Thermotechnische Planung: Was ist sie und wie ein thermotechnisches Projekt erstellt wird

Zusammenfassend lässt sich sagen: die thermotechnische Planung ist der Prozess, bei dem die Anlagen für Heizung, Kühlung, Belüftung und die Produktion von Warmwasser eines Gebäudes analysiert, dimensioniert und überprüft werden, mit dem Ziel, Komfort, Energieeffizienz und die Einhaltung technischer und normativer Anforderungen zu gewährleisten.

Die thermotechnische Planung wendet die Prinzipien der Thermodynamik, der Fluiddynamik und der Wärmeübertragung auf die Planung von Gebäuden und den entsprechenden Anlagen an. Das Ziel ist es, Lösungen zu finden, die Bedingungen für thermohygrometrischen Komfort, Innenraumluftqualität und hohe Energieeffizienz gewährleisten.

Zu den berücksichtigten Systemen gehören unter anderem Heizungs-, Kühl- und Lüftungsanlagen, Anlagen zur Warmwasserbereitung sowie Systeme, die mit erneuerbaren Energiequellen betrieben oder durch diese ergänzt werden.

Um das energetische Verhalten des Gebäudes im Voraus zu bewerten und verschiedene Planungsansätze zu vergleichen, können zudem Werkzeuge zur Energieanalyse und dynamische Gebäudesimulation herangezogen werden, die nützlich sind, um energetische Modelle zu erstellen und die Leistungen des Gebäudes und der Anlagen zu analysieren.

Was ist thermotechnische Planung und wozu dient sie?

Ein thermotechnisches Projekt muss gleichzeitig Eigenschaften des Gebäudes, klimatische Bedingungen, Nutzungszweck, Energiebedarf, Typologie der Anlagen und Managementmethoden berücksichtigen.

Die thermotechnische Planung ermöglicht es somit, die geeignetsten Lösungen zu identifizieren und zu dimensionieren, um den Komfort der Nutzer zu gewährleisten und den Energieverbrauch zu begrenzen, indem die Gebäudehülle und die Anlagensysteme integriert bewertet werden.

Anwendungsbereiche der Thermotechnik

Die Anwendungsbereiche der thermotechnischen Planung sind vielfältig, aber die wichtigsten, die sich am stärksten auf die allgemeine Organisation des Projekts auswirken, sind:

1. Umweltkomfort: Dies betrifft die Planung und Implementierung von Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen in Wohn-, Gewerbe- und Industriegebäuden. Ziel ist es, Innenräume zu schaffen, die das ganze Jahr über thermisch komfortabel sind, unabhängig von den äußeren Bedingungen;
2. Energieeffizienz: Die Thermotechnik ist entscheidend für die Optimierung der Energieeffizienz von Heizungsanlagen. Dazu gehört die Anwendung von Technologien und Planungsstrategien, die darauf abzielen, den Energieverbrauch und die Schadstoffemissionen zu reduzieren, wie der Einsatz von Kraft-Wärme-Kopplung, hocheffizienten Wärmepumpen und fortschrittlichen Wärmedämmungslösungen;
3. Umweltverträglichkeit: Die Thermotechnik spielt eine entscheidende Rolle bei der Förderung der Umweltverträglichkeit. Dazu gehört die Anwendung von umweltfreundlichen Technologien, wie Heizungs- und Kühlsystemen, die mit erneuerbaren Energiequellen betrieben werden, sowie die Implementierung von Planungsstrategien, die die Umweltauswirkungen der Heizungsanlagen auf das umliegende Ökosystem reduzieren.

Was ist die thermotechnische Planung und welche Ziele sie verfolgt

Was ist ein thermotechnisches Projekt?

Ein thermotechnisches Projekt definiert die Eigenschaften, die Dimensionierung und die Leistungen der thermischen Anlagen eines Gebäudes. Es beginnt mit der Analyse des Gebäudes und seines Energiebedarfs, um die geeignetsten Anlagelösungen zu identifizieren und deren Leistungen, Verbrauch und Konformität mit den vorgesehenen Anforderungen zu überprüfen.

Das Projekt betrifft daher nicht nur die Auswahl eines Generators oder eines Terminals, sondern berücksichtigt die Interaktion zwischen Gebäudehülle, klimatischen Bedingungen, Nutzungszweck, Produktions-, Verteilungs-, Emissions-, Regelungs- und Nutzungssystemen der erneuerbaren Energien.

Was enthält ein thermotechnisches Projekt?

Je nach den Eigenschaften des Gebäudes und des Eingriffs kann die Planung Folgendes umfassen:

• Analyse der geometrischen und thermo-physikalischen Eigenschaften des Gebäudes;
• Bewertung der Gebäudehülle;
• Definition der klimatischen Bedingungen und der Nutzungsbedingungen;
• Berechnung des Heiz- und Kühlbedarfs;
• Bewertung der Produktion von Warmwasser;
• Analyse des Ventilationsbedarfs;
• Dimensionierung der erforderlichen Leistungen;
• Auswahl und Dimensionierung der Generatoren;
• Definition der Verteilungs- und Emissionssysteme;
• Auswahl der Regelungssysteme;
• Integration erneuerbarer Energiequellen;
• Analyse der Wärmebrücken;
• Überprüfung der Energieeffizienz;
• Erstellung der erforderlichen Unterlagen und der technischen Dokumentation.

Elemente eines thermotechnischen Projekts

Was ist eine thermotechnische Anlage?

Mit dem Ausdruck thermotechnische Anlage wird allgemein auf die Gesamtheit der Anlagen und Systeme verwiesen, die zur Gewährleistung der Energieversorgung und des thermo-hygrometrischen Komforts eines Gebäudes eingesetzt werden.

Eine thermische Anlage ist ein festes technologisches System, das für die Winter- oder Sommerklimatisierung der Räume bestimmt ist, mit oder ohne Produktion von Warmwasser für den Haushalt, oder nur zur Produktion von Warmwasser für den Haushalt in den durch die Norm vorgesehenen Fällen. Sie kann zudem mit Belüftungssystemen kombiniert werden.

Je nach den Eigenschaften des Gebäudes und der gewählten Planungslösung kann die Anlage verschiedene Teilsysteme und Komponenten umfassen, darunter:

• Produktionssysteme, wie Kessel, Wärmepumpen und andere Generatoren;
• Verteilungssysteme, die die Wärmeenergie an die Räume oder Verbraucher übertragen;
• Speichersysteme, die zur Speicherung von Wärmeenergie oder Warmwasser verwendet werden;
• Abgabe- oder Nutzungseinheiten, durch die Wärme an die Räume abgegeben oder entzogen wird;
• Regelungs- und Steuergeräte, die notwendig sind, um den Betrieb und die Leistung der Anlage zu steuern;
• Systeme zur Produktion von Warmwasser für den Haushalt;
• Belüftungs- und Luftbehandlungssysteme, wenn sie mit der Anlage integriert sind;
• Systeme, die von erneuerbaren Energiequellen gespeist oder integriert werden.

Die Planung der technischen Gebäudeausrüstung hat die Aufgabe, diese Systeme entsprechend den Gebäudeeigenschaften, dem Energiebedarf und den Nutzungsbedingungen zu definieren und zu dimensionieren. Ziel ist es, thermischen und hygrischen Komfort, eine hohe Energieeffizienz sowie eine optimale Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems aus Gebäude und Anlagentechnik zu gewährleisten.

Wie wird ein thermotechnisches Projekt realisiert?

Die thermotechnische Planung entwickelt sich durch eine Reihe von miteinander verbundenen Aktivitäten. Der Workflow kann je nach Art des Gebäudes und des Eingriffs variieren, umfasst jedoch im Allgemeinen die folgenden Phasen.

1. Analyse des Gebäudes und Datensammlung:
   Die erste Phase besteht in der Sammlung der notwendigen Informationen, um das Gebäude korrekt zu beschreiben: Geometrie, Ausrichtung, Eigenschaften der Gebäudehülle, Nutzungszweck, Belegungsprofile, klimatische Bedingungen und Eigenschaften der eventuell vorhandenen Anlagen.
2. Erstellung des energetischen Modells:
   Die gesammelten Daten werden verwendet, um ein energetisches Modell des Gebäudes zu erstellen, durch das die Gebäudehülle, thermische Zonen, Eigenschaften der Komponenten und Nutzungsbedingungen dargestellt werden. Die Verfügbarkeit eines BIM-Modells oder von CAD-Dateien kann diese Phase beschleunigen und die Notwendigkeit verringern, bereits verfügbare Informationen manuell erneut einzugeben.
3. Berechnung des Energiebedarfs:
   Das Modell ermöglicht die Bewertung des Verhaltens des Gebäudes und die Bestimmung der Bedarfe, die beispielsweise mit Folgendem verbunden sind:
   • Heizung;
   • Kühlung;
   • Belüftung;
   • Erzeugung von Warmwasser.

   Diese Informationen bilden die Grundlage für die anschließende Dimensionierung der Anlagen.

4. Planung und Dimensionierung der thermotechnischen Anlagen:
   Basierend auf den berechneten Bedarfen identifiziert der Planer die geeignetsten Anlagelösungen und definiert Leistungen, Generatoren, Endteile, Verteilungssysteme und Regelungen. In dieser Phase können mehrere Planungsalternativen verglichen werden, um das beste Gleichgewicht zwischen Komfort, Verbrauch, Kosten und Leistung zu finden.
5. Energie- und Normprüfungen:
   Die Planung muss zudem die Einhaltung der anwendbaren energetischen Anforderungen für den Eingriff überprüfen und, wenn vorgesehen, die entsprechende technische Dokumentation erstellen. Um diese Phase des Projekts einfacher zu gestalten, kann eine Software zur Berechnung der energetischen Leistungen verwendet werden, die es ermöglicht, die gemäß der geltenden Normen erforderlichen Energieprüfungen direkt aus dem energetischen Modell des Gebäudes durchzuführen.
6. Simulation und Vergleich der Lösungen:
   Durch die energetische Simulation ist es möglich, das Verhalten des Gebäudes unter verschiedenen Bedingungen zu analysieren, alternative Konfigurationen zu vergleichen und zu bewerten, wie die verschiedenen Planungsentscheidungen die Verbrauchswerte und die Gesamtleistung beeinflussen. Mit einer Software für die Energieanalyse und dynamische Gebäudesimulation kann diese Art der Analyse bereits während der Planungsphase vertieft werden.

Workflow des thermotechnischen Projekts

Wer ist der thermotechnische Planer?

Der thermotechnische Planer ist der Fachmann, der sich mit der energetischen Analyse des Gebäudes und der Planung der Heizungs-, Kühlungs-, Lüftungs-, Warmwasserbereitungs- und Integration von erneuerbaren Energiequellen beschäftigt.

Die zunehmende Aufmerksamkeit für die Energieeffizienz hat die Rolle dieser Fachkraft erweitert: Neben der korrekten Dimensionierung der Anlagen muss der Planer das Gesamtverhalten des Gebäudes, die Interaktion zwischen Gebäudehülle und Anlagen, den Komfort der Nutzer, den Verbrauch und die Umweltwirkungen der verschiedenen Lösungen bewerten.

Was macht der thermotechnische Planer?

Der thermotechnische Planer analysiert das energetische Verhalten des Gebäudes und plant und dimensioniert die erforderlichen technischen Gebäudeanlagen, um Komfort, Energieeffizienz sowie die Einhaltung der technischen und normativen Anforderungen sicherzustellen.

Zu den Hauptaktivitäten gehören:

• Bewertung des Heiz- und Kühlbedarfs;
• Analyse des energetischen Verhaltens des Gebäudes;
• Planung und Dimensionierung der Anlagen;
• Auswahl von Generatoren und Endteile;
• Bewertung der Lüftungs- und Luftbehandlungssysteme;
• Dimensionierung der Systeme zur Warmwasserbereitung;
• Integration von Systemen, die mit erneuerbaren Energiequellen betrieben werden;
• Überprüfung der Energieeffizienz;
• Analyse von Wärmebrücken und Eigenschaften der Gebäudehülle;
• Vergleich verschiedener Planungslösungen;
• Erstellung der erforderlichen Unterlagen und technischen Dokumentation.

Welche Aspekte muss er bei der Planung berücksichtigen?

Während der Planung muss der thermotechnische Planer die Heizungs-, Kühlungs-, Lüftungs-, Warmwasserbereitungs-, Feuchtigkeitskontroll-, Generator-, Verteilungs-, Endteil und Regelungssysteme koordiniert bewerten.

Ziel ist es, die Anlage so zu dimensionieren, dass angemessene Temperaturbedingungen, Feuchtigkeit und Luftqualität gewährleistet sind, während gleichzeitig Überdimensionierungen und unnötiger Energieverbrauch vermieden werden.

BIM und thermotechnische Planung: wie sich der Workflow verändert

Die Einführung des Building Information Modeling (BIM) hat einen grundlegenden Wandel im Bereich der Energie und der thermotechnischen Planung dargestellt, indem sie neue Möglichkeiten zur Verbesserung der Effizienz und der Qualität der angebotenen Dienstleistungen bietet.

BIM ist eine Arbeitsmethodik, die es ermöglicht, detaillierte digitale Informationen über ein Gebäude oder eine Anlage während ihres gesamten Lebenszyklus, von der Planung bis zur Demontage, zu erstellen, zu verwalten und zu teilen. Dieser integrierte Ansatz ermöglicht es, den Entscheidungsprozess zu optimieren, Fehler und Kosten zu reduzieren und die Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Projektbeteiligten zu verbessern.

Es gibt verschiedene Vorteile, die sich aus der Nutzung von BIM innerhalb des eigenen Workflows ergeben, zum Beispiel:

• Verbesserung der Qualität der Dienstleistungen – Dank BIM ist es möglich, eine dreidimensionale und integrierte Sicht auf die thermotechnischen Anlagen im Kontext des Gebäudes zu erhalten. Dies ermöglicht es den Planern, die Planungsansätze effektiver zu bewerten, potenzielle Probleme vorherzusehen und die Leistung der Anlagen zu optimieren, was ein qualitativ hochwertiges Endergebnis gewährleistet;
• Optimierung des Planungs- und Realisierungsprozesses – BIM erleichtert die Zusammenarbeit zwischen Architekten, Ingenieuren und anderen Fachleuten, die am Planungs- und Realisierungsprozess der Anlagen beteiligt sind. Durch die gemeinsame Nutzung eines einzigen digitalen Modells können die Aktivitäten effizienter koordiniert werden, wodurch die Planungs- und Bauzeiten verkürzt und die Kommunikation zwischen den Teammitgliedern verbessert wird;
• Reduzierung von Fehlern und Kosten – BIM ermöglicht es, potenzielle Konflikte oder Planungsfehler frühzeitig zu identifizieren und zu lösen, wodurch das Risiko kostspieliger Verzögerungen und Änderungen während der Bauphase verringert wird. Darüber hinaus ermöglicht die Simulation des Betriebs der thermotechnischen Anlagen innerhalb des BIM-Modells die Optimierung der Dimensionierung und Anordnung der Elemente, was zur Reduzierung der Gesamtkosten des Projekts beiträgt;
• Höhere betriebliche Effizienz – Nach Abschluss der Planungs- und Bauphase kann das BIM-Modell zur Unterstützung der Management- und Wartungsaktivitäten der thermotechnischen Anlagen verwendet werden. Dank der Verfügbarkeit detaillierter und aktueller Informationen können die Betreiber präventive Wartungsmaßnahmen planen, den Energieverbrauch optimieren und die ordnungsgemäße Funktion der Anlagen über die Zeit sicherstellen.

BIM und thermotechnische Planung

Wichtigkeit der Werkzeuge für die thermotechnische Planung

In der thermotechnischen Planung, wie in vielen anderen Bereichen, ist die Verwendung der richtigen Werkzeuge entscheidend. Daher ist es wichtig zu verstehen, was man von einer Software für die Energieanalyse und dynamische Gebäudesimulation erwarten sollte, um das bestmögliche Ergebnis zu gewährleisten. Das zu verwendende Werkzeug muss daher:

• ein 3D-Modell erstellen und die energetische Berechnung durchführen – es muss möglich sein, ein architektonisches 3D-Modell zu erstellen, das für die energetische Berechnung erforderlich ist, aus einer CAD-Datei im DXF- oder DWG-Format oder aus einem BIM-Modell im standardmäßigen IFC-Format;
• die Konfiguration des Modells und die Eingabe der Daten ermöglichen – die Software muss es ermöglichen, jedem architektonischen Element die erforderlichen Eigenschaften und Merkmale für die energetische Simulation zuzuweisen, möglicherweise unter Nutzung einer umfangreichen Bibliothek von BIM-Objekten;
• die Berechnung der Wärmebrücken integrieren – die Möglichkeit, alle Wärmebrücken automatisch zu identifizieren, beschleunigt die Arbeit erheblich und ermöglicht es, Fehler in der Planungsphase zu korrigieren. Es ist jedoch wichtig, die Möglichkeit zu haben, auszuwählen, welche Wärmebrücken im Projekt bewertet werden sollen, und deren Übertragungseigenschaften korrekt zu verwalten;
• die Datenanalyse und Simulation durchführen – das Programm muss eine Überprüfung der eingegebenen Daten vor dem Start der thermischen Simulation durchführen. Dies stellt sicher, dass die Daten korrekt sind und verringert das Risiko, die Berechnung wiederholen zu müssen;
• die Ergebnisse analysieren – schließlich sollte eine detaillierte Visualisierung der Berechnungsergebnisse sowohl in grafischer als auch in tabellarischer Form vorliegen. Zudem sollte es auch möglich sein, die verschiedenen Lösungen zu vergleichen und die energetischen Leistungen, den Verbrauch und die Kosten zu analysieren.

Wie man eine Software für die für di Energieanalyse und  Simulation verwendet

Folgend wir angezeigt, wie eine Software für di Energieanalyse und dynamische Gebäudesimulation verwendet werden kann.

FAQ – Thermotechnische Planung

Was ist ein thermotechnisches Projekt?

Ein thermotechnisches Projekt ist die Gesamtheit der Analysen, Berechnungen und Planungsentscheidungen, die verwendet werden, um die Eigenschaften und Leistungen der Anlagen eines Gebäudes zu definieren. Es umfasst die Bewertung des Energiebedarfs, die Dimensionierung der Systeme und die notwendigen Überprüfungen, um Komfort, Effizienz und die Einhaltung der geltenden Anforderungen zu gewährleisten.

Was umfasst eine thermotechnische Anlage?

Eine thermotechnische Anlage kann Systeme für Heizung, Kühlung, Belüftung und die Erzeugung von Warmwasser umfassen, sowie Generatoren, Wärmepumpen, Terminals, Verteilernetze, Regelungssysteme, Speicher und Komponenten, die mit erneuerbaren Energiequellen betrieben werden.

Was macht ein thermotechnischer Planer?

Der thermotechnische Planer analysiert das energetische Verhalten des Gebäudes, bestimmt die Bedarfe, plant und dimensioniert die Anlagen, überprüft die Leistungen der verschiedenen Lösungen und erstellt die technischen Unterlagen, die für die Durchführung des Eingriffs erforderlich sind.

Ist das thermotechnische Projekt dasselbe wie die thermotechnische Anlage?

Nein. Das thermotechnische Projekt ist die Gesamtheit der Aktivitäten zur Analyse, Berechnung, Dimensionierung und technischen Definition der Lösung. Die thermotechnische Anlage ist hingegen das physisch im Gebäude realisierte System auf der Grundlage des Projekts.

Wozu dient die energetische Simulation in der thermotechnischen Planung?

Die energetische Simulation ermöglicht es, das Verhalten des Gebäudes und der Anlagen zu untersuchen, die Auswirkungen der verschiedenen Planungsentscheidungen zu überprüfen und alternative Szenarien vor der Realisierung zu vergleichen, wodurch dem Planer nützliche Informationen zur Optimierung von Leistungen und Verbrauch bereitgestellt werden.