbetriebnahme ermöglicht es, eventuelle Unterschiede zwischen den vorgesehenen Leistungen und dem tatsächlichen Verhalten des Systems zu identifizieren und vor dem regulären Betrieb einzugreifen.

Technische Kompetenzen des HLK-Planers

Der HLK-Planer muss über spezifische Kompetenzen verfügen, die es ihm ermöglichen, die Anforderungen des Gebäudes in korrekt dimensionierte Anlagenauswahl, Netzwerke und Regelungssysteme zu übersetzen.

Zu den relevantesten Kompetenzen gehören:

• Thermodynamik und Wärmeübertragung;
• Psychrometrie;
• Fluidmechanik;
• Lufttechnische Planung;
• Hydronische Planung;
• Berechnung der thermischen Lasten;
• Belüftung und Luftqualität;
• Energie- und Anlagennormen;
• BIM und interdisziplinäre Koordination;
• Energie-Simulation;
• Automatisierungs- und Kontrollsysteme.

Welche Werkzeuge werden für die HLK-Planung benötigt?

Die HLK-Planung erfordert verschiedene Werkzeuge, abhängig von der Phase des Prozesses.

Ein sensibler Schritt im HLK-Workflow ist der Transfer der Informationen von der Energieanalyse zum Anlagendesign. Sensible und latente Lasten, Belüftungsströme und thermo-hygrometrische Daten müssen tatsächlich Eingangsdaten für die Dimensionierung von Terminals, Kanälen und Rohrleitungen werden.

Die manuelle Verwaltung dieses Schrittes kann zu Datenverdopplungen führen und es komplizierter machen, das energetische Modell und das Anlagendesign aufeinander abzustimmen.

Ein integrierter Workflow ermöglicht es hingegen, die Ergebnisse der Energieanalyse direkt in den nachfolgenden Planungsaktivitäten zu verwenden.

Die Integration dieser Werkzeuge ermöglicht es, Kontinuität zwischen Energieanalyse, Anlagendimensionierung und Projektkoordination aufrechtzuerhalten.

Welche Funktionen sollte eine Software für die HLK-Planung haben?

Die Wahl der Software für die HLK-Planung und -Simulation hängt vom Komplexitätsgrad des Projekts und von den erforderlichen Analysen ab. Es gibt keine universelle Lösung, sondern eine Auswahl basierend auf den für den Planungsprozess notwendigen Funktionen.

Die wichtigsten Bewertungskriterien umfassen:

• 3D-Modellierungsfähigkeiten, mit Import aus CAD und BIM;
• integrierte Verwaltung von Energie- und Anlagendaten;
• die Möglichkeit zur dynamischen Simulation des Verhaltens des Gebäudes;
• Zuverlässigkeit der Berechnungsergebnisse und Detaillierungsgrad der Analysen.

Um das energetische Verhalten des Gebäudes über die Zeit zu analysieren und verschiedene Planungsszenarien zu vergleichen, kann ein Werkzeug zur energetischen Simulation verwendet werden. Wenn der Übergang von der Energieanalyse zur eigentlichen Dimensionierung der Anlage erfolgt, besteht die Herausforderung darin, Lasten und Strömungen in korrekt dimensionierte Kanäle und Rohrleitungen umzuwandeln, während gleichzeitig Geschwindigkeiten, Druckverluste und Ausgleich der Systeme überprüft werden. In dieser Phase ermöglicht die Verwendung einer spezifischen Software für die Planung und Dimensionierung von HLK- und TGA-Anlagen, die Modellierung, Berechnung und Überprüfung der Systeme innerhalb eines einzigen Planungsworkflows zu verwalten.

FAQ – Planung der HLK-Anlage

Was bedeutet HLK?

HLK (auf englisch HVAC) – ist das Akronym für Heating, Ventilation and Air Conditioning und bezeichnet die Systeme, die zur Steuerung von Heizung, Belüftung und Klimatisierung der Luft in Gebäuden verwendet werden.

Wie plant man eine HLK-Anlage?

Die Planung einer HLK-Anlage beginnt mit der Definition der internen und externen Bedingungen, setzt sich mit der Berechnung der thermischen Lasten und der Belüftungsströme fort und umfasst die Auswahl des Systems, die Dimensionierung der Netze, die Regelung und die abschließende Überprüfung der Leistungen.

Welche Daten sind erforderlich, um eine HLK-Anlage zu dimensionieren?

Zu den wichtigsten erforderlichen Daten gehören die Eigenschaften des Gebäudes und der Gebäudehülle, klimatische Bedingungen, Nutzungszweck, Belegung, interne Beiträge, Projekt-Temperaturen und -Feuchtigkeiten, thermische Lasten und Anforderungen an die Belüftung.

Wie dimensioniert man die Netze einer HLK-Anlage?

Die Dimensionierung erfolgt auf Grundlage der erforderlichen Strömungen und berücksichtigt Querschnitte oder Durchmesser, Fluidgeschwindigkeiten, Druckverluste, verfügbare Förderhöhe und Ausbalancierung. Für die Luftleitungen muss zudem die Luftverteilung und die akustischen Bedingungen überprüft werden; für die wasserführenden Leitungen Pumpen, Ventile und Strömungen zu den Terminals.

Welche Rolle spielt BIM bei der Planung von HLK-Anlagen?

BIM ermöglicht die geometrische und informationstechnische Koordination der HLK-Anlagen mit Architektur und Strukturen, wodurch Interferenzen reduziert und der Datenaustausch mit Berechnungs- und Dimensionierungswerkzeugen erleichtert wird.

Wozu dient das Commissioning einer HLK-Anlage?

Das Commissioning ermöglicht die Überprüfung, dass die realisierte Anlage konsistent mit den im Projekt vorgesehenen Leistungen arbeitet, indem Strömungen, Ausbalancierung, Regelung und Betrieb der Geräte kontrolliert werden.